论文题目: 过渡金属氧化物和氢化物的光谱研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 化学物理
作者: 郭静茹
导师: 陈旸
关键词: 过渡金属化合物,激光诱导荧光激发谱,超声射流
文献来源: 中国科学技术大学
发表年度: 2005
论文摘要: 3d过渡金属化合物的光谱研究在天文物理,表面科学等领域有重要的意义。3d过渡金属化合物的构型和成键特性也是物理化学研究中非常关注的问题。本论文主要研究3d过渡金属Co和Ni的氢化物和氧化物的激光诱导荧光（LIF）光谱。我们采用脉冲直流放电和超声射流相结合的方法产生CoO,CoH和NiH的瞬态分子,利用激光诱导荧光技术,研究了这3种分子在若干波长范围内的激发光谱,并测量了每种分子不同上电子态在无碰撞条件下的寿命。对每个谱带都做了振转分析,拟和得到了光谱常数,讨论了相应分子的结构和成键问题。取得以下的主要研究成果:·CoO分子的激光诱导荧光激发谱。利用Co电极放电溅射出的Co原子与和O2/Ar混合气体反应产生CoO分子,研究了超声射流条件下CoO在540-725 nm范围的激光诱导荧光（LIF）激发谱,并测量了大部分的谱带上能级无碰撞条件下的寿命。在光谱中共观测到了95个谱带,其中59个是新发现的谱带。通过对谱带的振转分析,并结合上电子态的寿命信息,标识了3个Ω=7/2-7/2跃迁带系,C4△7/3-X4△7/2,E4△7/2-X4△7/2和F4△7/2-X4△7/2,其（0,0）带分别位于13950cm-1,15241cm-1和15650cm-1;一个Ω=9/2-7/2的跃迁带系标识为D4φ7/2-X4△7/2,其（0,0）带位于14609cm-1。在所观测到的59个新谱带中,标识了三个Ω’=5/2-X4△7/2的垂直跃迁带系,[13.99]Ω’=5/2-X4△7/2（v’=0-6-v"=0）,[14.20]Ω’=5/2-X4△7/2（v’=0-6-v"=0）和[15.85]Ω’=5/2一X4△7/2（v’=0-4-v"=0）,（O,0）带分别位于13998cm-1,14202cm-1和15858cm-1。并讨论了这3个带系上电子激发态可能的电子组态和构型。·CoH分子的激光诱导荧光激发谱。利用利用Co电极放电溅射出的Co原子与CH3OH蒸汽反应产生CoH分子,研究了CoH在530nm—730nm波长范围内的激光诱导荧光激发谱,观测到了的9个跃迁谱带,其中3个谱带是新发现的。通过对谱带结构的振转分析,结合上电子态的寿命信息对光谱进行了标识,其中5个位于13794cm-1,15136cm-1,16372cm-1,17477cm-1和18430cm-1的Ω’=4-Ω"=4谱带组成的振动序列归属到A’3φ4-X3φ4（v’=1-5-v"=0）跃迁,位于16002cm-1的谱带确认为是Ω’=3—Ω"=4的跃迁,位于14073cm-1,15402cm-1和17678 cm-1的3个新观测到的Ω’=3—Ω"=4谱带被归属到一个新的跃迁D3△3-X3φ4（v’=1,2,4-v"=0）,振动频率约为1582 cm-1,与理论计算的D态的能量和振动频率等分子常数值基本相符。此外,还对CoH,CoF和Co+低激发态的光谱做了类比和讨论。·NiH分子的激光诱导荧光激发谱。利用Ni电极脉冲直流放电产生的Ni原子与CH3OH蒸汽反应产生NiH分子,研究了NiH在超声射流条件的LIF激发谱,对15000-22000 cm-1的30个谱带进行了转动分析,结合谱带上电子态的寿命信息。标识了基态X2△5/2（v"=0）到A,B,D,E,F,G和I电子态的7个跃迁带系,其（0,0）带依次位于15527cm-1,15990cm-1,16158cm-1,16345cm-1,17100cm-1,18437cm-1和17317cm-1。得到这些电子态较为完整的包括精确的振动频率,非谐性系数,转动常数,平衡核间距等分子常数,首次报道了NiH19000-22000 cm-1的光谱,在此范围内观测到了很多电子态的高振动能级,发现了一些新谱带。
论文目录:
致谢
中文摘要
英文摘要
第一章 引言
1.1 分子光谱简介
1.2 过渡金属双原子分子光谱的研究现状
1.2.1 实验技术发展
1.2.2 研究成果
1.2.3 网络资源
第二章 双原子分子光谱的基本理论
2.1 Born-Oppenheimer近似
2.1.1 Born-Oppenheimer近似
2.1.2 总能量的分解—分子的振动和转动
2.2 分子的角动量和Hund耦合
2.3 电子跃迁选择定则
2.4 电子带系中的强度
2.4.1 振动谱带的强度分布—Franck-Condon因子
2.4.2 转动谱线的强度分布
第三章 实验方法
3.1 实验方法
3.1.1 过渡金属双原子分子产生方法
3.1.2 超声射流冷却
3.1.3 激光诱导荧光(LIF)
3.1.4 上电子态寿命测量
3.2 实验装置
3.2.1 目标分子产生装置
3.2.2 激光诱导荧光(LIF)实验装置
3.3 实验仪器和条件
3.3.1 仪器及样品
3.3.2 采样条件
第四章 CoO自由基光谱的研究
4.1 引言
4.2 研究现状
4.3 实验部分
4.3.1 实验装置
4.3.2 实验条件
4.4 光谱分析与结果
4.5 讨论
4.6 结论
第五章 CoH自由基光谱的研究
5.1 引言
5.2 研究现状
5.3 实验部分
5.3.1 实验装置
5.3.2 实验条件
5.4 光谱分析与结果
5.4.1 A′~3Φ_4—X~3Φ_4跃迁
5.4.2 ~3Δ_3—X~3Φ_4跃迁
5.4.3[16.0]3谱带
5.5 结论
第六章 NiH自由基光谱的研究
6.1 引言
6.2 研究现状
6.3 实验部分
6.3.1 实验装置
6.3.2 实验条件
6.4 光谱分析与结果
6.4.1 15000—19000cm~(-1)的光谱
6.4.2 19000—22000cm~(-1)的光谱
6.4.3 其他谱带
6.5 结论
参考文献
发布时间: 2008-07-22
参考文献
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