氯化氢共振多光子电离光谱：F1Δ2态的光谱微扰分析

龙精明; 王华胜

doi:10.7498/aps.62.163302

摘要

通过共振多光子电离-飞行时间法, 记录了氯化氢分子在84800-85700 cm-1范围内, F1Δ2 (v’=1) 里德堡态以及V1∑+ (v’=13, 14) 离子对态的电离产物H+, 35Cl+, H35Cl+ 及其同位素的光谱数据. 由于受离子对态V1∑+ 的作用, F1Δ2 (v’=1)态呈现出明显的近共振相互作用特性. 为了分析F1Δ2与V1∑+态之间存在的光谱微扰, 基于光解离电离通道的分析, 并针对F1Δ2 (v’=1)态离子信号比的变化, 将离子信号二能级作用模型优化到三能级的作用模型, 计算得到了微扰强度值为0.6 cm-1, 预解离系数γ为0.025. 此外, 对于F1Δ2 (v’=1) 与V1∑+ (v’=13, 14)态的三个振动能级的光谱峰位置, 采用光谱解微扰法拟合, 同样得到了类似的微扰强度和去微扰后的各光谱参数. 研究表明, 激发至F1Δ2 (v’=1)态得到的H+, Cl+ 离子主要是该态通过与离子对态耦合作用而产生, 而F1Δ2 (v’=1) 态光谱位置偏移不仅受离子对态而且还受其他里德堡态作用的影响. 同时, 非零γ 值证实了F1Δ2态预解离的存在.

关键词:

Abstract

Spectra of H+, 35Cl+, H35Cl+ and their isotopologues, due to resonance enhanced multiphoton ionization (REMPI) of HCl via the F1Δ2 (v’=1) Rydberg and V1∑+ (v’=13, 14) ion-pair states are recorded in a range of 84800-85700 cm-1. Perturbation effects indicate the resonance interaction between the F1Δ2 (v’=1) and V1∑+ (v’=14) states. An improved model for analyzing relative signal intensity of spectrum, based on state interaction and photofragmentation process, is used to analyze the F1Δ2 (v’=1) spectral data. Interaction strength (W’=0.6 cm-1) and a predissociation parameter (γ=0.025) are derived. Comparable interaction strength and unperturbed spectroscopic parameters are derived from the deperturbation analysis of line positions for the F1Δ2 (v’=1) and V1∑+ (v’=13, 14) spectra. The study indicates that the formation of the H+ and Cl+ ions via two-photon resonance excitation of F1Δ2 (v’=1) state is associated with the state interaction. An indication of the line-shift of F1Δ2 (v’=1) state spectrum due to Rydberg-to-Rydberg state interaction is also found. The nonzero γ value suggests that the predissociation of the F1Δ2 state is important.

Keywords:

作者及机构信息

1.
冰岛大学自然科学研究所, 雷克雅未克 107, 冰岛

基金项目: 冰岛自然科学基金(批准号: 090046023)和冰岛大学研究基金资助的课题.

Authors and contacts

1.
Science Institute, University of Iceland, Reykjavik 107, Iceland

Funds: Project supported by Icelandic Science Foundation (Grant No. 090046023) and the Research Fund of University of Iceland.

