本文關(guān)鍵詞：飛秒激光場中分子消除反應(yīng)和氫轉(zhuǎn)移過程的研究

  更多相關(guān)文章： 飛秒激光 三維成像 多光子解離 庫侖爆炸 光致消除 協(xié)同消除 氫轉(zhuǎn)移 從頭計(jì)算

【摘要】：超短超強(qiáng)脈沖激光的出現(xiàn),使得原子和分子系統(tǒng)與強(qiáng)激光的相互作用出現(xiàn)了一系列新的現(xiàn)象,例如：高次諧波產(chǎn)生、多光子電離、場致電離、閾上電離、解離電離、場致解離、庫侖爆炸等。鹵代烷烴光解產(chǎn)生的鹵素原子對臭氧層有極大的破壞作用,這使得鹵代烷烴的光解問題成為化學(xué)動力學(xué)研究的熱點(diǎn)。其中,溴原子對臭氧層的破壞作用更甚,為氯原子的100多倍,因此對于溴代烷烴光解動力學(xué)的研究具有極其重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。在本論文中,我們利用三維直流切片離子成像技術(shù),研究了1,2-二溴乙烷分子、環(huán)己烷分子與飛秒激光相互作用發(fā)生解離電離和庫侖爆炸的過程。具體研究工作如下： 1.利用三維切片離子成像技術(shù)研究了1,2-C2H4Br2分子在800nm、80fs激光場中的庫侖爆炸和解離電離過程。實(shí)驗(yàn)上測得了碎片離子C2H4Br+、Br+、C2H4+、Br2+和CH2Br+的切片圖,計(jì)算獲得了其動能分布和角分布參數(shù)。結(jié)果表明,相關(guān)離子的高動能分量來自于二價母體離子1,2-C2H4Br22+的庫侖爆炸過程,低動能分量來自于一價母體離子1,2-C2H4Br2+的解離電離過程。在此基礎(chǔ)上,理論模擬了產(chǎn)生離子C2H4+和Br2消除通道的反應(yīng)路徑,計(jì)算結(jié)果顯示Br2分子的產(chǎn)生是異步協(xié)同消除反應(yīng),為一價母體離子同分異構(gòu)化后越過勢壘發(fā)生的解離。 2.利用三維切片離子成像技術(shù)研究了在中心波長為800nm、脈沖寬度80fs的強(qiáng)場條件下,1,2-C2H4Br2分子發(fā)生協(xié)同消除反應(yīng)產(chǎn)生碎片離子C2H4+和Br2+的通道。實(shí)驗(yàn)中隨著光場強(qiáng)度的增長,解離過程越來越劇烈；當(dāng)光場強(qiáng)度為增高到一定程度時,質(zhì)譜上出現(xiàn)了質(zhì)荷比m/q=156,158,160的新離子Br2+,這預(yù)示著新的庫侖爆炸通道的出現(xiàn)。從頭計(jì)算表明離子Br2+的產(chǎn)生為二價母體離子跨越0.18eV的勢壘后發(fā)生的解離,為同步協(xié)同消除反應(yīng)。光場強(qiáng)度達(dá)到1.0×1014W/cm2時離子Br2+的相對產(chǎn)率穩(wěn)定在3.4%。 3.利用三維切片離子成像技術(shù)研究了環(huán)己烷分子(C6H12)在800nm、80fs激光場中發(fā)生多光子解離和庫侖爆炸的過程。實(shí)驗(yàn)上測得了不同光場強(qiáng)度下發(fā)生氫轉(zhuǎn)移的離子CH3、C2H5+、C3H7+及其相關(guān)離子C5H9+、C4H7+、C3H5+的切片圖,計(jì)算獲得了各離子的速度分布和角分布參數(shù)。研究結(jié)果表明,離子的高動能分量來自于二價母體離子C6H122+的庫侖爆炸過程,低動能分量來自于一價母體離子C6H12+的解離電離過程；CH3+、C2H5+、C3H7+離子的相對量子產(chǎn)率隨著光場強(qiáng)度的升高分別趨于4.1%、2.6%、0.7%。最后,結(jié)合量子化學(xué)計(jì)算,研究了C6H122+發(fā)生庫倫爆炸生成C2H4+和C4H8+的反應(yīng)路徑。
【關(guān)鍵詞】：飛秒激光 三維成像 多光子解離 庫侖爆炸 光致消除 協(xié)同消除 氫轉(zhuǎn)移 從頭計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O436
【目錄】：

