团簇结构

团簇结构（共6篇）

团簇结构 篇1

0 引言

冷喷涂技术是指具有一定塑性的高速固态粒子与基体碰撞后,经过强烈的塑性变形而沉积形成涂层的方法,已广泛应用于机械制造、航天航空工业、造船、汽车工业、电子工业、仪器制造等领域。该技术能延长设备的使用寿命,大大降低维修费用及其由维修造成的停工损失,尤其对于大型设备如电厂汽轮机、化工厂压缩机、大型轮船等,并且还能作为维修手段对损坏的设备进行喷涂维修,进而得到比原零件更好的性能[1,2]。

喷涂粒子在基体上沉积形成涂层后会形成何种晶格结构的涂层是影响涂层质量的重要因素,本研究将运用分子动力学模拟方法,通过径向分布函数和局部晶序分析的方法来确定粒子沉积后形成何种晶格结构的涂层。

1 计算模型

模拟中将基体表面取为(001)面,坐标原点选在基体的中心,基体体积为16a0×16a0×8a0(a0=0.3615nm,为Cu的晶格常数),包含8192个Cu原子。基体为fcc结构,共16层。与(001)面平行的XY方向采用周期性边界条件,用于模拟赝无限靶。在模拟中表面5层原子采用NVE系综,下面10层原子采用Berendsen热浴法进行温度修正,模拟NVT系综,基体温度为300K。

本研究的模拟中有3种团簇Cu50、Cu331、Cu546,分别包含50、331、546个Cu原子。初始时刻按fcc分布。团簇的入射速度为300m/s、500m/s、700m/s、900m/s、1100m/s。团簇温度为300K。为防止团簇与基体在碰撞前就发生相互作用,在碰撞前团簇将被置于离基体足够远处。

本研究采用的是由R.A.Johnson提出的在Daw和Baskes基础上改进的分析型EAM势函数[3]。对于由N个原子组成的系统,系统的总势能Etot为:

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式中:Ф(rij)为距离为rij的原子之间的对势,Fi(ρi)为i原子镶嵌在电子云背景中的嵌入能,ρi为原子i处的电子密度。

模拟中时间步长取5fs。在团簇入射前,基体和团簇都经过了至少106步的弛豫。

2 分析方法

径向分布函数[4]是表征分子排布有序程度的函数,其定义为在一个分子的距离为r处出现另一个分子的几率与理想随机分布时几率的比值。其表达式为:

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式中:n(r)为在半径r到r+δr的球壳内的原子数,ρ0为理想晶体的原子数密度。

晶体与非晶体的径向分布函数曲线有较大区别。由于晶体远程有序,在径向分布函数上表现为近程和远程都有较多尖峰,且峰值较高;而非晶体的结构类似于液态结构,原子排列只是近程有序的,在远程没有呈现周期性,所以非晶体的径向分布函数是近程有较少尖峰,在远程没有尖峰。

径向分布函数只能从总体上对结构的有序与无序进行判断,不能分析原子短程排布的几何特点,为了克服此缺点,Honeycutt和Anderson在1987年提出了局部晶序分析方法[4]。根据这种方法,可以用4位数ijkl描述原子所属的状态:i表示2个原子构成1个键对,j表示与键对的2个原子都构成近邻原子的数目,k表示这些近邻原子之间也成键的数目;想唯一地表示某种结构,仅用前3位是不够的,所以对前3位数相同而结构不同的用l值表示。

根据局部晶序分析的表示方法,图1给出了液体、非晶态中存在的键对。例如,在液态或非晶态中,1551、1541、1431键对大量存在;fcc型晶体以1421键对为其特征键对;bcc型晶体以1661、1441键对为其特征键对;hcp型晶体以1422、1421键为特征键;而1201、1311、1301、1331等键对则反映原子近程排列的菱形对称特征。

3 结果与讨论

3.1 径向分布函数

以Cu331沉积过程中径向分布函数的变化来说明沉积前后团簇与基体晶格的变化,如图2所示。

0.005ps时团簇与基体还没有发生相互作用,所以团簇的径向分布函数曲线类似于液体,随着团簇包含原子数的增多,团簇的结构更加接近晶体,径向分布函数曲线上尖峰逐渐增多;1ps时团簇与基体已经发生碰撞,团簇的径向分布函数峰值减小或者缺少一些峰,基体的径向分布函数类似于碰撞前,只是一些峰的峰值稍微减弱;随着团簇与基体的碰撞结束,团簇沉积在基体上后,团簇的径向分布函数曲线增加了一些峰,说明团簇经过碰撞和弛豫后原子排列更规则,更接近于晶体结构,表明团簇原子在基体表面沉积后形成了与基体层类似结构的沉积层,而基体的径向分布函数曲线基本恢复到碰撞前的水平[5]。Cu50和Cu546沉积前后的径向分布函数也得到相似的结论。

