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《中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)》 2017年
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碘苯和碘代环己烷的超快光解动力学研究

胡春龙  
【摘要】:光与物质的作用在自然界广泛存在,并且人类也在持续研究如何开发利用它们。分子吸收光子后的电子激发态有很多无辐射的失活过程,如内转换、系间交叉、内部振动能重分布、解离、异构化等,这些过程的时间尺度都在皮秒至飞秒量级。飞秒时间分辨的质谱技术具有飞秒量级的时间分辨能力,可以实时观测并跟踪分子电子激发态的非绝热过程。本文选择光解反应这一重要的非绝热动力学过程,用飞秒时间分辨的质谱技术研究了碘苯和碘代环己烷分子的超快光解动力学过程。本论文的主要研究工作有:1.时间寿命拟合公式的推导。详细推导了时间寿命拟合公式,并用这些公式对实验中遇到的一些现象进行解释,还介绍了fityk和gnuplot在时间寿命拟合中的应用。2.碘苯在200 nm激光脉冲泵浦下高激发态的超快光解动力学过程。结合自旋轨道耦合的从头计算(ab iniio)方法计算得到的碘苯分子沿C-I键的一维势能曲线,详细讨论了碘苯在200 nm激光脉冲激发下的光解动力学过程。在200 nm激光脉冲激发下,7B2、7A1、7B1、8B2态是可能的光学可布居态。处于7B2、7B1态的碘苯分子通过时间为75 fs的内转换快速衰减到7A1、8B2态。7A1、8B2态苯环上的高振动模被激发,然后通过内部振动能量重分布(IVR)过程弛豫,最后导致碘苯分子发生解离,IVR过程的时间为540 fs,基态碘原子的生成时间为1.2 ps。3.碘代环己烷A带和C态的超快光解动力学过程。266 nm激光脉冲激发碘代环己烷分子到A带,A带的光解是个直接快速解离过程,需要经过4A'与4A"之间的锥形交叉。从4A"演化到基态碘原子解离通道对应的解离渐近区的时间约为180 fs。200 nm激光脉冲激发到C态,C态的解离为预解离,时间尺度为600 fs左右,有来自于多重振动模式的贡献。4.液相光电子能谱仪的调试与校准。详细介绍了基于液体束技术的液相光电子能谱仪,并对我们实验室新建的液相光电子能谱仪进行了调试与校准,最后对该技术的应用与意义进行了评述和展望。
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.12;TN249

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