Одноцветная лазерная ионизация паров некоторых кислородсодержащих производных бензола

• Автор: Феофилов, Артем Григорьевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Многофотонные и многоступенчатые процессы ионизации
1.2. Методы исследования процессов многофотонной ионизации 14 Спектроскопия полного тока
Масс-спектрометрия
Фотоэлектронная спектроскопия
Спектроскопия пороговых электронов
ГЛАВА 2. ЛАЗЕРНЫЙ ФОТОИОНИЗАЦИОННЫЙ СПЕКТРОМЕТР И ЕГО ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ 22 2Л. Состав спектрометра
2.1.1. Времяпролетный энергоанализатор электронов
2.1.2. Времяпролетныи^ср-спектрометр
2.1.3. ZEKE-PFI спектрометр и спектрометр полного тока
2.2. Подбор оптимальной конфигурации электрического поля
2.3. Градуировка шкалы энергий
2.4. Система сбора данных и управления экспериментом
2.5. Методика проведения экспериментов
ГЛАВА 3. СТУПЕНЧАТАЯ ИОНИЗАЦИЯ ПАРОВ ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗОЛА С КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИМИ ЗАМЕСТИТЕЛЯМИ
3.1. Ступенчатая ионизация паров фенола, бензальдегида, ацетофенона, анизола (по литературным данным)
3.2. Дигид роксипроизводные бензола
Спектральные зависимости
Фотоэлектронные спектры и механизм фрагментации
Масс-спектры

3.3.1,2-диметоксибензол
Спектральные зависимости
Фотоэлектронные спектры
Масс-спектры
3.4. 2,4-дигидроксибензальдегид и 3,4-диметоксипропиофенон 83 Спектральные зависимости
Механизм "диссоциация-ионизация" в ДМП
Фрагментация 2,4-дигидроксибензальдегида
Фрагментация 3,4-диметоксипропиофенона
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение 1. Термохимические данные
Приложение 2. Квантовохимические расчеты
Приложение 3. Кинетические уравнения процессов ступенчатой
диссоциации
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на то, что первые исследования лазерной ионизации молекулярных (атомарных) паров выполнены всего 30 лет назад [12,33], в настоящее время лазерная фотоионизационная спектроскопия стала одним из наиболее бурно развивающихся методов активной спектроскопии. Ежегодно публикуются сотни работ, выполненных во всех развитых странах. Проводятся спектроскопические исследования молекул, в том числе экзотических, образующихся, например, при лазерном испарении твердых тел, вандерваальсовых комплексов, радикалов. Много работ посвящено изучению распределений по квантовым состояниям и кинетической энергии фрагментов, образующихся при фотодиссоциации молекул. Изучаются процессы внутримолекулярного перераспределения энергии возбуждения. Многоступенчатая ионизация используется как метод генерации ионов в хорошо определенных квантовых состояниях при исследовании процессов столкновений с участием положительных ионов. Селективность ионизации как по компонентам сложных (в том числе по изотопному составу) газовых смесей, так и по микроскопическому состоянию ионизуемых частиц и высокая эффективность ионизации служат основой для разработки аналитических методов предельной (вплоть до одиночных атомов и молекул) чувствительности и селективности и методов разделения изотопов [20,21].
По сравнению с лавинообразным ростом числа работ по применению методов лазерной фотоионизационной спектроскопии для решения перечисленных выше проблем исследования самого явления многофотонной ионизации молекул немногочисленны. Связано это с тем, что механизмы многофотонной ионизации газов и паров многообразны и могут включать последовательность нескольких элементарных процессов — поглощение света молекулой и ионом, внутримолекулярное перераспределение энергии возбуждения с участием нескольких электронных состояний молекулы и иона, диссоциацию молекул и/или ионов. Механизм многофотонной ионизации зависит как от свойств ио-

пространства дрейфа, в стороны от области ионизации вдоль пучка света имеются скаты. В стороны по направлениям к ближайшим электродам — подъемы. При такой форме потенциальной поверхности все электроны, образовавшиеся в стороне от электронно-оптической оси не будут попадать в пространство дрейфа. Определенные недостатки такой конфигурации заключаются в больших градиентах поля в местах, близких к области ионизации. Как следствие, требуется совмещение перетяжки лазерного излучения с центром седловидной поверхности.
Рис. 2.10.а. Седловидная потенциальная поверхность в области ионизации (вариант I)
В такой конфигурации не удается подобрать поля, при котором функция пропускания электронно-оптической системы была бы монотонной (см. рис. 2.11.а). После проведения дополнительных расчетов была смоделирована и изготовлена другая электронно-оптическая схема. Был предложен и другой вариант формы поля в области ионизации— малый градиент (10мв/см) и равномерный скат в сторону детектора (рис. 2.10.6). В этом случае электроны,