3.2 局部晶序分析

以Cu331为例说明了不同速度的团簇在与基体碰撞沉积过程中键对的变化。

图3为Cu331团簇分别以300m/s、700m/s和1100m/s的初始速度与基体发生碰撞并在基体上沉积过程中团簇的键对变化。由于成键类型很多,只选择了其中具有代表性的4种键对,即fcc晶格的典型键对1421、bcc晶格的典型键对1441、原子近程分布的菱形对称特征典型键对1311、无序结构的典型键对1541。

由图3可以看出,初始状态的Cu331团簇中存在大量的1421键对和部分1311键对,而几乎不存在1541键对(图3(c)和(f)中,1311键对占16%,1441键对占0%,1421键对占70%,1541键对占0%),说明团簇开始时按类似fcc晶格结构排列。随着团簇以一定初始动能撞击到基体上,团簇的微观动能增加,团簇原子的迁移能力提高,所以在团簇与基体碰撞的时刻,标志有序的1421键对数量突然下降至最小值,而1311键对略有提高,1441键对变化很小,而标志无序状态的1541键对数量突然上升至最大值(图3(c)和(f)中,1311键对占26%,1441键对占0.0007%,1421键对占29%,1541键对占4%),表明在碰撞过程中团簇原子与基体表层原子开始相互挤压,团簇被挤压破坏失去晶格结构,所以团簇原子变得紊乱,产生了少量菱形对称分布的键对和大量无序的1541键对。碰撞结束后,部分基体表层原子与团簇原子形成外延层,而部分团簇原子进入基体发生替位,团簇原子慢慢又从无序状态回到有序状态,团簇恢复晶格结构,所以1421键对数量增多,而1541键对数量下降(图3(c)和(f)中,1311键对占27%,1441键对占0%,1421键对占58%,1541键对占0%)。Cu50和Cu546沉积前后也得到相似的结论。

4 结论

(1)根据径向分布函数分析可知,团簇经碰撞和弛豫后,其原子在基体表面形成了与基体层类似结构的沉积层。(2)团簇撞击基体并在基体上沉积的过程标志着fcc晶格结构的1421键对数量经历了先减少再增加的过程,而标志无序结构的1541键对数量则呈相反的变化趋势,表明团簇在碰撞过程中原子排列曾经变得紊乱。团簇沉积在基体上后,团簇原子排列逐渐规则并获得了接近fcc的晶格结构。

参考文献

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团簇结构 篇2

Au2、Y2和AuY小团簇分子结构与势能函数

在相对论有效原子实势(RECP)近似和密度泛函(B3LYP)方法基础上,选择LANL2DZ双ζ基组,计算了Au2、Y2和AuY小团簇分子基态的结构与势能函数,导出了光谱数据.研究结果表明:Au2、Y2和AuY小团簇分子基态分别为X1Σ+g、X1Σ+g和X1Σ,基态势能函数均可用Murrell-Sorbie函数来表达.

作 者：毛华平朱正和 MAO Hua-ping ZHU Zheng-he  作者单位：毛华平,MAO Hua-ping(重庆三峡学院,化学与环境工程系,重庆,万州,404000;四川大学,原子分子物理所,四川,成都,610065)

朱正和,ZHU Zheng-he(四川大学,原子分子物理所,四川,成都,610065)

刊 名：四川师范大学学报（自然科学版）  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF SICHUAN NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 30(4) 分类号：O561.1 关键词：有效原子实势   密度泛函   热能函数  

团簇结构 篇3

1 计算方法

先建构SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 混合团簇的各种可能构型, 采用密度泛函理论 (DFT) 中的B3LYP方法和6-31G (d) 基组, 对混合团簇的所有可能构型进行了优化, 得到相应团簇的基态结构, 最后对其性质做了较为详细的分析。

2 结果与讨论

2.1 SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇的稳定结构图1为SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇的基态结构;

