Few-femtosecond passage of conical intersections in the benzene cation.
Few-femtosecond passage of conical intersections in the benzene cation.
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DOI：
10.1038/s41467-017-01133-y
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发表时间：
2017-10-18
影响因子：
16.6
通讯作者：
Mikosch J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Galbraith MCE;Scheit S;Golubev NV;Reitsma G;Zhavoronkov N;Despré V;Lépine F;Kuleff AI;Vrakking MJJ;Kornilov O;Köppel H;Mikosch J
观察光化学反应的关键的最初几个飞秒需要在飞秒化学工具包中通常不可用的工具。现在，利用阿秒科学提供的仪器，这种动力学已经触手可及。在这里，我们应用实验和理论方法来评估超快非绝热振动过程中的一个典型的复杂系统-受激苯阳离子。我们用飞秒量级的极紫外和可见/近红外激光脉冲制备和探测了阳离子激发态，观察到了11 ± 3 fs和110 ± 20 fs两个弛豫时间尺度。这些被解释在人口转移方面通过两个连续的圆锥形交叉。实验结果进行了定量比较与国家的最先进的多配置时间相关的Hartree计算显示令人信服的协议的时间尺度。通过表征迄今为止研究的最快的内部转换过程之一，我们进入了超快分子动力学的极端状态，为跟踪和控制复杂分子中的纯电子动力学铺平了道路。阿秒科学开始提供工具来研究以前无法实现的至关重要的光化学反应的最初几飞秒。在这里，作者调查非常快速的人口转移通过锥形交叉口在激发的苯阳离子，无论是通过实验和计算。
Observing the crucial first few femtoseconds of photochemical reactions requires tools typically not available in the femtochemistry toolkit. Such dynamics are now within reach with the instruments provided by attosecond science. Here, we apply experimental and theoretical methods to assess the ultrafast nonadiabatic vibronic processes in a prototypical complex system—the excited benzene cation. We use few-femtosecond duration extreme ultraviolet and visible/near-infrared laser pulses to prepare and probe excited cationic states and observe two relaxation timescales of 11 ± 3 fs and 110 ± 20 fs. These are interpreted in terms of population transfer via two sequential conical intersections. The experimental results are quantitatively compared with state-of-the-art multi-configuration time-dependent Hartree calculations showing convincing agreement in the timescales. By characterising one of the fastest internal conversion processes studied to date, we enter an extreme regime of ultrafast molecular dynamics, paving the way to tracking and controlling purely electronic dynamics in complex molecules. Attosecond science is beginning to provide the tools to study the previously unattainable crucial first few femtoseconds of photochemical reactions. Here, the authors investigate extremely rapid population transfer via conical intersections in the excited benzene cation, both by experiment and computation.
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