阈值光电子－离子符合成像质谱装置

电离能和解离能是分子最基本的化学数据，如何进行准确测量一直是实验研究所关心的问题。本项目拟研究出一套在工作原理和方法上与目前国际同类仪器有所不同的阈值光电子-离子符合成像质谱仪（TPEPICO + imaging），结合同步辐射光电离，实现电离能和解离能的精确测量。它是在阈值光电子-离子符合质谱的基础上，引入最新发展的离子速度成像技术，首先分别对光电子和离子进行速度成像，然后将两种图像进行符合比对测量，从而大幅度提高探测灵敏度和能量分辨率。该仪器既可开展分子电离能和解离能数据的测量，也可开展分子光电离、解离、超激发态等原子分子物理和反应动力学领域的研究。装置完成后可作为一个公共实验平台，凡对化学键断裂过程和分子电离感兴趣者均可用它开展工作，将促进国内化学物理的研究。申请者多年从事反应动力学实验研究，所用仪器均为自制，掌握了必须的技术，具有一定的实践经验，有条件完成装置的研制并用于研究工作。

当前的气相分子离子解离动力学数据库中却缺乏具有较高可信度的碎片出现势及相关解离通道分支比等详细数据。为此，本项目中我们以同步辐射真空紫外光为电离光源，通过对光电子和光离子同时进行速度成像，建立了国际上首台阈值光电子-光离子符合速度成像质谱仪。该仪器大幅度提高了阈值光电子的探测灵敏度、信号收集效率以及能量分辨率，为开展量子态选择的分子离子光电离/解离动力学研究提供了强有力的工具。仪器的各项技术指标均达到或超过设计要求。利用该仪器，先后开展了N2O+、CH3Cl+、O2+、CF4+等分子离子的解离动力学研究，测量了它们的电离能和解离能等基本数据，获得了各激发态间的相互作用及解离机理。项目执行期间，在国内外学术期刊上发表论文12篇；获批中国发明专利1项；培养博士生2名，硕士生3名。