Theoretical study on ultrafast chemical processes in terms of pump-probe photoelectron spectroscopy

泵浦探针光电子能谱超快化学过程的理论研究

基本信息

  • 批准号:
    11440170
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.02万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1999
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1999 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have developed a theory of energy- and angle-resolved photoelectron spectra for femtosecond pump-probe ionization of wavepackets and results of its application to the ^1Σ^+_μ double-minimum state of aligned Na_2. The formulation is well suited for inclusion of the underlying dynamics of molecular photoionization and its dependence on molecular geometry. Results have been obtained for three typical pump laser energies selected so as to investigate qualitatively different patterns of the spatio-temporal propagation of wavepackets on the double-minimum potential curve and of their associated photoelectron spectra. Photoelectron angular distributions have been given for different orientations of linearly polarized pump and probe pulses. The resulting photoelectron spectra illustrate the importance of a proper description of the underlying photoionization amplitudes and their dependence on geometry for unravelling wavepacket dynamics from pump-probe photoelectron signals in non-adiabatic regions where the electronic structure evolves rapidly with geometry. The present theory was extended so as to treat a system of nonadiabatic transition such as that in NaI molecule, whose ground and first excited potential curves intersect with each other due to intramolecular electron transfer. It has been shown for the first time that the bifurcation of nuclear wavepackets can be directly and experimentally observed with the pump-probe photoelectron spectroscopy. This is of great importance both in chemistry, wave-pacekt engineering, quantum chaos, the fundamental quantum theory, and so on.
本文发展了飞秒泵浦-探测电离波包的能量和角度分辨光电子能谱理论,并将其应用于定向Na_2的^1 <$^+_μ双极小态。该配方是非常适合列入分子光电离的基本动力学及其对分子几何形状的依赖。结果已经获得了三个典型的泵浦激光能量选择,从而调查定性不同的模式的时空传播的波包的双最小电位曲线和它们相关的光电子谱。给出了线偏振泵浦脉冲和探测脉冲在不同取向下的光电子角分布。由此产生的光电子能谱说明了一个适当的描述的基础光电离振幅和它们的依赖几何解开波包动力学从泵探测光电子信号在非绝热区域的电子结构迅速演变的几何形状的重要性。本文的理论被推广到处理一个非绝热跃迁系统,如NaI分子,其基态和第一激发势曲线由于分子内电子转移而相互交叉。首次证明了利用泵浦-探测光电子能谱可以直接在实验上观察到原子核波包的分岔。这在化学、波速工程、量子混沌、基础量子理论等方面都具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(53)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Arasaki, K.Takatsuka, K.Wang, V.McKoy: "Femtosecond Energy-and Angle-Resolved Photoelectron Spectra"Chem. Phys. Lett.. 302. 363-374 (1999)
Y.Arasaki、K.Takatsuka、K.Wang、V.McKoy:“飞秒能量和角分辨光电子光谱”化学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Arasaki, K.Takatsuka, K.Wang, V.McKoy: "Femtosecond Energy-and Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy"J. Chem. Phys.. 112. 8871-8884 (2000)
Y.Arasaki,K.Takatsuka,K.Wang,V.McKoy:“飞秒能量和角分辨光电子能谱”J。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Arasaki, K.Takatsuka, K.Wang, V.McKoy: "Pump-probe photoionization study of the passage and bifurcation of a quantum wavepacket across an avoided crossing"Physical Review Letters. (submitted for publication). (2003)
Y.Arasaki、K.Takatsuka、K.Wang、V.McKoy:“量子波包穿过避免交叉点的通道和分岔的泵浦探针光电离研究”物理评论快报。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Arasaki, K. Takatsuka, K. Wang, and V. McKoy: "Femtosecond Energy- and Angle-Resolved Photoelectron Spectra"Chem. Phys. Lett.. 302. 363-374 (1999)
Y. Arasaki、K. Takatsuka、K. Wang 和 V. McKoy:“飞秒能量和角分辨光电子光谱”Chem。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Arasaki, K. Takatsuka, K. Wang, and V. McKoy: "Studies of electron transfer in NaI with pump-probe femtosecond photoelectron spectroscopy"in preparation. (2003)
Y. Arasaki、K. Takatsuka、K. Wang 和 V. McKoy:“利用泵浦探针飞秒光电子能谱研究 NaI 中的电子转移”正在准备中。
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