参考文献

[1]	Price W C 1938 Proc. Roy. Soc. Ser. A 167 216
[2]	Ginter D S, Ginter M L 1981 J. Mol. Spectrosc. 90 177
[3]	Tilford S G, Ginter M L 1971 J. Mol. Spectrosc. 40 568
[4]	Nee J B, Suto M, Lee L C 1986 J. Chem. Phys. 85 719
[5]	Green D S, Wallace S C 1992 J. Chem. Phys. 96 5857
[6]	Green D S, Bickel G A, Wallace S C 1991 J. Mol. Spectrosc. 150 388
[7]	Green D S, Bickel G A, Wallace S C 1991 J. Mol. Spectrosc. 150 354
[8]	Green D S, Bickel G A, Wallace S C 1991 J. Mol. Spectrosc. 150 303
[9]	Wang H S, Kvaran Á 2007 Acta Phys. Chim. Sin. 23 1543 (in Chinese) [王华胜, Kvaran Ágúst 2007 物理化学学报 23 1543]
[10]	Wang K, McKay V 1991 J. Chem. Phys. 95 8718
[11]	Maul C, Chichinin A I, Gericke K H 2011 J. Atom Mol. Opt. Phys. 2011 410108
[12]	Pitarch-Ruiz J, Merás A S D, Sáchez-Maí J 2008 J. Phys. Chem. A 112 3275
[13]	van Dishoeck E F, van Hemert M C, Dalgarno A 1982 J. Chem. Phys. 77 3693
[14]	Singleton L, Brint P 1997 J. Chem. Soc. Faraday Trans. 93 21
[15]	Li Y, Bludsky O, Hirsch G, Buenker R J 2000 J. Chem. Phys. 112 260
[16]	Lefebvre-Brion H, Liebermann H P, Vázquez G J 2011 J. Chem. Phys. 134 204104
[17]	Lu G H, Sun W G, Feng H 2004 Acta Phys. Sin. 53 1758 (in Chinese) [鲁光辉, 孙卫国, 冯灏 2004 53 1758]
[18]	Long J M, Wang H S, Kvaran A 2013 J. Chem. Phys. 138 044308
[19]	Matthísson K, Long J, Wang H, Kvaran Á 2011 J. Chem. Phys. 134 164302
[20]	Long J M, Hróðmarsson H R, Wang H S, Kvaran Á 2012 J. Chem. Phys. 136 214315
[21]	Long J M, Wang H S, Kvaran Á 2012 J. Mol. Spectrosc. 282 20
[22]	Xie Y J, Reilly P T A, Chilukuri S, Gordon R J 1991 J. Chem. Phys. 95 854
[23]	Liyanage R, Reilly P T A, Yang Y A, Gordon R J 1993 Chem. Phys. Lett. 216 544
[24]	Alexander M H, Li X, Liyanage R, Gordon R J 1998 Chem. Phys. 231 331
[25]	Kvaran Á, Wang H S, Logadóttir Á 2000 J. Chem. Phys. 112 10811
[26]	Kvaran Á, Matthiasson K, Wang H S 2009 J. Chem. Phys. 131 044324
[27]	Kvaran Á, Wang H S, Matthiasson K, Bodi A, Jonsson E 2008 J. Chem. Phys. 129 164313
[28]	Kauczok S, Maul C, Chichinin A I, Gericke K H 2010 J. Chem. Phys. 133 024301
[29]	Wang Z, Zhang L M, Wang F, Li J, Yu S Q 2003 Acta Phys. Sin. 52 3027 (in Chinese) [王仲, 张立敏, 王峰, 李江, 俞书勤 2003 52 3027]
[30]	Romanescu C, Manzhos S, Boldovsky D, Clarke J, Loock H P 2004 J. Chem. Phys. 120 767
[31]	Chichinin A I, Maul C, Gericke K H 2006 J. Chem. Phys. 124 224324
[32]	Lefebvre-Brion H, Field R W 2004 The Spectra and Dynamics of Diatiomic Molecules (Amsterdam: Elsevier Academic Press)
[33]	Liyanage R, Gordon R J, Field R W 1998 J. Chem. Phys. 109 8374

