甲烷分子电子碰撞电离和解离的实验研究

许慎跃; 马新文; 任雪光; T. Pflüger; A. Dorn; J. Ullrich

doi:10.7498/aps.60.093401

摘要

本文利用反应显微成像技术(reaction microscope)研究了54 eV电子入射甲烷分子导致的电离解离过程,详细分析了电离解离产生的CH+2,CH+,C+离子碎片的动能分布情况.实验结果表明,该入射能量下产生CH+2,CH+,C+离子碎片主要贡献来自2a1内价轨道电子的直接电离过程产生的离子态(2a<

关键词:

The dissociative ionization process of methane induced by 54eV electron impact is investigated using an advanced reaction microscope. In the present paper, our attention is specially paid to the kinetic energy distributions of the CH+2,CH+ and C+ fragments. Energy deposition spectra are presented for these fragments of different kinetic energies. It is shown that the dissociations from the (2a1) -1 and (1t2) -2(3a1) states of CH+4 are the dominant contributions of the CH+2, CH+ and C+ fragments. The kinetic energy of fragment is sensitive to the electronic state of its parent ion. Fragment ions with kinetic energies lower than 0.1 eV are mainly from the dissociation of (2a1) -1 state, and partly from the dissociation of (1t2) -2(3a1) state; the ions with energies between 0.1 eV and 0.3 eV are contrituted equally by the two states; the ions with energies higher than 0.4 eV are formed dominantly from the dissociation of (1t2) -2(3a1) state.

Keywords:

作者及机构信息

(1)Max-Planck-Institut für Kernphysik,Saupfercheckweg1,69117 Heidelberg,Germany; (2)中国科学院近代物理研究所,兰州 730000; (3)中国科学院近代物理研究所,兰州 730000;Max-Planck-Institut für Kernphysik,Saupfercheckweg1,69117 Heidelberg,Germany;中国科学院研究生院,北京 100049

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10979007,10674140 )资助的课题.

Authors and contacts

(1)Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China; (2)Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China;Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg1, 69117 Heidelberg, Germany;Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; (3)Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg1, 69117 Heidelberg, Germany

参考文献

[1]	Liu X, Shemansky D E 2006 J. Geophys. Res. 111 A04303
[2]	Gluch K, Scheier P, Schustereder W, Tepnual T, Feketeova L, Mair C, Matt-Leubner S, Stamatovic A, Märk T D 2003 Int. J. Mass. Spectrom. 228 307
[3]	Tian C, Vidal C R 1998 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 31 895
[4]	Straub H C, Lin D, Lindsay B G, Smith K A, Stebbings R F 1997 J. Chem. Phys. 106 4430
[5]	Ma X W, Zhu X L, Liu H P, Li B, Zhang S F, Cao S P, Feng W T, Xu S Y 2008 Sci. China. G 38 1 (in Chinese) [马新文、朱小龙、刘惠萍、李斌、张少锋、曹士娉、冯文天、许慎跃 2008 中国科学(G辑)38 1]
[6]	Ullrich J, Moshammer R, Dorn A, Dörner R, Schmidt L P H, Schmidt-Böcking H 2003 Rep. Prog. Phys. 66 1463
[7]	Zhu X L, Ma X W, Li B, Liu H P, Chen L F, Zhang S F, Feng W T 2009 Acta.Phys. Sin. 58 2077 (in Chinese) [朱小龙、马新文、李斌、刘惠萍、陈兰芳、张少锋、冯文天 2009 物理学报 58 2077]
[8]	Zhang S F, Ma X W, Liu H P, Li B, Zhu X L 2006 Sci. China G 36 456 (in Chinese) [张少锋、马新文、刘惠萍、李斌、朱小龙 2006 中国科学 (G辑) 36 456]
[9]	Senftleben A, Pflüger T, Ren X, Al-Hagan O, Najjari B, Madison D, Dorn A, Ullrich J 2010 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43 081002
[10]	Dürr M, Dimopoulou C, Najjari B, Dorn A, Ullrich J 2006 Phys. Rev. Lett. 96 243202
[11]	Xu S Y, Ma X W, Yan S C, Zhu X L, Zhang S F, Feng W T, Li B, Meng L J 2009 Nuclear Electronics & Detection Technology 29 96 (in Chinese) [许慎跃、马新文、闫顺成、朱小龙、刘惠萍、张少锋、冯文天、李斌、孟令杰 2009 核电子学与探测技术 29 96]
[12]	Feng W T, Ma X W, Liu H P, Chen L F, Li B, Cao S P 2007 Acta. Phys. Sin. 56 3637 (in Chinese) [冯文天、马新文、刘惠萍、陈兰芳、李斌、曹士娉 2007 物理学报 56 3637]
[13]	Feng W T, Ma X W, Zhu X L, Zhang S F, Liu H P, Xu S Y, Qian D B, Li B, Yan S C, Zhang D C, Meng L J, Zhang P J 2010 Acta. Phys. Sin. 59 8471 (in Chinese) [冯文天、马新文、朱小龙、张少锋、刘惠萍、许慎跃、钱东斌、李斌、闫顺成、张大成、孟令杰、张鹏举 2010 物理学报 59 8471]
[14]	Fukuzawa H, Odagiri T, Nakazato T, Murata M, Miyagi H, Kouchi N 2005 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 565
[15]	Yachi K, Odagiri T, Ishikawa L, Nakazato T, Tsuchida T, Ohno N, Kitajima M, Kouchi N 2010 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43 155208
[16]	Dutuit O, At-Kaci M, Lemaire J, Richard-Viard M 1990 Phys. Scr. T31 223

