Alkali-helium snowball complexes formed on helium nanodroplets
我们系统地研究了氦纳米液滴束缚的小碱金属团簇的飞秒光电离所形成的雪球的形成和稳定性。对于所有研究的碱金属物种Ak=(Na,K,Rb,Cs),当多次掺杂液滴时,我们观察到雪球(AkHe_N)^+的形成。团簇Ak_N在电离时的碎裂似乎增强了雪球的形成。在Na和Cs的情况下,我们还检测到围绕Ak二聚体离子形成的雪球(Ak_2He_N)^+。虽然Na和K的滚雪球过程限于少于11个氦原子,但较重的Rb和Cs原子的分布范围很广,至少可以达到(AkHe_41)^+。基于变分蒙特卡罗模拟,我们发现铯掺杂氦液滴质谱中的特征阶跃位置与Ak^+离子周围氦原子第一壳层闭合的预测一致。
2009-02-26 cond-mat.other physics.atm-clus
Desorption of alkali atoms from 4He nanodroplets
在实验和理论的联合研究中,研究了位于氦纳米液滴表面的Na和Li原子的光激发动力学。光电子能谱学揭示了碱金属原子通过(n+1)-> ns跃迁的激发导致这些原子的脱附。由离子成像确定的解吸原子的平均动能显示出对激发频率的线性依赖性。这些实验结果进行了分析,结合Bohmian动力学描述的解吸原子的氦液滴的三维,随时间变化的密度泛函方法。这种混合方法再现了关键的实验观测。通过比较6Li和7 Li同位素的观测结果,讨论了观测值对杂质质量的依赖关系。计算结果表明,激发碱原子的解吸是伴随着高度非线性密度波的氦液滴,以超音速传播的创建。
2012-01-15 cond-mat.other physics.atm-clus
Charge-exchange dominates long-range interatomic Coulombic decay of excited metal-doped He nanodroplets
当主团簇受到共振激发时,附着在稀有气体团簇上的原子和分子通过传统上称为“潘宁电离”的原子间自电离过程被电离。在这里,我们分析了这个过程中的光的原子间库仑衰变(ICD)机制,其中通常包含一个贡献,在短原子间距离的电荷交换,和一个虚拟的光子转移在大的原子间距离。对于氦(He)纳米液滴掺杂碱金属原子(Li,Rb),我们表明,长程和短程的原子间自电离的贡献,可以清楚地区分通过检测电子和离子的重合。令人惊讶的是,从头计算表明,即使对于在距离纳米液滴表面很大距离处的凹坑中漂浮的碱金属原子,自电离在很大程度上由电荷交换ICD主导。此外,测量的电子光谱表明液滴的超快内部弛豫主要进入1s2s 1^S态,部分进入亚稳态1s2s 3^S态。
2019-10-14 physics.atm-clus
Quantum-State-Sensitive Detection of Alkali Dimers on Helium Nanodroplets by Laser-Induced Coulomb Explosion
氦纳米液滴表面的铷二聚体被强飞秒激光脉冲双重电离,分裂成一对$\mathrm{Rb^+}$离子。我们发现,$\mathrm{Rb^+}$碎片离子的动能可以用来识别在X $^1Σ_{\mathrm{g}}^+$基态或在最低的三重态,一个$^3Σ_{\mathrm{u}}^+$形成的二聚体。从实验中,我们估计作为平均液滴尺寸的函数的a和X状态中的二聚体的丰度比,并找到4:1和5:1之间的值。我们的技术一般适用于碱金属原子的二聚体和三聚体,这里也证明了$\mathrm{Li_2}$,$\mathrm{Na_2}$,和$\mathrm{K_2}$,并将使fs时间分辨测量其旋转和振动动力学,可能与原子结构的分辨率。
2022-03-05 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.optics
Time-resolved Coulomb explosion imaging of vibrational wave packets in alkali dimers on helium nanodroplets
本研究通过时间分辨库仑爆炸成像,观测了氦纳米液滴上K2和Rb2振动波包的周期性振荡,揭示了其振动基态和第一激发态组成及振幅衰减机制。
2024-11-29 physics.atm-clus
