Non-equilibrium Kinetics of Clusters Growth under Laser Ablation (Ⅰ)

联系人:郑兰荪[中文文摘]以激光溅射的方式，可以产生不同尺寸与组分的原子团簇．但是对这些团簇的生长过程，却一直缺少比较深入和细致的研究．本文结合激光真空溅射石墨的实验条件，考虑了激光能量、体系膨胀、环境压力、热量辐射等诸多因素，建立了在该条件下碳原子团簇生长的物理模型，得出了相应的动力学方程的数值解．计算结果表明：每个激光脉冲溅射出约8×10－9mol（5×1015个）粒子，它们产生时的初始压力约为2×105Pa．由于扩散等因素，团簇的形成反应在785μs后已不可能进行，但是各团簇产物的产率在反应开始后0．4μs左右已达到最大值，在约1．5μs内反应即已基本完成，因为此后原子团簇的尺寸分布不再有显著的差异．[英文文摘]Clusters with various sizes and compositions can be produced by laser ablation in high vacuum, but the formation mechanism of the clusters under given condition still remains to be understood. In this paper, a kinetic model of clusters formed from laser ablation was suggested with considering different experimental conditions such as abating laser power, backing pressure, expansion of the laser vaporized plasma, thermal radiation and etc., and numerical solution of the relevant kinetic equation was obtained.According to the calculation,about 1.9×105 Pa.Mainly due to the diffusion of the particals formation reaction of the clusters cannot succeed at 7.85μs of the ablation laser pulse,but the yields of different cluster products reach their maxima at first 0.4μs .On the whole,size distribution of the clusters is unvaried after 1.5μs,so the formation reaction actually ends by that time.国家自然科学基金;教育部资

激光溅射下原子团簇生长的非平衡动力学(II)

在“半球模型”(即假设激光溅射产生的等离子体向空间均匀膨胀 )的基础上 ,在考虑了因等离子体膨胀和热辐射等引起的温度和体积的变化的情况下 ,进一步考虑了碳簇的链状、单环、双环、多环及富勒烯等五种结构及中性粒子与中性粒子、中性粒子与离子两种反应 ,计算了碳簇中性分子和离子的形成动力学及其尺寸分布.计算结果表明离子的尺寸分布可以近似代表中性粒子的尺寸分布 ,动力学计算所模拟的碳簇的尺寸分布与实验记录的碳簇离子的质谱特征较为相似

现场拉曼光谱研究非水体系中铂电极上甲醇的解离吸附

本文在共焦显微拉曼系统上 ,利用表面增强拉曼散射效应 ( SERS)初步研究了非水体系中甲醇在粗糙铂电极上的解离吸附过程。结果表明 :甲醇在粗糙铂电极上解离吸附后产生了毒性中间物 CO,在较负的电位区间内 ,H与 CO共吸附于电极表面并影响 CO的吸附行为 ,随电位的正移 ,υPt- C和 υC- O的变化可以用电化学 Stark效应来进行解释

非水体系中金电极表面增强拉曼光谱研究新进展

利用共焦显微拉曼系统 ,进行了甲醇溶液中硫氰酸根离子 (SCN-)在金电极上吸附行为的表面增强拉曼光谱 (SERS)研究 ,结果表明 :SCN-与电极之间的相互作用非常强烈 ,在整个研究电位范围内都可以检测到其SERS信号。在 - 0 1V～ - 0 6V区间内 ,SCN-主要是以S端吸附在电极表面 ;而在 - 0 7V～ - 1 2V区间内 ,SCN-主要是以N端吸附在电极表

Non-equilibrium kinetics of clusters growth under laser ablation (II)

Non-equilibrium kinetics of cluster formation has been simulated based on "hemisphere model" of laser plasma expansion, In this article, in addition to the variation of concentration and temperature caused by expansion and radiation, reactivities of different structures and structural conversions among the cluster isomers were also considered. Dissociation of the clusters in the laser plasma and productions of the cluster ions have also been included in the simulation at the first time. The simulated size distribution of carbon clusters is in good consistency with the typical mass spectrum of carbon cluster ions produced by laser ablation

表面增强拉曼光谱研究银电极/乙腈界面微量水的吸附行为

利用表面增强拉曼散射技术研究了含微量水的乙腈溶液中银电极 /乙腈界面水分子的吸附行为 ,详细考察了随电极电位的改变及微量水浓度对其的影响 .研究表明 ,银电极双电层中存在多种吸附模式下的水分子结构 .在较正电位下 ,水分子主要与乙腈形成弱的氢键共吸附于电极表面上 ,ν(O— H)伸缩振动出现在3 487cm- 1左右 ,一定范围内增加体相水的浓度对其影响较小 ;在较负电位下 ,随着乙腈解离反应的进行 ,水分子转为与表面配合物 [Ag(CN) n]( n- 1 ) - 作用而共吸附于电极表面 ,其有序性地增加导致 ν(O— H)频率出现在更高的波数 3 5 83 cm- 1 .增加水的浓度加强了界面水分子间的氢键作用 ,致使 ν(O— H)红移 ;在极负电位下 ,水分子发生解离 ,ν(O— H)的振动主要来自 Li OH微晶 ,其波数为 3 665 cm- 1 .随着体相水含量的增加 ,电极表面进一步形成水合 Li OH· H2 O,特征 ν(O— H)的波数为 3 5 63 cm- 1