图2 为SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态结构键角N-Si-N随尺寸n的变化曲线。

SiBN2为菱形双环平面结构, Si与另外的三个原子均成键, SiBN2+为非平面环形结构, 与SiBN2相比, Si的成键数减少, N-Si-N键角减小, 对称性降低, 能量增加。

SiBn-1Nn (2≤n≤6) 基态结构均为平面单环构型, 呈现C1的对称性, 能量随n的增加逐渐减小, 键角N-Si-N随n的增加总的趋势增大, 但n=4时, 与邻近团簇相比, 键角N-Si-N显示出局域极小值;SiBn-1Nn+ (2≤n≤6) 基态结构均为平面单环构型, 同样表现出C1的对称性, 能量随n的增加逐渐减小, 与所对应的SiBn-1Nn基态结构相比, 能量都有不同的增加, 但n=4时, 与邻近团簇相比, 键角N-Si-N显示出局域极大值, 但n=5时, 显示出局域极小值, 表明带电与否对团簇的构型影响很大。计算数值, 见表1。

2.2 SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态结构的能隙

能隙 (Homo-Lumo) 反映出了团簇间的相对稳定性, 能隙越大则团簇越稳定。表2给出了SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态结构最高占据轨道能、最低非占据轨道能以及能隙值, 图3是SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态结构的能隙随n的变化曲线。结论:对SiBn-1Nn团簇而言, 当n=3、5时, 能隙显示极大值, 表明对应的团簇具有较强的化学稳定性;对SiBn-1Nn+ 团簇而言, 当n=2、6时, 能隙显示极大值, 表明对应的团簇具有较强的化学稳定性;另外, SiBn-1Nn团簇的能隙远大于与之对应的离子团簇, 表明转化为离子团簇有助提高自身的化学活性。

2.3 SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态结构的电荷转移分析

Mulliken电荷布局计算结果表明:

SiBn-1Nn (n≤6) 团簇基态构型, Si 平均失去了0.5796~0.5113个电子而带正电荷, B平均失去了0.3244~0.3871个电子而带正电, N平均得到了0.3248~0.4687个电子而带负电, 表明SiBn-1Nn (n≤6) 团簇基态构型中Si—B 、B—N成具有离子性的共价键。

SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态构型, Si平均失去了0.7493~0.9270个电子而带正电荷, B平均失去了0.3817~0.5627个电子而带正电, N平均得到了0.2283~0.3973个电子而带负电, 表明SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态构型中Si—B 、B—N成具有离子性的共价键。

2.4 绝热电离势

绝热电离势是指优化后带正电的团簇与对应的中性团簇的能量差。

它的定义:

AIP = E (SiBn-1Nn+) - E0 (SiBn-1Nn)

研究结果 (数据见表1) :SiBn-1Nn (n≤6) 团簇, 当n=2时, 绝热电离势最大, 表明其离子形式实验上不容易得到; 当n=4时, 绝热电离势最小, 表明在实验上很容易得到它们的离子形式以致质谱中对应有较高的峰值。

3 结语

采用密度泛函理论 (DFT) 中的B3LYP/6-31G (d) 方法, 对SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 混合团簇的所有可能构型进行了优化, 得到相应团簇的基态结构, 最后对其性质做了较为详细的分析。结果表明: (1) 在SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇的基态结构中, SiBN2为菱形双环平面结构, SiBN2+为非平面环形结构, 其余均表现为平面单环结构;离子团簇与对应的中性团簇相比, 能量增加; (2) SiB3N4团簇键角N-Si-N, 与邻近团簇相比表现局域极小值, 而SiB3N4+团簇键角N-Si-N, 与邻近团簇相比表现局域极大值; (3) SiBn-1Nn转化为SiBn-1Nn+团簇有助提高自身的化学活性; (4) SiBn-1Nn和SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇基态构型中Si—B、B—N均成具有离子性的共价键。

摘要：采用密度泛函理论中B3LYP方法和6-31G (d) 基组, 对SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+ (n≤6) 团簇的所有可能构型进行了优化, 得到相应的基态单环结构, 进一步研究了基态结构的键角N-Si-N、绝热电离势、能隙、Mulliken电荷布局。