Core repulsion effects in alkali trimers
本文与国际理论化学物理学会第六届代表大会(ISTCP-VI,2008年7月)期间举行的相干控制与超冷化学研讨会上的演讲有关。演讲题目为“碱金属二聚体和三聚体的电子结构性质”。超冷分子排列的前景”。在这里,我们报告的离子核心在短距离的静电斥力,涉及时的势能面的碱三聚体的计算与量子化学方法的基础上有效的大核心电位的离子核心的描述。我们证明了三原子分子中的这种力可以作为三个成对项的和来获得。我们说明了我们的最低电子态的Cs $_3$,这是第一次计算内的一个完整的配置相互作用的基础上,一个大的高斯基组的结果。作为一个初步的部分,我们还提出了一个简短的介绍碱性三聚体系统的重要性,在冷和超冷分子的背景下。
2009-02-17 physics.atm-clus physics.chem-ph
Laser-induced Coulomb Explosion Imaging of Alkali Dimers on Helium Nanodroplets
碱金属二聚体,$\mathrm{Ak}_2$,驻留在表面上的He nanodrops的双电离,由于从一个强烈的,50-fs的激光脉冲的多光子吸收,导致分裂成一对碱金属阳离子。基于测量的$\mathrm{Ak}^+$碎片离子的动能分布$P(E_{\text{kin}})$,我们通过$\mathrm{Ak}_2^{2+}$势曲线反演核间距分布$P(R)$。获得了$\mathrm{{Na}_2}$、$\mathrm{K}_2$、$\mathrm{Rb}_2$和$\mathrm{Cs}_2$在1 $^1Σ_{g}^+$基态和最低三重态1 $^3Σ_{u}^+$下的结果,以及$\mathrm{Li}_2$在1 $^3Σ_{u}^+$态下的结果。对于$\mathrm{Li}_2$、$\mathrm{K}_2$和$\mathrm{Rb}_2$,测得的$P(R)$的中心接近1 $^1Σ_{g}^+$和1 $^3Σ_{u}^+$态振动基态的波函数$Ψ(R)$的中心,而对于$\mathrm{{Na}_2}$和$\mathrm{{Cs}_2}$,观察到小的位移.对于所有的$\mathrm{{Ak}_2}$,测量的$P(R)$的宽度比$|Ψ(R)|^2$宽2-4倍。我们讨论了多光子电离中的共振效应以及$\mathrm{Ak}^+$离子与He液滴相互作用引起的$P(R)$与$|Ψ(R)|^2$的偏离。尽管有…
2022-12-07 physics.atm-clus physics.atom-ph
Desorption Dynamics of Rb_2 Molecules off the Surface of Helium Nanodroplets
利用纳秒和飞秒离子成像光谱技术研究了激光激发下铷二聚体(Rb_2)从氦纳米液滴表面脱附的动力学过程。与碱金属原子类似,我们发现Rb_2的脱附过程类似于双原子分子的解离。然而,被探测到的Rb_2^+离子的角分布和能量分布似乎都是由Rb_2分子内的自由度决定的,而不是由Rb_2He_N络合物的自由度决定的。发现Rb ^+的抽运-探测动力学比Rb^+慢,说明激发态分子的有效宾主排斥比单原子弱。
2016-08-23 physics.atm-clus
Laser-induced Coulomb explosion of heteronuclear alkali dimers on helium nanodroplets
本文利用符合过滤方法从同核与异核碱金属二聚体混合物的库仑爆炸信号中分离出异核二聚体的动能分布,并据此确定核间距分布,以 LiK 和 NaK 为例验证了方法有效性。
2024-01-17 physics.atm-clus physics.atom-ph
Time-resolved solvation of alkali ions in superfluid helium nanodroplets: Theoretical simulation of a pump-probe study
本文用含时密度泛函理论模拟碱金属离子在超流氦纳米液滴中的泵浦-探测溶剂化过程,证实前五个He原子结合的泊松模型,并揭示初始溶剂化结构不稳定、仅靠周围氦溶剂稳定,且能量弛豫时间显著长于实验值。
2025-07-19 physics.atm-clus physics.chem-ph