施引文献

[1]	Liu X, Shemansky D E 2006 J. Geophys. Res. 111 A04303
[2]	Gluch K, Scheier P, Schustereder W, Tepnual T, Feketeova L, Mair C, Matt-Leubner S, Stamatovic A, Märk T D 2003 Int. J. Mass. Spectrom. 228 307
[3]	Tian C, Vidal C R 1998 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 31 895
[4]	Straub H C, Lin D, Lindsay B G, Smith K A, Stebbings R F 1997 J. Chem. Phys. 106 4430
[5]	Ma X W, Zhu X L, Liu H P, Li B, Zhang S F, Cao S P, Feng W T, Xu S Y 2008 Sci. China. G 38 1 (in Chinese) [马新文、朱小龙、刘惠萍、李斌、张少锋、曹士娉、冯文天、许慎跃 2008 中国科学(G辑)38 1]
[6]	Ullrich J, Moshammer R, Dorn A, Dörner R, Schmidt L P H, Schmidt-Böcking H 2003 Rep. Prog. Phys. 66 1463
[7]	Zhu X L, Ma X W, Li B, Liu H P, Chen L F, Zhang S F, Feng W T 2009 Acta.Phys. Sin. 58 2077 (in Chinese) [朱小龙、马新文、李斌、刘惠萍、陈兰芳、张少锋、冯文天 2009 物理学报 58 2077]
[8]	Zhang S F, Ma X W, Liu H P, Li B, Zhu X L 2006 Sci. China G 36 456 (in Chinese) [张少锋、马新文、刘惠萍、李斌、朱小龙 2006 中国科学 (G辑) 36 456]
[9]	Senftleben A, Pflüger T, Ren X, Al-Hagan O, Najjari B, Madison D, Dorn A, Ullrich J 2010 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43 081002
[10]	Dürr M, Dimopoulou C, Najjari B, Dorn A, Ullrich J 2006 Phys. Rev. Lett. 96 243202
[11]	Xu S Y, Ma X W, Yan S C, Zhu X L, Zhang S F, Feng W T, Li B, Meng L J 2009 Nuclear Electronics & Detection Technology 29 96 (in Chinese) [许慎跃、马新文、闫顺成、朱小龙、刘惠萍、张少锋、冯文天、李斌、孟令杰 2009 核电子学与探测技术 29 96]
[12]	Feng W T, Ma X W, Liu H P, Chen L F, Li B, Cao S P 2007 Acta. Phys. Sin. 56 3637 (in Chinese) [冯文天、马新文、刘惠萍、陈兰芳、李斌、曹士娉 2007 物理学报 56 3637]
[13]	Feng W T, Ma X W, Zhu X L, Zhang S F, Liu H P, Xu S Y, Qian D B, Li B, Yan S C, Zhang D C, Meng L J, Zhang P J 2010 Acta. Phys. Sin. 59 8471 (in Chinese) [冯文天、马新文、朱小龙、张少锋、刘惠萍、许慎跃、钱东斌、李斌、闫顺成、张大成、孟令杰、张鹏举 2010 物理学报 59 8471]
[14]	Fukuzawa H, Odagiri T, Nakazato T, Murata M, Miyagi H, Kouchi N 2005 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 565
[15]	Yachi K, Odagiri T, Ishikawa L, Nakazato T, Tsuchida T, Ohno N, Kitajima M, Kouchi N 2010 J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43 155208
[16]	Dutuit O, At-Kaci M, Lemaire J, Richard-Viard M 1990 Phys. Scr. T31 223