施引文献

[1]	Price W C 1938 Proc. Roy. Soc. Ser. A 167 216
[2]	Ginter D S, Ginter M L 1981 J. Mol. Spectrosc. 90 177
[3]	Tilford S G, Ginter M L 1971 J. Mol. Spectrosc. 40 568
[4]	Nee J B, Suto M, Lee L C 1986 J. Chem. Phys. 85 719
[5]	Green D S, Wallace S C 1992 J. Chem. Phys. 96 5857
[6]	Green D S, Bickel G A, Wallace S C 1991 J. Mol. Spectrosc. 150 388
[7]	Green D S, Bickel G A, Wallace S C 1991 J. Mol. Spectrosc. 150 354
[8]	Green D S, Bickel G A, Wallace S C 1991 J. Mol. Spectrosc. 150 303
[9]	Wang H S, Kvaran Á 2007 Acta Phys. Chim. Sin. 23 1543 (in Chinese) [王华胜, Kvaran Ágúst 2007 物理化学学报 23 1543]
[10]	Wang K, McKay V 1991 J. Chem. Phys. 95 8718
[11]	Maul C, Chichinin A I, Gericke K H 2011 J. Atom Mol. Opt. Phys. 2011 410108
[12]	Pitarch-Ruiz J, Merás A S D, Sáchez-Maí J 2008 J. Phys. Chem. A 112 3275
[13]	van Dishoeck E F, van Hemert M C, Dalgarno A 1982 J. Chem. Phys. 77 3693
[14]	Singleton L, Brint P 1997 J. Chem. Soc. Faraday Trans. 93 21
[15]	Li Y, Bludsky O, Hirsch G, Buenker R J 2000 J. Chem. Phys. 112 260
[16]	Lefebvre-Brion H, Liebermann H P, Vázquez G J 2011 J. Chem. Phys. 134 204104
[17]	Lu G H, Sun W G, Feng H 2004 Acta Phys. Sin. 53 1758 (in Chinese) [鲁光辉, 孙卫国, 冯灏 2004 53 1758]
[18]	Long J M, Wang H S, Kvaran A 2013 J. Chem. Phys. 138 044308
[19]	Matthísson K, Long J, Wang H, Kvaran Á 2011 J. Chem. Phys. 134 164302
[20]	Long J M, Hróðmarsson H R, Wang H S, Kvaran Á 2012 J. Chem. Phys. 136 214315
[21]	Long J M, Wang H S, Kvaran Á 2012 J. Mol. Spectrosc. 282 20
[22]	Xie Y J, Reilly P T A, Chilukuri S, Gordon R J 1991 J. Chem. Phys. 95 854
[23]	Liyanage R, Reilly P T A, Yang Y A, Gordon R J 1993 Chem. Phys. Lett. 216 544
[24]	Alexander M H, Li X, Liyanage R, Gordon R J 1998 Chem. Phys. 231 331
[25]	Kvaran Á, Wang H S, Logadóttir Á 2000 J. Chem. Phys. 112 10811
[26]	Kvaran Á, Matthiasson K, Wang H S 2009 J. Chem. Phys. 131 044324
[27]	Kvaran Á, Wang H S, Matthiasson K, Bodi A, Jonsson E 2008 J. Chem. Phys. 129 164313
[28]	Kauczok S, Maul C, Chichinin A I, Gericke K H 2010 J. Chem. Phys. 133 024301
[29]	Wang Z, Zhang L M, Wang F, Li J, Yu S Q 2003 Acta Phys. Sin. 52 3027 (in Chinese) [王仲, 张立敏, 王峰, 李江, 俞书勤 2003 52 3027]
[30]	Romanescu C, Manzhos S, Boldovsky D, Clarke J, Loock H P 2004 J. Chem. Phys. 120 767
[31]	Chichinin A I, Maul C, Gericke K H 2006 J. Chem. Phys. 124 224324
[32]	Lefebvre-Brion H, Field R W 2004 The Spectra and Dynamics of Diatiomic Molecules (Amsterdam: Elsevier Academic Press)
[33]	Liyanage R, Gordon R J, Field R W 1998 J. Chem. Phys. 109 8374