Probing the presence and absence of metal-fullerene electron transfer reactions in helium nanodroplets by deflection measurements
金属-富勒烯化合物的特征在于显著的电子转移到富勒烯笼,产生电偶极矩。我们使用静电束偏转的方法,以验证是否发生这种反应的超流氦nanodroads之间的嵌入式C $_{60}$分子和碱金属(疏日)或稀土(亲日)原子。这两种情况导致了明显不同的结果:C $_{60}$ Na $_n$($n$ =1-4)没有可辨别的偶极矩,而C $_{60}$ Yb是强极性的。这表明,富勒烯和小的碱金属簇未能形成一个电荷转移键的氦矩阵,尽管他们强大的范德华吸引力。另一方面,C $_{60}$ Yb偶极矩与离子络合物的预期值一致。
2022-04-25 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.chem-ph
Direct detection of polar structure formation in helium nanodroplets by beam deflection measurements
长程分子间力能够将浸没在超流氦纳米液滴中的极性分子引导成高度极性的亚稳态构型。我们证明,这种特殊结构的存在下,可以识别,在一个直接和确定的方式,通过静电偏转的掺杂纳米液滴束。测量还确定了结构的电偶极矩。因此,介绍的方法是补充低温分子组装反应的光谱研究。这是由于在冷的超流基质中,分子偶极子几乎完全被施加的电场定向。结果,大量的(数万个氦原子)纳米液滴发生了显著的偏转。该方法在这里示出的二甲基亚砜(DMSO)分子的二聚体和三聚体的应用程序。我们用从头算理论解释了实验结果,绘制了DMSO配合物的势能面,并模拟了它们的低温聚集动力学。
2019-09-14 physics.atm-clus physics.chem-ph
Minimum sizes for the submersion of alkali clusters into liquid helium
碱金属原子不能稳定地嵌入液氦-4中,这是因为原子间吸引势不能克服s电子的短程泡利排斥和周围气泡的表面张力代价。类似地,小的碱金属复合物位于氦纳米滴的表面而不是内部。然而,随着金属团簇尺寸的增加,其对氦基质的范德华吸引力比排斥能增长得更快,并且在一定尺寸以上,它应该有利于团簇在液体中扩散。基于对相关能量项的评估,我们描述了气泡尺寸并估计了临界浸没尺寸。在氦-4中,后者的范围从Li_N和Na_N的N~20到Rb_N的N>100,在氦-3中,后者的范围从Li_N和Na_N的N~5到Cs_N的N~20。这些结果进行了讨论的背景下,纳米液滴拿起实验与碱金属原子
2009-11-17 cond-mat.mes-hall physics.atm-clus physics.chem-ph
Magnetic deflection of high-spin sodium dimers formed on helium nanodroplets
该研究通过测量掺钠氦纳米液滴束的 Stern-Gerlach 磁偏转,证实液滴表面存在丰富的高磁矩自旋三重态钠二聚体,且其电子自旋可被外磁场完全取向。
2025-05-15 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Stern-Gerlach deflection of cryogenically cold polyatomic molecules in superfluid nanodroplets
本研究通过测量掺杂高自旋FeCl2和CoCl2的超流氦纳米液滴的束流偏转,实现了在极低温下定量测定分子与团簇的磁矩,并揭示了其反铁磁序及自旋弛豫机制。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atm-clus
Nonadiabatic laser-induced alignment dynamics of alkali dimers on the surface of a helium droplet
该研究结合飞秒库仑爆炸探测与含有效平均场势的转动薛定谔模拟,揭示氦纳米液滴表面 Na₂、K₂、Rb₂ 的非绝热激光排列及复现动力学。
2025-02-20 physics.atm-clus