臺灣博碩士論文加值系統

本實驗的主要目的是要了解2 Methyl Naphthalene被釹釔鋁石榴石雷射(Nd-YAG laser)四倍頻所產生的266nm光子激發後，受激發的2 Methyl Naphthalene藉由放出螢光回到電子能階基態、或經由內轉換（internal conversion）到電子基態以及由系統間跨越（intersystem crossing）到三重態（triply state）的量子產率，並研究以2 Methyl Naphthalene當作產生高振動能分子的可能性。實驗裝置是將兩個有布魯斯特窗(Brewster window)且內部塗覆石墨（Aerodag G）及放置阻隔板(baffle)的不鏽鋼管臂(arm)與經由陽極處理的鋁製腔體組合成為一個擁有30公分的光徑的真空腔體。把2 Methyl Naphthalene放置於玻璃管中，使用銅管將玻璃管與腔體做適當的連結。實驗時，利用玻璃管的塞子(cock)來控制2 Methyl Naphthalene在腔體中的數量。並將雷射導進管臂，在雷射進入管臂前用感光二極體(photodiode)監測雷射強度，雷射離開管臂後用另一個感光二極體偵測雷射變化量，在腔體正中央垂直方向放置光電倍增管(photo multiplier tube)收集2 Methyl Naphthalene所放射出的螢光或Biacetyl的感應磷光（sensitized phosphorescence）。在光電倍增管的前方，先裝設了可以反射雷射光波長的反射鏡再加上濾光片(filter)來減少散射光的干擾。實驗的操作是利用管臂前後的光電二極體測得雷射強度的減少，以已知的壓力與管臂長度計算出2 Methyl Naphthalene的吸收截面(absorption cross section)，再將已知螢光量子產率的萘(naphthalene)做為標準，除去壓力及吸收截面的因素，來比對光電倍增管訊號大小進而求得螢光量子產率。相似地，我們在光電倍增管前多加一片濾光片過濾掉待測分子的螢光訊號，藉由放入Biacetyl 淬熄（quench）經由系統間跨越到三重態的分子，偵測Biacetyl放射出的磷光與Biacetyl壓力的變化。再一次將萘做為標準，算出受激發的分子經由系統間跨越到三重態的量子產率。量測得到2 Methyl Naphthalene的吸收截面為3134.5±300M-1cm-1、螢光量子產率為8.51±0.86%、系統間跨越到三重態的量子產率為85.66±12.96%，扣除上述途徑得內轉換到電子基態的量子產率為5.83±12.99%。最後用飛行時間質譜測量高、低振動能2 Methyl Naphthalene的比例，作為是否適合當作高振動能分子束的判斷依據。

第一章 序論
1.1.實驗動機 1
1.2.純熱分子偵測（pure hot molecule detection） 2
1.3.相關實驗技術 2
第二章 儀器設計
A.分子性質實驗 3
2.1.實驗腔體與內部裝設 3
2.1.1.腔體管臂(arm) 3
2.1.2.法蘭(flange)與鋁製腔體 5
2.2.管線配置與儀器裝設 7
2.2.1.管線配置 8
2.2.2.實驗裝設 9
B.交叉分子束部份 11
第三章 實驗分析與結果
A.分子性質實驗 14
3.1螢光生命期 14
3.1.1.實驗原理與操作 14
3.1.2.實驗結果與分析 14
3.2吸收係數 18
3.2.1.實驗原理與操作 18
3.2.2.實驗結果與分析 19
3.3.螢光產率 25
3.3.1.實驗原理與操作 25
3.3.2.實驗結果與分析 26
3.4.系統間跨越產率 31
3.4.1.實驗模型(steady state) 31
a. Biacetyl低壓區 34
b. Biacetyl高壓區 35
3.4.2.實驗模型(for pulse laser) 36
a. Biacetyl低壓區 38
b. Biacetyl高壓區 40
3.4.3.實驗操作 41
3.4.4.實驗結果與分析 42
B.交叉分子束部份
3.5.1.實驗操作 49
3.5.2.實驗結果與分析 50
第四章 結論 52
參考文獻及附錄 53

（1）S.Hassoon, I.Oref, C.Steel, J.Chem.Phys,89,1743
（2）J.M.Morgulis, S.S.Sapers, C.Steel, J.Chem.Phys,90,923
（3）A.Pashutski, I.Oref, J.Chem.Phys,92,178
（4）G.Lendvay, G.C.Schatz, J.Chem.Phys,94.8864
（5）V.Bernshtein, I.Oref, J.Chem.Phys,106,7080（1997）
（6）Chemistry Webbook, The National Institute of Standards and Technology (NIST),Gaithersburg, MD, http://webbook.nist.gov/chemistry/
（7）S.H.Jones, T.L.Brewer, J. Amer. Chem. Soc1 94:18 1 September 6,（1972）
（8）Hsu-Chen Hsu, Jia-Jia Lyu, Chen-Lin Liu, Cheng-Liang Huang,Chi-Kung Ni, J. Chem.Phcs,124,054301（2006）
（9）A.T.J.B.Eppink, D.H.Parker, Rev.Sci.Instrum,68.3477（1997）
（10）J.J.Lin, J.Zhou, W.Shui, K.Liu, Rev.Sci.Instrum,74,2495（2003）
（11）Chen-Lin Liu, Hsu-Chen Hsu, Jia-Jia Lyu,Chi-Kung Ni,J.Chem.Phys,124, 054302 （2006）
（12）J.C.Hsieh, C.S.Huang, E.C.Lim,J.Chem.Phys,60,4345
（13）M.Suto, X.Wang, J.Shan, L.C.Lee, J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transfer,48.79（1992）
（14）C.Reyle, P.Brechignac, Eur.Phys.J.D,8.205（2000）
（15）P.Avouris, W.M.Gelbart, M.A.El-Sayed, Chemical Review,77.793（1977）
（16）M.Stockburger, H.Gattermann, W.Klusmann, J. Chem.Phys,63.4529（1975）
（17）H.Gattermann, M Stockburger, J.Chem.Phys, 63.4541（1975）
（18）Kenichiro Nakamura, J.Chem.Phys,54.4160（1970）