[1]	赵零一, 刘金磊, 江涛, 郎跃, 赵增秀. 强场激发里德堡态的激光包络调控. , 2024, 73(23): 1-6. doi: 10.7498/aps.73.20241222
[2]	张秉章, 宋张勇, 张明武, 刘璇, 钱程, 方兴, 邵曹杰, 王伟, 刘俊亮, 朱志超, 孙良亭, 于得洋. 类氢O、N离子入射Al表面俘获电子布居几率的理论与实验研究. , 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20212434
[3]	李晓康, 贾凤东, 余方晨, 李明阳, 薛平, 许祥源, 钟志萍. 一价镧离子高n里德伯态. , 2019, 68(4): 043201. doi: 10.7498/aps.68.20181980
[4]	裴栋梁, 何军, 王杰英, 王家超, 王军民. 铯原子里德伯态精细结构测量. , 2017, 66(19): 193701. doi: 10.7498/aps.66.193701
[5]	罗金龙, 凌丰姿, 李帅, 王艳梅, 张冰. 丁酮3s里德堡态的超快光解动力学研究. , 2017, 66(2): 023301. doi: 10.7498/aps.66.023301
[6]	赵磊, 张琦, 董敬伟, 吕航, 徐海峰. 不同原子在飞秒强激光场中的里德堡态激发和双电离. , 2016, 65(22): 223201. doi: 10.7498/aps.65.223201
[7]	李敬奎, 杨文广, 宋振飞, 张好, 张临杰, 赵建明, 贾锁堂. 49S里德堡态的射频双光子光谱. , 2015, 64(16): 163201. doi: 10.7498/aps.64.163201
[8]	李昌勇, 张临杰, 赵建明, 贾锁堂. 铯原子里德堡态Stark能量及电偶极矩的测量和理论计算. , 2012, 61(16): 163202. doi: 10.7498/aps.61.163202
[9]	张卫华, 郝玉松, 何春龙, 李家明, 莫宇翔. 分子超激发态的理论研究：F2分子离子对解离效率谱的标识及强度. , 2009, 58(4): 2328-2335. doi: 10.7498/aps.58.2328
[10]	马靖, 丁蕾, 顾学军, 方黎, 张为俊, 卫立夏, 王晶, 杨斌, 黄超群, 齐飞. 三氯乙烯的真空紫外同步辐射光电离和光解离. , 2006, 55(6): 2708-2713. doi: 10.7498/aps.55.2708
[11]	黄超群, 卫立夏, 杨斌, 杨锐, 王思胜, 单晓斌, 齐飞, 张允武, 盛六四, 郝立庆, 周士康, 王振亚. HFC-152a的同步辐射真空紫外光电离和光解离研究. , 2006, 55(3): 1083-1088. doi: 10.7498/aps.55.1083
[12]	戴长建, 舒晓武, 郦菁, 张森, 方达渭. Yb原子里德伯态及价态的场电离阈. , 1995, 44(5): 678-684. doi: 10.7498/aps.44.678
[13]	丁广良, 刘炳模, 王嘉珉, 龚顺生. Cs原子里德伯态Stark能级场电离阈值与｜ml｜关系的测定. , 1994, 43(11): 1754-1758. doi: 10.7498/aps.43.1754
[14]	郦菁, 徐云飞, 王云仙, 张森. Sr原子里德伯态的\|ml\|相关场电离阈. , 1993, 42(2): 231-236. doi: 10.7498/aps.42.231
[15]	闵志元, 李重德, 王嘉珉, 龚顺生. 碘分子两个新的“E”带离子对态. , 1992, 41(12): 1943-1949. doi: 10.7498/aps.41.1943
[16]	张森, 邱济真, 王刚. 静电场中Ca原子里德堡态的能级结构. , 1989, 38(3): 481-486. doi: 10.7498/aps.38.481
[17]	何兴虹, 李白文, 张承修. 碱原子高里德堡态的极化率. , 1989, 38(10): 1717-1722. doi: 10.7498/aps.38.1717
[18]	张杰, 程丙英, 张道中, 王立华, 赵玉英, 王天眷. PbCl2分子的光解离. , 1988, 37(5): 743-750. doi: 10.7498/aps.37.743
[19]	张森, 邱济真, 胡素芬, 陆杰, 钟建伟, 梁宜, 孙家祯. Sr原子里德堡态的电场效应. , 1988, 37(6): 983-988. doi: 10.7498/aps.37.983
[20]	林金谷, 苏阳, 单军, 杨君慧, 傅克坚. 紫外激光解离羰基铁生成超细粉末. , 1987, 36(9): 1194-1198. doi: 10.7498/aps.36.1194

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