关键词：SiBn-1Nn及SiBn-1Nn+团簇,基态结构,能隙,Mulliken电荷布局

参考文献

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团簇结构 篇4

用密度泛函理论研究氨质子化团簇(NH3)nH+(n=1～8)的结构

运用Gaussian 03W程序中的密度泛函B3LYP方法,在6-31+G(d)基组水平上对氨质子化团簇(NH3)nH+(n=1～8)的可能的几何构型进行了结构优化,得到了该系列团簇的稳定结构及其对应的总能量.结果表明,氨质子化团簇的`稳定结构是质子与一个氨分子结合形成一个NH+4离子核,其它氨分子通过氢键作用形成氨链后与该离子核的四个氢以氢键结合形成的,它们之间的结合力均为中强氢键.另外,我们还利用能量的二阶差分理论对团簇的稳定性进行了研究,并计算了团簇的平均束缚能,发现随着团簇尺寸的增大,团簇的平均束缚能逐渐减小.

作 者：孙志青 孔祥和 刘存海 乔光 张良芳 张树东 SUN Zhi-Qing KONG Xiang-He LIU Cun-Hai QIAO Guang ZHANG Liang-Fang ZHANG Shu-Dong  作者单位：孙志青,孔祥和,刘存海,张良芳,张树东,SUN Zhi-Qing,KONG Xiang-He,LIU Cun-Hai,ZHANG Liang-Fang,ZHANG Shu-Dong(曲阜师范大学物理工程学院,曲阜,273165)

乔光,QIAO Guang(西华师范大学物理与电子信息学院,南充,637002)

刊 名：原子与分子物理学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS 年，卷(期)： 25(2) 分类号：O641 关键词：氨质子化团簇   氢键   B3LYP方法  

团簇结构 篇5

1 二元团簇Cu-Zr有序度分析

异类原子间强烈的交互作用是形成非晶合金的必要条件, 因此在非晶合金结构中会出现异类配位的化学短程有序。Chen和Sadoc 等人[4,5]对Zr-Cu 二元非晶合金的结构进行了分析, 结果表明在Cu 含量大于50% (质量分数) 的非晶合金中出现了较强烈的化学短程序。

对于Cu-Zr二元团簇来讲, 由于Cu-Zr 原子之间具有大的负混合焓 (-23kJ/mol) , 有利于Cu-Zr 原子优先结合, 采用团簇结构中异类原子的配位数 (DAC) 来衡量团簇结构的化学短程有序度。在此, 本研究采用一个综合的参数RDAC来表征团簇异类配位数的特征, RDAC用 (1) 式表述:

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RDAC0为团簇中心原子与最近邻壳层不相似原子的配位数和团簇总配位数的比值;RDAC1为最近邻壳层上的异类原子对数目与该壳层上的总原子配位对之间的比值。对于某一团簇Ax+1BCN-x (以A原子为心) 而言分别表示为 (2) , (3) 式:

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式中:x为第一壳层上的A 原子数;CN为配位数 (第一壳层上的原子数) ;y为最近邻壳层上异类原子对的数目;E为最近邻壳层上所有的原子对数目 (棱边数) 。RDAC0值增大大, RDAC1 值减小, RDAC值就会增大, 这样就会有利于在团簇内部形成强有序而团簇之间形成无序密堆的排列方式, 从而形成的非晶合金具有高度无序密堆结构。 表1中列出了两种Cu-Zr二元团簇的RDAC0, RDAC1和RDAC值。

2 实验

2.1 样品制备及分析

在纯氩气保护下, 将纯度为Cu99.99%, Zr 99.9%, Al99.999%的块状金属按照所需原子配比, 用电弧熔炼方法制备高纯的母合金铸锭。在铜坩锅中多次熔炼母合金, 使其成分完全均匀化;在此基础上, 应用铜模吸铸法在高真空下制备直径为3mm (长为10mm) , 基础结构单元分别为二十面体团簇结构和附半八面体的阿基米德反棱柱团簇结构的块体非晶合金Cu58.1Zr35.9Al6和Cu54Zr42.5Al3.5。其外表面呈现出非晶材料特有的光亮如镜的特征, 试样经打磨抛光使其上下表面相互平行。利用SHIMADZU XRD-6000X射线衍射仪 (XRD) (Cu Kα辐射, λ=0.15406nm) 对合金棒进行物相鉴定, 以确定样品从芯部到边缘是否为单一的非晶相。进行DSC及DTA热分析, 研究了块体非晶合金的玻璃形成能力。

