飞秒强场中NO2的解离

分别利用810, 405和270 nm飞秒激光对NO₂的解离和电离现象进行了实验研究. 结果表明在3种波长下NO₂⁺/NO⁺比率与场强无关, 而与波长有关, 即长波长有利于产生母体离子, 较短波长易产生碎片离子; 碎片离子来源于场致电离产生的母体离子进一步解离; 实验中所有碎片离子峰形都显示解离过程释放出很小的平动能. 和激光强度相比, 激光波长在多原子分子强场电离解离过程中更为重要.     

脉宽对飞秒强激光场中甲烷离子解离几率的影响

从实验和理论两方面研究了超快激光脉宽对强激光场中甲烷离子解离的影响. 所用飞秒激光波长是800 nm, 峰值强度是8.0´ 10¹³ W/cm². 解离初级碎片离子CH₃⁺ 的相对产量随脉宽增加而增加, 当激光脉宽大于120 fs时趋于饱和. 在理论方面, 我们运用场致解离模型和准经典轨线方法计算了甲烷离子的解离几率; 另外还在分子的取向效应和激光强度空间分布两方面对解离几率进行了修正. 修正后的结果表明甲烷离子C—H键解离至少需要23 fs, 并在100 fs以上脉宽时饱和. 理论结果与实验观察大致相符.     

飞秒强激光场下乙腈分子的电离和解离

利用飞行时间质谱，研究了乙腈分子在脉宽５０ｆｓ，波长８００ｎｍ，强度为６．３×１０~(１３)～１１．３×１０~(１３)Ｗ／ｃｍ~２的激光脉冲作用下的光电离和解离情况，测量了主要产物离子ＣＨ_３ＣＮ~＋， ＣＨ_２ＣＮ~＋， ＣＨＣＮ~＋和ＣＣＮ~＋的光强指数，分别为８．６，１０．５，１１．５和１３．８，与通过多光子电离、解离过程产生上述离子所需要的光子数一致．这意味着母体离子主要是通过非共振多光子电离产生，而碎片离子则由母体分子同时吸收多个光子到达若干超激发态，在这些激发态上各自解离而形成的．     

甲烷在超快激光脉冲中的中性解离

在场强为10^13~14 W/cm²的飞秒激光的作用下, 甲烷分子能解离成中性碎片. 提出一种机理解释这个新现象, 即甲烷分子首先被多光子激发到超激发态, 后者再解离成中性碎片. 采用准二原子模型, 用Morse势能曲线来描述超激发态甲烷分子, 并且在这些势能曲线上, 使用准经典轨线的方法研究了超激发态分子的解离动力学, 从而解释了在超快激光脉冲中甲烷分子的中性解离过程.     

咔唑衍生物的质谱研究

我们用AEI MS-50质谱仪和DS-30数据系统,考察了十四种咔唑衍生物 N—R(R=H、CH_3、C_2H_3、C_3H_7、C_4H_9、C_2H_(11)、C_6H_(13)、C_7H_(15)、CH_2CH_2Cl、CH_2CH_2Br、CH(CH_3)_2、CH_2C_6H_5、CH=CH_2、CH_2—CH=CH_2)的高、低分辨质谱和亚稳跃迁过程,结果表明:(1)这些化合物都呈现一定强度的分子离子峰,其相对强度随R链增长而衰减。(2)当R为C_nH_(2n 1)(n>1)时,质谱有近乎相同的碎片离子,都有由分子离子峰经α-断裂形成的     

