碘乙烷的激发态动力学和芳香族化合物的离子态光谱研究

【摘要】：分子激发态动力学和离子态光谱都是激光化学研究的重要内容。通过对分子激发态动力学和离子态光谱的研究,可以获得分子的激发态和离子态信息,为我们深入了解化学反应的实质提供依据。具有飞秒时间尺度分辨率是飞秒时间分辨光电子影像技术的一大特点,可以实现对分子激发态动力学行为的实时观察。而质量分辨阈值电离光谱作为高分辨的离子态光谱可以实现质量分辨。本文将飞秒时间分辨的光电子影像技术运用于碘乙烷的激发态动力学研究,而将质量分辨阈值电离光谱技术运用于3,4-二氟苯甲醚和间甲氧基苯乙烯的离子态光谱研究。主要工作可以分为三个部分。 第一部分利用飞秒时间分辨光电子影像技术和飞秒时间分辨质谱技术研究碘乙烷的激发态动力学。实验测得当分子吸收一个267nm光子后被激发到解离带A带,运用飞秒时间分辨质谱技术测得A带对应的时间常数为57fs。母体分子在吸收两个400nm光子的情况下,可以被激发到B带,对应的预解离寿命为1.42ps。当分子吸收三个400nm光子后会到达更高里德堡态,通过时间分辨光电子能谱分布观察到更高里德堡态会快速转移到B带,这一过程所对应的时间尺度为50fs。 第二部分利用共振增强双光子电离(R2PI)和质量分辨的阈值电离光谱(MATI)技术来研究顺式和反式3,4-二氟苯甲醚S1和Do态的振动光谱。从实验中测得顺式和反式3,4-二氟苯甲醚S1←S0跃迁能的带源分别为35505±2和35711±2cm-1,它们各自的绝热电离势分别为67780±5和68125±5cm-1。并且发现3,4-二氟苯甲醚的S1←So跃迁能和绝热电离势的能移都存在着加法定则。这一定则对于光谱学家在研究涉及多取代苯的衍生物的实验中选取合适的扫描范围很有帮助。通过比较3,4-二氟苯甲醚Sl和D0态的振动光谱,发现分子D0←S1跃迁中倾向于保持原有的振动模式,这表明分子的两种构型D0态的分子构型,对称性和振动坐标都与S1态类似。 第三部分利用共振增强双光子电离(R2PI)和质量分辨的阈值电离光谱(MATI)技术来研究间甲氧基苯乙烯四个构型的S1和D0态的振动光谱。从实验中测得四个异构体Sl←So跃迁能的带源分别为32767±2,32907±2,33222±2和33281±2cm-1。它们的绝热电离势分别为65391±5,64977±5,65114±5和64525±5cm-1。通过比较间甲氧基苯乙烯与对甲氧基苯乙烯的MATI光谱发现对于一些面内环振动来说,振动频率除了依赖于振动模式以外,还依赖于两个取代基的相对位置。 【关键词】：飞秒时间分辨光电子影像 激发态动力学 质量分辨阈值电离光谱 离子态光谱
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O561.3
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 激发态超快动力学12-18
• 1.1.1 分子激发态12-14
• 1.1.2 激发态超快动力学的研究方法14-18
• 1.2 离子态光谱18-20
• 1.2.1 离子态光谱简介18-19
• 1.2.2 离子态光谱的研究方法19-20
• 1.3 本文的研究内容20-22
• 第二章 飞秒时间分辨光电子/离子影像技术和实验系统22-42
• 2.1 飞秒时间分辨光电子/离子影像技术22-30
• 2.1.1 飞秒泵浦-探测技术22-23
• 2.1.2 光电子/离子影像技术23-25
• 2.1.3 飞秒时间分辨光电子/离子影像技术及应用25-30
• 2.2 光电子/离子影像系统30-36
• 2.2.1 真空系统30-31
• 2.2.2 超声分子束进样系统31-33
• 2.2.3 离子透镜33
• 2.2.4 信号探测与采集系统33-36
• 2.3 飞秒激光系统36-42
• 2.3.1 泵浦激光系统37
• 2.3.2 钛宝石振荡器37-39
• 2.3.3 啁啾脉冲放大系统39-42
• 第三章 质量分辨阈值电离光谱技术和实验系统42-56
• 3.1 质量分辨阈值电离光谱技术42-49
• 3.1.1 分子的零动能态42-43
• 3.1.2 零动能光谱的基本理论43-45
• 3.1.3 质量分辨阈值电离光谱45-46
• 3.1.4 质量分辨阈值电离光谱中的几个技术46-48
• 3.1.5 零动能/质量分辨阈值电离光谱的应用48-49
• 3.2 质量分辨阈值电离光谱实验装置49-56
• 3.2.1 真空系统50-52
• 3.2.2 数据采集系统52-53
• 3.2.3 纳秒激光系统53-56
• 第四章 用时间分辨光电子影像研究碘乙烷的能量转移56-64
• 4.1 引言56-57
• 4.2 实验装置57
• 4.3 实验结果与讨论57-62
• 4.4 小结62-64
• 第五章 3,4-二氟苯甲醚的质量分辨阈值电离光谱研究64-76
• 5.1 引言64-65
• 5.2 实验与计算65-66
• 5.2.1 实验部分65
• 5.2.2 理论部分65-66
• 5.3 实验结果66-72
• 5.2.1 3,4-二氟苯甲醚的共振双光子电离光谱66-68
• 5.2.2 3,4-二氟苯甲醚的光电离效率(PIE)曲线和MATI光谱68-72
• 5.4 讨论72-74
• 5.5 小结74-76
• 第六章 间甲氧基苯乙烯的质量分辨率阈值电离光谱研究76-90
• 6.1 引言76-77
• 6.2 实验与计算77-78
• 6.2.1 实验部分77
• 6.2.2 理论部分77-78
• 6.3 实验结果78-87
• 6.3.1 间甲氧基苯乙烯的共振双光子电离光谱78-81
• 6.3.2 间甲氧基苯乙烯的光电离效率(PIE)曲线和MATI光谱81-87
• 6.4 讨论87-89
• 6.5 小结89-90
• 第七章 总结和展望90-92
• 参考文献92-107
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果107

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

Uub(Z=112)和Hg(Z=80)元素的原子结构和激发态性质    李冀光;董晨钟;俞友军;丁晓彬;S.Fritzsche;B.Fricke;

    

    

    

    

    

    

    

    

    

碘乙烷的激发态动力学和芳香族化合物的离子态光谱研究    徐晏琪

氟溴苯分子和甲基苯甲醚分子的激发态和离子态光谱研究    秦晨