论文部分内容阅读
分子紫外光解离与超快动力学过程在物理化学、光化学反应、生命科学和环境科学中扮演着非常重要的角色。研究分子光解离与超快动力学,不但可以获得分子激发态的信息,而且还助于理解化学反应的本质。例如植物的光合作用、臭氧层的破坏机制、细胞的紫外受损机制和视觉的产生等都与分子的紫外光解离与超快动力学过程紧密相关。卤代环烷烃化合物与卤代芳香化合物是研究光化学反应的代表体系。弄清其激发态动力学机理,不仅在物理化学和环境保护方面具有重要意义,而且有助于理解很多其他光化学过程的机理。本文工作主要围绕溴代环烷烃(溴代环戊烷)在纳秒激光场中的激发态解离动力学和芳香化合物(2-氯吡啶)在飞秒激光场中的激发态超快动力学展开。第一部分,利用离子速度影像技术,研究了溴代环戊烷分子在234和266nm激光作用下的紫外光解动力学。光解产物Br与Br*的平动能分布可以用两个高斯函数来拟合,表明溴代环戊烷在光解过程中存在两种不同的构象结构。而在266nm激光作用下,Br*的平动能分布需要三个高斯函数来拟合,多余的通道源于多光子解离性电离过程。光解产物的能量分配关系、产物的分支比和相对量子产率表明溴代环戊烷分子光解产物中基态Br是主要的产物,其中光解断键采用的是冲击模型中的刚性转子模型。第二部分,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,研究了2-氯吡啶分子的超快内转换动力学。通过光电子能谱的含时演化特征,观察到2-氯吡啶分子从第二电子激发态S2向其第一电子激发态S1的超快内转换过程,该内转换过程是通过S2/S1之间的锥形交叉实现的,并测得该内转换的时间为162±5fs。S1态的进一步退活过程是通过S2/S0、S1/S0之间的锥形交叉实现的,该内转换类型的退活发生在约5.5±0.3ps的时间尺度内,从而使得S2态的布居数最终完全内转换到基电子态。