光譜分析論文

光譜分析論文零動能光譜技術(shù)物理與電子工程學(xué)院班級：物理一班姓名：郝寬榮學(xué)號：1102114036零動能光譜技術(shù)零動能光譜技術(shù)：通過測量零動能態(tài)來獲得位于連續(xù)區(qū)中的離子態(tài)的高分辨信息，這種光譜技術(shù)被稱為零動能光譜技術(shù)，零動能光譜是研究分子離子態(tài)的一種新的高分辨率光譜方法。零動能光譜技術(shù)的開始與發(fā)展：零動能光譜學(xué)是研究分子離子態(tài)的一種新的高分辨光譜方法，該方法始于上世紀(jì)80年代中期，90年代進一步發(fā)展為質(zhì)量分辨的零動能光譜，也稱為質(zhì)量分辨的閾值電離(MATI)光譜。零動能光譜技術(shù)是近年來發(fā)展起來并還在快速發(fā)展的一門新的光譜技術(shù)。零動能光譜技術(shù)的應(yīng)用：該方法具有非常高的分辨率，與傳統(tǒng)的光電子譜相比較提高了近千倍。零動能光譜方法在分子、自由基、過渡態(tài)和團簇等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，為物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域提供了大量可靠的數(shù)據(jù)，已成為研究離子態(tài)的一種有效手段。零動能態(tài)存在形式：零動能態(tài)不僅存在于離子基態(tài)下，在電勢IP之上的各個離子激發(fā)態(tài)的電離限下面都有零動能態(tài)。零動能光譜技術(shù)的具體應(yīng)用：1，電離勢的測量分子電離勢的測量是零動能光譜的一項基本應(yīng)用。在此之前，確定電離勢的最好方法是用分子的里德伯系列。里德伯系列收斂于電離勢，能級間隔隨能量升高越來越小，并通常在電離勢前突然中斷，由于無法直接獲取IP，通常通過里德伯公式擬合曲線，采用外推方法計算出電離勢，但要獲得精確電離勢需要完成巨大的計算工作量。然而，零動能態(tài)非?？拷麵P，人們只要用足夠的分辨率測量出零動能光譜，便輕而易舉地獲得與里德伯系列外推方法同樣精度的電離勢，此法測量電離勢簡單，精確度高。實例分析：通過觀察課本中給出的總離子電流隨光子能量的變化關(guān)系圖，即所謂的光電離效率譜。隨著激發(fā)光能量的逐漸增大，當(dāng)達到2P3/2的電離勢時產(chǎn)生電流。進一步增加能量，信號逐漸增加，進入自電離里德伯系列。在更高能量石，里德伯系列消失，收斂于Ar離子的第二個態(tài)2P1/2.整個光譜及電流始于2P3/2態(tài)，可以觀察到收斂于2P1/2的里德伯系列，但并不知道2P1/2的位置，除非采用外推法去獲得。在零動能測量中，只要在適當(dāng)延遲后加一個拉出場，就可以將隱藏起來的能級取出，可以看到兩態(tài)譜峰及其他小峰。2,正離子零動能光譜正如REMPI技術(shù)一樣，當(dāng)人們需要獲取質(zhì)量信息時，就需要對試樣中的組分進行質(zhì)量分析，這對于多種組分體系的研究時往往是非常重要的。實驗證明，用ZEKE光譜技術(shù)進行質(zhì)量分析具有特殊的意義，尤其是采用ZEKE質(zhì)量分析方法可以研究各種弱建體系，例如，在超聲射流中產(chǎn)生的團簇或其他一些不穩(wěn)定的粒子。我們知道中性ZEKE態(tài)分子束在沿原入射方向飛行而不受外電場或外磁場的影響，中性ZEKE分子束可以向前飛行到終端檢測器。因為它是中性的，各種彌散場都不會對它產(chǎn)生影響，相反彌散場可以幫助去除直接電離產(chǎn)生的電子或離子。在到達飛行管終端檢測器時，如果微通道板處于正高壓，將產(chǎn)生ZEKE電子信號；如果檢測器處于負高壓，將產(chǎn)生ZEKE離子信號。中性ZEKE態(tài)可以經(jīng)場電離將成為一對ZEKE電子與正離子，于是或?qū)EKE電子進行檢測，或?qū)φx子進行質(zhì)量檢測。除質(zhì)量信息以外，ZEKE電子與正離子均可以給出同樣的ZEKE譜，因為二者反應(yīng)的是相同的過程，只是正離子給出的ZEKE譜的信噪比較差，其分辨率也受到一定的影響。其原因在于在進行正離子質(zhì)量檢測中，去除直接電離產(chǎn)生的電子與離子比較困難。測量正離子的目的是要獲得質(zhì)量信息，在課本中通過對比苯-氬團簇的兩幅質(zhì)量分析譜，兩幅圖分別對應(yīng)于質(zhì)量數(shù)為78苯離子質(zhì)量數(shù)為118苯-氬團簇，從兩譜的對比可見，超聲膨脹產(chǎn)生的苯-氬團簇的質(zhì)譜與苯的質(zhì)譜是相同的。對于苯離子的質(zhì)譜來說，其左側(cè)的單峰是苯離子的零度振動模，其右側(cè)有一雙峰，這是苯離子的振動模數(shù)的分裂，由于二次Jahn-Teller效應(yīng)引起的分裂。所以高分辨率的ZEKE譜分辨出了以前分不出的二次Jahn-Teller分裂。3，負離子ZEKE光譜負離子光譜有一些與正離子光譜完全不同的特點，最明顯的差別是負離子不存在能產(chǎn)生ZEKE態(tài)里的里德伯態(tài)，然而對于一些具有大約1.6德拜或更高偶極矩的負離子來說，在較低能量下有類似的里德伯態(tài)存在。這樣的負離子態(tài)在能量上是相當(dāng)接近于剝離閾值的，用傳統(tǒng)的電子捕獲方法難于產(chǎn)生。在超聲射流中，當(dāng)一個電子附著到中性粒子上時將形成負離子，負離子也可以通過里德伯電子的轉(zhuǎn)移來產(chǎn)生，負離子的光激發(fā)可以導(dǎo)致電子的光剝離并給出光電子剝離譜，然而負離子的ZEKE譜確認(rèn)然是尖銳的譜峰。質(zhì)量選擇是通過負離子的初始基態(tài)而得到的。值得注意的是通過光電子剝離產(chǎn)生的中性粒子往往都不大穩(wěn)定，但也能產(chǎn)生ZEKE譜，因此這種方式不僅適用于混合物中質(zhì)量選擇的異常中性粒子，也適合于那些很不穩(wěn)定的粒子，從而就又提供了一個研究這類體系動力學(xué)的好方法。本課本中給出了金二聚物的負離子ZEKE光譜。金負離子產(chǎn)生于激光氣化分子束，通過金負離子的光電子剝離獲得中性團簇金。課本中還給出了基態(tài)中性粒子的質(zhì)量選擇的ZEKE躍進圖，負離子受激發(fā)從較低能量開始，形成中性分子。書中圖示從負離子的基振動態(tài)既可以躍遷到中性粒子的基態(tài)能級，也可到它的各個振動激發(fā)態(tài)，這是在普通中性分子光譜中不常見的躍遷，這對研究中性分