分子的光電離一直是原子與分子物理領域的熱點研究方向之一。同步輻射光源由于其光源亮度高、光子可調諧能量范圍廣、準直性高等特點,成為研究分子單光子光電離的有力工具�；谕捷椛涔庠囱芯糠肿拥碾婋x相關物理過程、分子電子態(tài)結構和動力學過程,可以獲得相關分子的電離機制、解離通道、離子電子態(tài)特性等信息,有助于解釋分子復雜的電離過程所蘊含的新的物理機制,具有十分重要的研究意義。本論文利用同步輻射光源結合反射式飛行時間質譜技術,對甲苯,氯苯,氟苯的單光子雙電離過程進行實驗研究。通過測量三種苯取代物在光子能量為22eV-28eV的光電離效率曲線,利用最小二乘法擬合,獲得了甲苯、氟苯和氯苯分子的二次電離限,并和理論計算結果吻合較好。在剩余能量Excess energy(光子能量減去二次電離限)為0-16eV之間,詳細分析了母體二價離子和一價離子的比值隨光子能量的變化關系,并和He原子結果進行對比,分析指出在上述光子能量分為,三種苯取代物的物理機制為Knock-out機制。我們還觀測到氯苯及氟苯分子雙電離產率在特定光子能量處的共振增強現(xiàn)象,而甲苯分子則不明顯,表明了分子結構對單光子雙電離過程的影響。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O56
【部分圖文】：

的新的物理機制，具有十分重要的研究意義。同步輻射光為光源，結合飛行時間質譜，研究苯取代物（單光子雙電離過程。本章中我們首先概述原子分子電離、子電離研究以及苯和苯的取代物雙電離研究現(xiàn)狀等。子電離離所需要的能量方式來講，原子分子電離可以分為以下幾電離 (collisional ionization)是指能量足夠大的光子、電子、離子撞擊氣體中的分子或子中的價電子釋放出來而成為陽離子的過程。如圖 1.1 所測量的時間和空間尺度遠遠大于單次碰撞的時空尺度，因入射粒子在 t=-∞開始發(fā)射并通過散射軌道在 t=0 時刻和靶

) 單電離(Single Ionization)、雙電離(Double Ionization)及多次電離(MultipleIonization)如圖 1.2 所示，電子在吸收光子能量后脫離原本所在的電子軌道，形成一個于基態(tài)的離子和一個自由電子，圖中帶陰影的實線表示原子分子的電離限Ionization Energy, IE）[18]。如果一個電子脫離電子軌道則為單電離，對應的能閾值為一次電離限。兩個電子脫離則是雙電離，對應的能量閾值為二次電離限，個電子脫離則是多次電離。原子的一次電離限一般在 20eV 以上，而分子的一電離限在幾個 eV 到十幾個 eV 之間，多原子分子二次電離限一般是其一次電限的 2 到 3 倍，多次電離涉及的能量則更高。分子的單電離幾率遠大于多次電幾率，目前對于分子雙電離及多次電離的研究遠沒有單電離充分。而分子多電涉及到更多電子關聯(lián)、電離解離通道競爭及能量分配等，其電離物理機制及蘊的新現(xiàn)象已成為近年來的研究熱點。

電子在低勢壘方向上可能通過隧穿進入電離態(tài)而被電離，即為隧穿電離（Tunneling Ionization，TI）[25]（圖1.3（c））。超短強激光與原子分子相互作用中，隧穿電離是一種基本的物理過程，并由此產生許多新的物理現(xiàn)象，比如：非序列雙電離（Non-sequential DoubleIonization, NSDI）[26]，閾上電離（Above threshold Ionization,ATI）[27]，高次諧波的產生（High-Harmonic Generation, HHG）[28]等等。(a) (b) (c)圖 1.3 單光子電離（a），多光子電離（b）和隧穿電離（c）示意圖
【參考文獻】

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本文編號：2857664