過渡金屬氧化物和氫化物的光譜研究.pdf

1、3d過渡金屬化合物的光譜研究在天文物理，表面科學等領(lǐng)域有重要的意義。3d過渡金屬化合物的構(gòu)型和成鍵特性也是物理化學研究中非常關(guān)注的問題。本論文主要研究3d過渡金屬Co和Ni的氫化物和氧化物的激光誘導熒光(LIF)光譜。我們采用脈沖直流放電和超聲射流相結(jié)合的方法產(chǎn)生CoO，CoH和NiH的瞬態(tài)分子，利用激光誘導熒光技術(shù)，研究了這3種分子在若干波長范圍內(nèi)的激發(fā)光譜，并測量了每種分子不同上電子態(tài)在無碰撞條件下的壽命。對每個譜帶都做了振轉(zhuǎn)分析，

2、擬和得到了光譜常數(shù)，討論了相應(yīng)分子的結(jié)構(gòu)和成鍵問題。取得以下的主要研究成果： ·CoO分子的激光誘導熒光激發(fā)譜。 利用Co電極放電濺射出的Co原子與和O<,2/Ar混合氣體反應(yīng)產(chǎn)生CoO分子，研究了超聲射流條件下CoO在540-725 nm范圍的激光誘導熒光(LIF)激發(fā)譜，并測量了大部分的譜帶上能級無碰撞條件下的壽命。在光譜中共觀測到了95個譜帶，其中59個是新發(fā)現(xiàn)的譜帶。通過對譜帶的振轉(zhuǎn)分析，并結(jié)合上電子態(tài)的壽命信息

3、，標識了3個Ω=7/2-7/2躍遷帶系，C<'4>△<,7/2>-X<'4>△<,7/2>，E<'4>△<,7/2>-X<'4>△<,7/2>和F<'4>△<,7/2>-X<'4>△<,7/2>，其(0，0)帶分別位于13950cm<'-1>，15241cm<'-1>和15650cm<'-1>；一個Ω=9/2-7/2的躍遷帶系標識為D<'4>φ<,7/2>-X<'4>△<,7/2>，其(0，0)帶位于14609cm<'-1>。在所觀測到

4、的59個新譜帶中，標識了三個Ω'=5/2-X<'4> △<,7/2>的垂直躍遷帶系，[13.99]Ω′=5/2-X<'4>△<,7/2>(V′=0-6-v″=0)，[14.20]Ω′=5/2-X<'4>△<,7/2>(v'=0-6-v″=0)和[15.85]Ω′=5/2-X<'4>△<,7/2>(v′=0-4-v″=0)，(0，0)帶分別位于13998cm<'-1>，14202cm<'-1>和15858cm<'-1>。并討論了這3個帶系

5、上電子激發(fā)態(tài)可能的電子組態(tài)和構(gòu)型。 ·CoH分子的激光誘導熒光激發(fā)譜。 利用利用Co電極放電濺射出的Co原子與CH<,3>OH蒸汽反應(yīng)產(chǎn)生CoH分子，研究了CoH在530nm-730nm波長范圍內(nèi)的激光誘導熒光激發(fā)譜，觀測到了的9個躍遷譜帶，其中3個譜帶是新發(fā)現(xiàn)的。通過對譜帶結(jié)構(gòu)的振轉(zhuǎn)分析，結(jié)合上電子態(tài)的壽命信息對光譜進行了標識，其中5個位于13794cm<'-1>，15136cm<'-1>，16372cm<'-1>，1

6、7477cm<'-1>和18430cm<'-1>的Q=4-Ω″=4譜帶組成的振動序列歸屬到A′<'3>φ<,4>-X<'3>φ<,4>(v′=1-5-v″=0)躍遷，位于16002cm<'-1>的譜帶確認為是Q′=3-Q″=4的躍遷，位于14073cm<'-1>，15402cm<'-1>和17678 cm<'-1>的3個新觀測到的Q′=3-Q″=4譜帶被歸屬到一個新的躍遷D<'3>△<,3>-X<'3>φ<,4>(v′=1，2，4-v″

7、=0)，振動頻率約為1582 cm<'-1>，與理論計算的D態(tài)的能量和振動頻率等分子常數(shù)值基本相符。此外，還對CoH，CoF和Co<'+>低激發(fā)態(tài)的光譜做了類比和討論。·NiH分子的激光誘導熒光激發(fā)譜。利用Ni電極脈沖直流放電產(chǎn)生的Ni原子與CH<,3>OH蒸汽反應(yīng)產(chǎn)生NiH分子，研究了NiH在超聲射流條件的LIF激發(fā)譜，對15000-22000 cm<'-1>的30個譜帶進行了轉(zhuǎn)動分析，結(jié)合譜帶上電子態(tài)的壽命信息。標識了基態(tài)X<'2>

8、△<,5/2>(v″=0)到A，B，D，E，F(xiàn)，G和I電子態(tài)的7個躍遷帶系，其(0，0)帶依次位于15527cm<'-1>，15990cm<'-1>，16158cm<'-1>，16345cm<'-1>，17100cm<'-1>，18437cm<'-1>和17317cm<'-1>。得到這些電子態(tài)較為完整的包括精確的振動頻率，非諧性系數(shù)，轉(zhuǎn)動常數(shù)，平衡核間距等分子常數(shù)，首次報道了NiH19000-22000 cm<'-1>的光譜，在此范圍內(nèi)