基于阈值光电子－光离子符合成像的团簇光谱和解离研究

以同步辐射为光源，利用我们自己新建立的阈值光电子－光离子符合（TPEPICO）质谱仪，首先通过阈值光电子谱，研究(H2O)n、(CH3OH)n、(H2O)n(CH3OH)m等小分子团簇离子的电子态结构，结合高精度量子化学计算加深认识这些团簇的分子结构；再通过阈值光电子－离子符合实验，研究这些团簇离子各个解离通道的解离能；最后通过阈值光电子－离子符合的离子速度成像，研究这些团簇离子在不同电子态的解离动力学。与传统的TPEPICO实验相比，本项目利用合肥同步辐射在VUV波段具有优势的特点，通过本装置开展上述三个方面的实验，可在分子层次上深入理解和认识这些团簇的分子结构和电离/解离机理，从而为认识液相水的结构、液体甲醇以及甲醇水溶液混合的分子结构提供重要的参考数据。

分子离子是大气环境、燃烧化学、星际化学中的重要组份和中间体，其化学键键能的数据对于相关领域的定量研究和模型建立至关重要，然而当前的分子数据库中却缺乏具有高精度、可信赖的键能数据，相关解离动力学的研究更是寥寥无几。为此，本项目中我们利用自行研制的阈值光电子-光离子符合速度成像谱仪，以同步辐射真空紫外光源或实验室真空紫外激光作为光源，分别开展了O2+、N2O+、CH3Cl+、NO2+、CF4+等分子离子的电离/解离动力学研究。在获得了高分辨的阈值光电子谱、阈值光电子－离子符合质谱以及离子碎片的速度影像的基础上，结合高精度的量子化学计算，获得这些分子的电离能、离子解离限和化学键能等基本数据，探知分子离子解离碎片的平动能和内能振转状态，在分子层次上深入理解和认识这些分子的电离和解离机理，为与之相关领域的应用研究提供准确的光谱动力学参数。这些研究成果先后在J. Chem. Phys.、J. Phys Chem. A.和 物理化学学报 等国内外重要学术刊物上发表，共计SCI论文16篇，并且在项目的资助下，已培养博士研究生3名，硕士研究生4名。此外，我们还发展了具有独特性的符合速度影像数据处理方法。