臺灣博碩士論文加值系統

在本論文中，我們利用飛秒雷射激發-探測光游離-光裂解技術(femtosecond pump-probe photoionization-photofragmentation spectroscopy)結合質譜偵測技術，研究2-苯基乙基-N,N-二甲基胺(PENNA)陽離子的電子轉移及相關動力學，並試圖與Schlag團隊的實驗結果做比較和探討。我們以1+1 REMPI技術(λpump = 265.9 nm)游離化PENNA，再藉由導入探測雷射(λprobe = 797.7 nm)得到PENNA離子碎裂強度隨時間變化的瞬時訊號。我們利用三組時間常數適解該瞬時訊號，分別是τ1≈ 0.15 ps、τ2≈ 18 ps與τ3≈ 56 ps。為了要進一步地指認何者為電子轉移，我們亦觀測苯乙醇(PEAL)、2-苯基乙基-N-甲基胺(MPEA)與2-苯乙胺(PEA)的離子瞬時訊號，其中PEAL在本實驗條件下並不會發生電子轉移，而MPEA與PEA分別為PENNA去掉一個和兩個甲基。利用PEAL陽離子損耗瞬時光譜適解出來的結果與其他三者比對，可以幫助我們排除不是電子轉移的時間常數，而MPEA與PEA的陽離子損耗瞬時光譜的適解，則可以讓我們觀察這個系統(包含PENNA)是否會有一系列具關聯性的變化。適解並比較分析的結果顯示出PENNA、MPEA與PEA陽離子都有一個次皮秒等級的τ_1，而此一成分在PEAL陽離子並未被觀察到，故我們將其指認為電子轉移。而PEAL陽離子我們只用兩組時間常數便可以很好地適解，其動態行為我們認為與PENNA+、MPEA+與PEA+上也會觀察到的τ2及τ3類似，是從陽離子FC態緩解到最穩定結構的過程。

We studied the ultrafast electron transfer (ET) dynamics in the cations of 2-phenylethyl-N,N-dimethylamine (PENNA) after photoionization using the femtosecond pump-probe photoionization-photofragmentation (fs-PIPF) spectroscopy compared our experimental results with these reported by the Schlag's group. We photoionized PENNA in a supersonic beam with fs pump pulses at 265.9 nm with 1+1 REMPI via its S1 origin using the phenyl group as the chromophor, producing PENNA cation predominately in its first excited state (D1). The resulting PENNA cations were then probed by a second fs pulse at ~800 nm by exciting the evolving ionic system to higher excited states, which enhance the fragmentation yield of the cation. We used a consecutive reaction kinetics model including three time steps to fit the parent ion depletion transient signals, and the results are τ_1≈ 0.15 ps, τ_2≈ 18 ps and τ_3≈ 56 ps. To identify which one corresponds to the ET reation, we also carried out similar experiments for 2-phenylethylalcohol (PEAL), 2-phenylethyl-N-methylamine (MPEA) and 2-phenylethylamine (PEA). The results show that PENNA+, MPEA+ and PEA+ transients all contain a sub-ps component that is not observed in PEAL+ transient. For this reason, we attributed the sub-ps time constant to the the ET reaction. The two time constants we used to fit the PEAL+ transient are like the τ_2 and τ_3 in PENNA+, MPEA+ and PEA+, and are assigned to the conformational relaxations from the cation FC state to the most stable conformation.

第 1 章 緒論 1
1.1 引文 1
1.2 文獻回顧:良好的實驗對象-PENNA分子 3
1.3 研究動機: Schlag團隊對PENNA的超快時間解析研究 6
第 2 章 實驗系統與技術 8
2.1激發-探測共振增強多光子游離技術 8
2.2 超快飛秒雷射系統 11
2.2.1 雷射產生源 11
2.2.2.能量再生放大器: 16
2.3波長調變器 22
2.3.1 倍頻與混頻技術 22
2.4分子束系統 23
2.4.1分子束樣品進氣裝置 27
2.5飛行時間質譜儀 29
2.6 實驗架設圖 33
2.7訊號擷取系統 34
2.8儀器響應函數(Instrument response function, IRF) 36
第 3 章 實驗結果與討論 38
3.1 PENNA陽離子泵浦-探測光游離-光裂解實驗條件 38
3.1.1 PENNA質譜圖 38
3.1.2 PENNA陽離子光游離-光裂解離子損耗光譜 39
3.1.3雷射能量依存性 40
3.2 與Schlag團隊的實驗結果之比較 42
3.2.1 PENNA和PEA的飛行質譜圖 42
3.2.2 雷射脈衝能量條件的差異 44
3.3動力學模型適解離子瞬時損耗訊號與數據分析 45
3.3.1適解PENNA陽離子損耗瞬時訊號與數據分析 45
3.3.2適解PEAL陽離子損耗瞬時訊號與數據分析 47
3.3.3適解MPEA陽離子和PEA陽離子損耗瞬時訊號與數據分析 49
3.4綜合討論 53
3.4.1電子轉移時間常數在不同樣品之比較 53
3.4.2理論計算結果 53
第 4 章 結論 58
參考文獻 60