2.2 非晶合金超声测量系统

实验采用水浸聚焦方法, 所用超声测量系统如图1所示。该套超声信号测试系统以计算机为中心, 应用数据采集及传感器相结合的方式, 最大限度完成超声信号测试全过程。利用中心频率为2.5MHz的平凹面型水浸点聚焦探头接收来自研究对象反射的未经检波处理的连续的模拟超声回波信号, 通过Masterscan340进行波形观察, 利用频率为100MHz 采样系统将其转换成离散数字信号, 显示在TDS-2012型示波器上并通过RS-232接口将采样信号输入微型计算机, 同时保存为数据文件以供后期的数据分析之用。

3 实验结果与讨论

3.1 两种非晶合金XRD测试及分析结果

非晶合金Cu54Zr42.5Al3.5和Cu58.1Zr35.9Al6的X射线衍射图谱如图2所示。从衍射图谱上可以看到:除了40°上有一个弥散的非晶峰以外不存在X射线衍射可以探测到的晶化峰, 证明该样品是完全的非晶组织。

3.2 两个团簇结构合金热分析结果

非晶合金Cu54Zr42.5Al3.5, Cu58.1Zr35.9Al6的热力学参数如表1所示。热分析曲线如图3和4所示, 图中标出了合金的玻璃转变温度 (Tg) , 晶化开始温度 (Tx) , 熔化开始温度 (Tm) 及熔化终了温度 (Tl) 。

多组元块体非晶合金的玻璃形成能力 (GFA) 是指合金熔体在连续冷却过程中不发生结晶而直接得到非晶态的能力。它反应了组元原子之间结合能、原子尺寸等因素的综合作用。大量的实验结果表明描述合金玻璃形成能力的参数和指标中, 约化玻璃转变温度Trg (Trg=Tg/Tm) 能够很好地表征合金的玻璃形成能力。Lu[7]等对某些具有强玻璃形成能力的合金进行了研究, 发现Tg/Tl比Tg/Tm更能体现非晶合金的玻璃形成能力。由热分析数据 (表2) 可以看出两种合金的Tg/Tl差异大于Tg/Tm, 对于本工作研究的Cu基非晶合金而言, 采用Tg/Tl表征合金的玻璃形成能力。表明两种团簇结构非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力变化规律为:Cu54Zr42.5Al3.5

3.3 两种团簇结构合金弹性模量的测定

材料的杨氏弹性模量 (E) 、剪切模量 (G) 与体积模量 (K) 作为表征材料力学性能指标的重要参数之一, 反映了材料内部原子结合力的大小。根据经典的弹性力学理论, 各向同性固体材料只有两个独立弹性常数C11和C44, 其中C11 = ρVl2, C44 = ρVs2。即由纵波及横波声速就可以确定这两个弹性常数, 则材料的力学性能指标可根据以下关系式完全确定[6]。

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其中:vl, vs分别表示纵波声速, 横波声速。

本研究利用水浸聚焦法测得了不同成分含量合金的纵波及横波声速, 并利用阿基米德定律测得了合金的密度, 如表3所示。

如表3所示, 其泊松比及弹性模量值均较大, 接近于金属材料。这表明Cu基块体非晶合金虽然不具有有序的长程结构, 但仍保留了金属材料的短程有序, 表现出了金属材料所具有的良好的弹性性能及延展性[8,9]。对于两种合金而言, 其弹性模量的变化规律为Cu54Zr42.5Al3.5Cu58.1Zr35.9Al6。从这个用于表征固体的压缩形变和切变的比值泊松比σ的差异来看, Cu54Zr42.5Al3.5的韧性接近于Cu58.1Zr35.9Al6。

分析认为弹性性能的变化与非晶合金的团簇结构的化学有序度的差异是密切相关的。对于Cu-Zr二元团簇来讲, 由于Cu-Zr 原子之间具有大的负混合焓 (-23kJ/mol) , 有利于Cu-Zr 原子优先结合, 本研究采用团簇结构中异类原子的配位数 (DAC) 来衡量团簇结构的化学短程有序度。本研究采用了三个参数RDAC0, RDAC1及RDAC来表征团簇结构Cu8Zr5和Cu6Zr5的团簇特征。由表1可知, 相对于Cu6Zr5, 尽管团簇Cu8Zr5的RDAC0 值与 RDAC1值均较小, 但其RDAC值较大。鉴于三个参数特殊的物理意义, 所以团簇Cu8Zr5比Cu6Zr5具有更显著的团簇内部强有序而团簇之间无序密堆的排列方式, 即非晶合金Cu58.1Zr35.9Al6具有更稳定的局域团簇结构, 这正好说明了弹性性能分析的结果, 非晶合金的弹性模量变化规律:Cu58.1Zr35.9Al6>Cu54Zr42.5Al3.5 (如表3所示) 。