C120O2 , C120OS和C120S2的电子结构及红外光谱

采用PM3半经验分子轨道法，在几何构型全优化的基础上考察了C120XY（X，Y＝O，S）分子和部分离子的稳定性，电子结构和红外光谱，计算结果表明，除了C120O2－和三重态C120O2离子外，在五元外中平均引入一个双键，体系能量增加约30－42kJ/mol，计算还发现，中性分子和其相应离子几何构型相差不大，如键长变化小于0．001nm，还有，从氧化物到硫化物前线轨道能级变化很小，C120O2^2-和C120OS^2-的两种异构体的三重态离子均比其单重态离子更为稳定，这意味着两种离子遵从Hund规则，振动分析的结果表明C120O2和C120OS分子的红外图谱与实验结果相符，三重态C120 O2^2-离子的谱图与中性分子的相比较，吸收峰位置变化很小，但是振动强度明显增加。     

激光等离子体中的快离子发射

快离子的发射是激光与等离子体相互作用研究中的重要课题,本文报道使用波长1.06μm、脉宽100ps、靶面强度为(10~(13)—5×10~(14))W/cm~2的单束激光与多种材料平面靶相互作用时,快离子发射特性与激光强度及靶原子序数的依从关系,实验用本所的六路激光装置     

脱铅离子筛的界面筛分机理

以焦磷钼酸为基体制备了一种脱铅离子筛，可以高选择性脱水体中的痕量铅离子。通过对离子筛的原位红外光谱，X射线光电子能谱及选择性吸附实验的分析，探索了脱铅离子筛界面的选择性筛分机理。研究表明在制备离子筛的热力学重结晶过程中，基体发生了固相化学反应，通过化学修饰手段，可在其表面形成具有特殊选择性的吸附筛位，当Pb^2＋被置换后，由于基体聚合反应的发生，使吸附位的微观结构未被破裂，而是以铅空穴的形式保存与Pb^2 有独特键合作用的界面上的SnO3^2-和P2O7^4-基团中，进而形成对铅离子的特殊选择性。这种吸附位的筛分作用为一种弱化学作用，与待去离子的价电子态直接相关。     

利用飞行时间质谱仪检测分子多光子电离产物

本文报道了利用飞行时间质谱技术检测分子在XeCl准分子激光作用下产生的离子产物的结果,与四极质谱技术相比,飞行时间质谱检测手段充分体现了快速、微量的特色,这将使得飞行时间质谱检测技术得到广泛的实际应用。 当与脉冲激光相互作用时,分子通过选择性激光多光子电离及离解过程生成母体离子和     

激光尾波场加速器中反向注入激光脉冲参数对电子注入的影响

通过数值模拟和理论分析, 研究了由两反向传播的激光脉冲在稀薄等离子体中的相互作用造成的向激光尾波场中注入电子的物理过程, 并讨论了两激光脉冲参数对注入电子数目的影响. 通常注入脉冲的强度可以远小于产生尾波场的主脉冲强度. 当注入脉冲为中等强度时, 注入电子数首先随注入脉冲宽度的增加而增加, 直到注入脉冲宽度达到某个临界值后, 注入电子数饱和. 当减小注入脉冲强度时, 为了产生电子注入, 相应的主脉冲强度应该提高. 此时注入脉冲仅能轻微地影响主脉冲的尾波场, 注入电子数随注入脉冲宽度的增加而持续增加, 直到尾波场能够承受的捕获电子数目极限.     

激光作用菲与邻菲啰啉产生团簇负离子及比较

近年来,以高能量密度的脉冲激光束在高真空中溅射固体样品,已成为产生原子簇正负离子的一种有效手段。这些簇离子是由样品分子的碎片拼接而成,或由样品分子在激光等离子体中彻底“原子化”后再组合成的?簇离子中各组分元素的含量是否与样品相同?也就是说,激光产生的团簇离子的结构与组分与样品有什么关联?为了探讨这一问题,最近我们在自制的激光等离子体源飞行时间质谱计上,以功率密度为10~8W/cm~2,波长532nm的脉冲激光     

质子化脯氨酸三肽的产物离子在电喷雾质谱中的碎裂机理

研究了脯氨酸三肽(甘氨酰脯氨酰甘氨酸、脯氨酰甘氨酰甘氨酸和脯氨酰脯氨酰甘氨酸)质子化离子的主要产物离子的解离机理.量子化学计算表明,a2离子的环状结构在能量上比其线性结构更加稳定,三肽结构中的脯氨酸对b2离子产生a2离子的解离过程的反应势能分布有较大影响.a2离子的裂解过程中发生了离子/中性复合物介导的分子内质子迁移反应,推测质子桥连复合物为质子迁移反应的关键中间体.此中间体对应于质谱图中a2离子丢失一分子CO的碎片离子峰.密度泛函理论模拟计算验证了b2离子和a2离子的裂解反应机理.     