• 內(nèi)容摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 目錄10-13
• 第一章 緒論13-37
• 1.1 分子與飛秒強(qiáng)光場的相互作用13-25
• 1.1.1 飛秒強(qiáng)光場中分子的電離13-19
• 1.1.2 飛秒強(qiáng)光場中分子的解離19-25
• 1.2 分子消除反應(yīng)簡介25-28
• 1.3 氫轉(zhuǎn)移過程簡介28-29
• 1.4 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)以及主要工作29-31
• 參考文獻(xiàn)31-37
• 第二章 飛行時間質(zhì)譜技術(shù)和離子成像技術(shù)簡述37-53
• 2.1 飛行時間質(zhì)譜技術(shù)37-40
• 2.2 離子成像技術(shù)發(fā)展40
• 2.3 二維離子成像技術(shù)40-44
• 2.3.1 二維離子成像技術(shù)原理40-42
• 2.3.2 “單柵網(wǎng)式”離子成像裝置42-43
• 2.3.3 “離子透鏡式”離子成像裝置43-44
• 2.4 三維離子成像技術(shù)44-49
• 2.5 本章小結(jié)49-51
• 參考文獻(xiàn)51-53
• 第三章 三維直流切片離子成像裝置53-62
• 3.1 超強(qiáng)飛秒激光系統(tǒng)53
• 3.2 實(shí)驗(yàn)裝置概述53-57
• 3.3 實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)處理57-59
• 3.4 本章小結(jié)59-61
• 參考文獻(xiàn)61-62
• 第四章 1,2-二溴乙烷分子通過解離電離過程產(chǎn)生溴分子Br_2的協(xié)同消除反應(yīng)研究62-77
• 4.1 引言62-63
• 4.2 質(zhì)譜結(jié)果的分析與討論63-65
• 4.3 切片成像結(jié)果的分析與討論65-69
• 4.3.1 1,2-二溴乙烷分子的庫侖爆炸67-68
• 4.3.2 1,2-二溴乙烷分子的多光子解離68-69
• 4.4 從頭算法對Br_2消除通道的模擬69-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 第五章 1,2-二溴乙烷分子通過庫侖爆炸過程產(chǎn)生溴分子離子Br_2~+的協(xié)同消除反應(yīng)研究77-93
• 5.1 引言77-79
• 5.2 質(zhì)譜結(jié)果的分析與討論79-80
• 5.3 切片成像結(jié)果的分析與討論80-83
• 5.4 從頭算法對Br_2~+離子消除通道的模擬83-85
• 5.5 Br_2~+離子消除通道的相對產(chǎn)率85-88
• 5.6 本章小結(jié)88-90
• 參考文獻(xiàn)90-93
• 第六章 飛秒強(qiáng)光場下環(huán)己烷分子發(fā)生氫轉(zhuǎn)移的研究93-110
• 6.1 引言93-94
• 6.2 質(zhì)譜結(jié)果的分析與討論94-96
• 6.3 切片成像結(jié)果的分析與討論96-101
• 6.3.1 環(huán)己烷分子的庫侖爆炸98-100
• 6.3.2 環(huán)己烷分子的多光子解離100-101
• 6.4 環(huán)己烷分子氫轉(zhuǎn)移機(jī)制101-102
• 6.5 發(fā)生氫轉(zhuǎn)移過程離子CH_3~+、C_2H_5~+和C_3H_7~+的相對產(chǎn)率102-103
• 6.6 C_6H_(12)~(2+)生成C_2H_4~+和C_4H_8~+過程中的氫轉(zhuǎn)移103-105
• 6.7 本章小結(jié)105-107
• 參考文獻(xiàn)107-110
• 第七章 總結(jié)與展望110-112
• 作者簡歷及在學(xué)期間所取得的科研成果112-113
• 致謝113

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王操,孔繁敖;多原子分子在強(qiáng)飛秒激光場中的解離[J];物理化學(xué)學(xué)報;2004年S1期

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本文編號：657065