[1]	何民卿, 张华, 李明强, 彭力, 周沧涛. 快点火中质子的能量沉积和神光II升级装置上的质子束的产生. 物理学报, 2023, 72(9): 095201. doi: 10.7498/aps.72.20222005
[2]	王凯, 孙靖雅, 潘昌基, 王飞飞, 张可, 陈治成. 飞秒激光辐照二硫化钨的超快动态响应及时域整形调制. 物理学报, 2021, 70(20): 205201. doi: 10.7498/aps.70.20210737
[3]	徐佳伟, 许传喜, 张瑞田, 朱小龙, 冯文天, 赵冬梅, 梁贵云, 郭大龙, 高永, 张少锋, 苏茂根, 马新文. 态选择电荷交换实验测量以及对天体物理软X射线发射模型的检验. 物理学报, 2021, 70(8): 080702. doi: 10.7498/aps.70.20201685
[4]	周斌, 于全芝, 胡志良, 陈亮, 张雪荧, 梁天骄. 高能质子在散裂靶中的能量沉积计算与实验验证. 物理学报, 2021, 70(5): 052401. doi: 10.7498/aps.70.20201504
[5]	海帮, 张少锋, 张敏, 董达谱, 雷建廷, 赵冬梅, 马新文. 桌面飞秒极紫外光原子超快动力学实验装置. 物理学报, 2020, 69(23): 234208. doi: 10.7498/aps.69.20201035
[6]	张世健, 喻晓, 钟昊玟, 梁国营, 许莫非, 张楠, 任建慧, 匡仕成, 颜莎, GennadyEfimovich Remnev, 乐小云. 烧蚀对强脉冲离子束在高分子材料中能量沉积的影响. 物理学报, 2020, 69(11): 115202. doi: 10.7498/aps.69.20200212
[7]	张敏, 闫顺成, 高永, 张少锋, 马新文. 分子离子碎裂过程中动能释放的校准方法. 物理学报, 2020, 69(20): 203401. doi: 10.7498/aps.69.20200901
[8]	颜逸辉, 刘玉柱, 丁鹏飞, 尹文怡. 利用速度成像技术研究碘乙烷多光子电离解离动力学. 物理学报, 2018, 67(20): 203301. doi: 10.7498/aps.67.20181468
[9]	林康, 宫晓春, 宋其迎, 季琴颖, 马俊杨, 张文斌, 陆培芬, 曾和平, 吴健. 双色圆偏振飞秒脉冲驱动CO分子不对称解离. 物理学报, 2016, 65(22): 224209. doi: 10.7498/aps.65.224209
[10]	盛亮, 李阳, 吴坚, 袁媛, 赵吉祯, 张美, 彭博栋, 黑东炜. 双绞铝丝纳秒电爆炸实验研究. 物理学报, 2014, 63(20): 205203. doi: 10.7498/aps.63.205203
[11]	石桓通, 邹晓兵, 赵屾, 朱鑫磊, 王新新. 并联金属丝提高电爆炸丝沉积能量的数值模拟. 物理学报, 2014, 63(14): 145206. doi: 10.7498/aps.63.145206
[12]	刘腊群, 刘大刚, 王学琼, 杨超, 夏蒙重, 彭凯. 磁绝缘传输线中心汇流区电子能量沉积及温度变化的数值模拟研究. 物理学报, 2012, 61(16): 162902. doi: 10.7498/aps.61.162902
[13]	郭大龙, 马新文, 冯文天, 张少锋, 朱小龙. 反应显微成像谱仪动量及能量分辨因素分析. 物理学报, 2011, 60(11): 113401. doi: 10.7498/aps.60.113401
[14]	宫野, 张建红, 王晓东, 吴迪, 刘金远, 刘悦, 王晓钢, 马腾才. 强流脉冲离子束辐照双层靶能量沉积的数值模拟. 物理学报, 2008, 57(8): 5095-5099. doi: 10.7498/aps.57.5095
[15]	方美华, 魏志勇, 杨浩, 程金星. 高能铁离子在水介质中核反应过程所导致的能量沉积. 物理学报, 2008, 57(10): 6196-6201. doi: 10.7498/aps.57.6196
[16]	施研博, 应阳君, 李金鸿. α粒子的慢化过程对D-T等离子体聚变燃烧的影响. 物理学报, 2007, 56(12): 6911-6917. doi: 10.7498/aps.56.6911
[17]	曹士娉, 马新文, A. Dorn, M. Dürr, J. Ullrich. 近阈值下He原子的双电子电离实验中出射电子研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6386-6392. doi: 10.7498/aps.56.6386
[18]	李华. 静态随机存储器单粒子翻转的Monte Carlo模拟. 物理学报, 2006, 55(7): 3540-3545. doi: 10.7498/aps.55.3540
[19]	胡正发, 王振亚, 孔祥蕾, 张先燚, 李海洋, 周士康, 王娟, 武国华, 盛六四, 张允武. 甲胺分子的同步辐射光电离解离质谱. 物理学报, 2002, 51(2): 235-239. doi: 10.7498/aps.51.235
[20]	任黎明, 陈宝钦, 谭震宇. Monte Carlo方法研究低能电子束曝光沉积能分布规律. 物理学报, 2002, 51(3): 512-518. doi: 10.7498/aps.51.512

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