系列氰化物与双卤分子间卤键的结构和性质

在MP2/aug-cc-pVDZ理论水平上对一系列卤键复合物R-C≡N...BrY(R=F,Cl,Br,C≡CH,CH==CH2,CH3,C2H5;Y=F,Cl,Br)进行了系统的理论研究,采用量子化学从头算、电子密度拓扑分析方法,从分子静电势、复合物的稳定构型、振动频率、电子密度拓扑性质等方面,探讨了卤键作用的本质和性质特征.研究表明,RCN与BrY之间形成n型卤键,属于闭壳层静电相互作用.复合物与单体相比,电子受体Br-Y键的键长增加,振动频率红移.氰化物上取代基的诱导效应对复合物的几何构型、卤键强度、电子密度拓扑性质和原子积分性质等都产生显著影响.分子静电势与卤键强度、键鞍点处电子密度拓扑参数值(ρ(rc),▽2ρ(rc),Gc,Hc,-Gc/Vc)等密切相关.在卤键复合物形成过程中,电荷从RCN向BrY转移,BrY总积分净电荷减小,溴原子能量降低,溴原子偶极矩和原子体积均变小.     

飞秒激光强场中CH2I2和CH2ICl的电离解离

利用飞行时间质谱仪研究了在800和400 nm的60 fs激光强场(10¹³~10¹⁵ W·cm^-2)作用下气体 分子CH₂I₂和CH₂ICl的电离解离行为. 在中等光强作用下, CH₂I₂和CH₂ICl分别产生了协同解离产物I₂及ICl分子; 在强激光场中因库仑爆炸产生的高价离子I²⁺在飞行时间质谱上分裂成3个峰, 根据I²⁺离子的飞行时间差得到库仑爆炸过程中所释放的能量, 并由此得出释放能量与激光强度的关系及激光波长对库仑爆炸释放能量的影响.     

活性炭对土壤有效磷测定的影响

用碳酸氢钠溶液浸提石灰性土壤测定有效磷含量时，起脱色作用的无磷活性炭对PO4^3-离子有明显的吸附作用，使测定结果偏低，文章通过实验证明了活性炭对PO4^3-离子的吸附作用，并提出了相应的解决方法。     

GeC_n~±和Ge_2C_n~±锗碳二元团簇的产生、结构及性质

激光直接溅射样品产生了系列Ge2Cn和个别GeCn锗/碳二元团簇离子,Ge2Cn系列质谱峰的相对± 强度没有明显的强弱变化规律,而Ge2Cn系列具有一定的奇偶性.采用B3LYP方法对GeCn,GeCn,?±Ge2Cn和Ge2Cn进行构型优化,发现锗原子位于碳链一端和两端的直线构型最稳定.电子态、绝热电离±势、电子亲合势和键能变化值表明,GeCn中性分子在稳定性上存在奇弱偶强的变化规律,而Ge2Cn存在奇强偶弱的变化规律,两系列正负离子的奇偶性则不明显,产生奇偶性的根本原因是价层π电子数.理论计算与实验现象比较说明,在Ge2Cn的实际形成过程中动力学因素起了一定作用.±     