4 结论

(1) 利用水浸聚焦法可测得小直径样品的声速, 声速及由此得到的弹性模量呈现的变化规律为:

Cu58.1Zr35.9Al6 >u54Zr42.5Al3.5。

(2) 非晶合金的弹性性能与其玻璃形成能力及热稳定性的变化规律是一致的。

(3) 团簇Cu8Zr5比Cu6Zr5更具有团簇内部强有序而团簇之间无序密堆的排列方式, 即对应着更稳定的局域团簇结构。

(4) 弹性性能同非晶合金的微结构存在着密切关系, 同局部团簇结构的稳定性成一致的变化规律。

参考文献

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团簇结构 篇6

研究过渡金属与有机分子的反应可以了解金属在反应中的催化活性。因此金属与有机分子反应的实验研究日益引起人们的关注。金属钴是一种常见的催化材料。甲醇是一种重要的化工基础原料,在许多碳氢化合物的合成分解过程充当中间体。有关金属与有机分子团簇的反应多见报道[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]。激光溅射能够简便的产生金属离子,且包括大量的高激发态的原子、电子,极易与有机分子反应。Kaya等最先用激光溅射分子束技术对镍等离子体与甲醇团簇的反应进行了研究,对金属甲醇缔合物团簇Ni+(CH3OH)n的形成机理了进行解释[11,12]。付鹏、唐晓闩等通过激光溅射分子束技术对钴离子和甲醇团簇的反应进行了研究,对产物离子随能量和延时变化进行了解释[13]。张树东、孔祥和等通过激光溅射分子束技术对Mg离子与甲醇团簇的反应进行了研究,其中阐述了激光延时对离子信号的影响[14]。但是,有关Co离子与氘代甲醇团簇的反应研究并不多见,而研究这些过程有助于理解其催化作用及选择反应的化学本质。

本文利用激光溅射分子束方法,结合反射式飞行时间质谱,在低能量下对Co+与氘代甲醇团簇在气相中的反应进行了研究,得到了D+(CD3OD)n、Co+(CD3OD)n等稳定的团簇离子,得出了产物离子随激光能量和激光延时的变化特点。

1 钴离子与氘代甲醇团簇的反应

在钴离子与氘代甲醇的反应中,我们主要发现了D+(CD3OD)n、Co+(CD3OD)n两个系列的团簇,峰值信号Co+(CD3OD)5。Co+(CD3OD)n系列团簇是主要产物,其中n=5时强度最强,团簇尺寸的最大值是n=8。

在实验中,激光(355nm)是通过透镜聚焦于钴靶上,产生的等离子体中含有Co+、高激发态电子和热原子,其与氘代甲醇团簇进一步反应产生了上述两种系列的团簇离子。

团簇离子Co+(CD3OD)5是通过等离子体中具有一定能量的Co+与氘代甲醇团簇碰撞,然后再脱去一个或多个氘代甲醇分子生成的。

团簇离子D+(CD3OD)n,它可能是等离子体中的高激发态电子与团簇碰撞形成的。Kaya等人通过在电离区对甲醇团簇进行电子轰击电离的手段观察到了D+(CD3OD)n[11,12]。

1.1 激光能量对产物离子的影响

图2是通过改变激光的能量后得到的质谱图,从图中可以看出:当激光能量增加时,产物离子的峰值信号变小,激光能量增加导致溅射产生的金属离子与电子具有更高的能量,离子及团簇之间的碰撞更加激烈,结果将使离子产物进一步分解,发生信号前移的现象[13]。

1.2 激光延时对产物离子的影响

图3是我们改变激光延时得到的质谱图,得到团簇随延时的变化情况,在脉冲分子束的中段产生的离子的信号较强,在分子束的前段和后段,产生的离子信号强度较弱。在分子束的形成过程中,前段和后段不够稳定,不利于团簇的形成,因此出现中段信号较强的现象。

2 结论