极紫外光源及高荷态离子诱导下甲烷的脱氢通道碎裂机制

作者:骆炎; 余璇; 雷建廷; 陶琛玉; 张少锋; 朱小龙; 马新文; 闫顺成; 赵晓辉
来源:Acta Physica Sinica, 2024, 73(04): 150-156.
DOI:10.7498/aps.73.20231377

摘要

CH4广泛存在于行星大气之中,研究CH4的解离动力学对了解宇宙中气体演化的过程具有重要的价值.目前,CH42+ →CH3++H+碎裂通道已被大量研究,但针对该通道的解离机制的解释尚存在一定争议.本实验利用高分辨反应显微成像谱仪,开展了25—44 eV的极紫外(extreme ultraviolet, XUV)光电离实验及1 MeV Ne8+与CH4的碰撞实验.通过符合测量得到了CH3+和H+两种离子的动能,重构了两体解离的动能释放(kinetic energy release, KER),并研究了CH42+解离产生CH3++H+解离路径下的碎裂动力学过程.在光电离实验中,观测到KER谱上存在4.75 eV和6.09 eV两个峰,结合前人的工作及XUV的能量范围,对每个峰的机制归属进行讨论.特别是4.75 eV峰,分析认为可能来自于CH42+直接解离机制的贡献.另外,在1 MeV Ne8+离子碰撞实验中,可观测到3个KER峰,将每个峰的分支比与以往的实验结果进行对比,未发现速度效应对KER谱的显著影响.

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