阈值光电子-光离子符合技术及其在分子的同步辐射光电离研究中的应用

光电离方法是研究原子、分子和团簇的能态、结构及动力学性质的重要工具和手段之一。光电离实验是研究实验中出现的3种粒子即吸收的光子、产生的离子和出射的电子的相互关系。研究入射的光子和出射离子关系的技术主要有:四极质谱、飞行时间(TOF)质谱、扇型磁场及电场和磁场相结合的Wien-filter方法等,测定特定质量的离子计数强度随入射的光子能量变化的关系,获得光电离效率曲线(PIES)。分析入射的光子能量和出射电子的动能的关系,可分为两种主要技术:一种是固定入射的光子能量,分析出射电子的动能,即目前广泛应用的光电子能谱技术(PES);另一种方法是改变入射光的波长,研究当入射光子能量等于分子电离阈值或某一个态的阈值能量时产生的零动能的光电子,由此获得阈值光电子谱——TPES。阈值光电子和同一事件的光离子符合获得阈值光电子-光离子符合谱(TPEPICO)。符合技术实际上是研究同一电离事件3种粒子的关系,广泛用于离子-分子反应和解离动力学。     

酸活化蒙脱石微结构演化模式的新证据

对用不同酸度处理的仇山钙基膨润土进行了化学分析、X射线衍射和^27Al及^29SiMASNMR研究，结果表明，随着处理酸度的增加，蒙脱石中阳离子的溶出，它的d(001)的衍射强度降低，同时其Si,Al原子局域结构环境发生了显著的改变，Si由Q^2Si(0Al)结构向Q^4Si(0Al)和Q^3Si(1OH)结构转变；而对于Al，在酸处理过程中，当蒙脱石铝氧八面体片中的相邻的-对Al离子中的一个Al离子被溶掉时，有一对共用羟基被“带走”，因此该Al离对中的另一个Al将由六配位（Al^Ⅳ）转变成四配位（AI^Ⅳ）,仇山膨润土及其酸活化产物的^27AlMASNMR谱中位于δ54.0的Al^Ⅳ信号源自蒙脱石八面体片中的AIⅣ，本研究用谱学方法直接证实了Thomas等人提出的酸化蒙脱石的微结构演化模式。     

人们能够建成最强的激光吗?

"理论预言激光足够强时可以从真空中产生正负电子对,但没有人知道是否可以实现".本文回顾了从真空中产生正负电子对相关的理论发展,以及理论上要求的激光条件,和目前激光达到的条件:施温格推导出当准静电场达到量子电动力学关键场E_s=me~2c~3/e?=1.32×10~(16) V/cm(对应场强I_s=4.65×10~(29) W/cm~2)时,正负电子对可以从真空中产生;单束聚焦激光产生正负电子对阈值光强约为5×10~(27) W/cm~2;两束相向传输的激光同时聚焦到同一点,对应的单束光强阈值约为10~(26) W/cm~2.考虑到只要有一对正负电子产生,其在激光场作用下的级联过程将耗尽激光场能,使最高的激光场强不能高于约3×10~(26) W/cm~2.目前国际上最高激光功率是由钛蓝宝石激光经过多级啁啾脉冲放大获得,为5.13 PW,对应光强在10~(24) W/cm~2.国际上有几个大的激光项目,近几年目标是10~15 PW,远期目标百拍瓦到艾瓦.远期目标获得的光强可以产生正负电子对,但是能否实现仍然未知.     

应用协方差分析研究纳秒强场下氨的库仑爆炸过程

在约10¹² W/cm²激光功率密度条件下, 观察到了氨在532 nm纳秒激光下的库仑爆炸现象, 其主要高价产物离子为N³⁺和N²⁺, 平动能分别为110及50 eV. 这些高价离子被认为是团簇内部电子经过逆韧致吸收加热后碰撞电离产生. 通过协方差分析技术研究了产物离子N^q+ (q = 2, 3), H⁺, 团簇(NH₃)_nH⁺ (n = 2~14)离子之间的相关性, 发现高平动能的氢及氮的高价离子来源于同一爆炸过程, 而低平动能的氢, 团簇离子等可能来源于多光子电离解离过程.