JoVE Journal > Chemistry
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
화학

Photoelectron הדמיה של אניונים מאויר על ידי ניתוק 310 ננומטר F−

Published: July 27, 2018
doi:
10.3791/57989
, , ,
1Department of Chemistry,Washington University in St. Louis

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול עבור photoelectron הדמיה של מינים anionic. אניונים שנוצר באופן vacuo ומופרדים באמצעות ספקטרומטר מסה הם ובחן באמצעות photoelectron מהירות מיפוי imaging, מתן פרטים של אניון, רמות אנרגיה נייטרלית, אניון ומבנה נייטרלי, אופי המדינה אלקטרונית אניון.

Abstract

אניון photoelectron הדמיה היא שיטה יעילה מאוד עבור המחקר של הברית אנרגיה של יונים שליליים מאוגד, מינים נייטרלי, אינטראקציות של אלקטרונים לא מאוגד עם מולקולות נייטרלים/אטומים. המדינה-of-the-art, vacuo אניון דור לאפשר ליישום במגוון רחב של אטומית, מולקולרית, וטכניקות של אשכול אניון מערכות. אלה מופרדים, שנבחר באמצעות ספקטרומטר מסה זמן-של-טיסה. אלקטרונים יוסרו על ידי פוטונים מקוטב לינארית (צילום ניתוק) שימוש במקורות לייזר שולחני המספקות גישה מוכן עירור האנרגיות של אינפרא-האדום כדי אולטרה סגול ליד. מזהה את photoelectrons עם מהירות מיפוי הדמיה עדשה והמיקום גלאי רגיש אומר כי, עקרונית, כל photoelectron מגיע הגלאי, היעילות זיהוי אחיד עבור כל האנרגיות. ספקטרה photoelectron שחולצו מן הדימויים באמצעות שחזור מתמטית באמצעות ההופכי הבל טרנספורמציה לחשוף פרטים של ההתפלגות המדינה אנרגיה פנימית אניון, הברית באנרגיה הנובעת נייטרלי. -האלקטרונים נמוכה אנרגיה קינטית, רזולוציה טיפוסי מספיקה לחשוף את רמת האנרגיה הבדלי גודל כמה millielectron-וולט, קרי, רמות הרטט שונות עבור מינים מולקולרי או ספין-אורביט פיצול בתוך האטומים. Photoelectron הפצות זוויתי מופק ההופכי הבל טרנספורמציה מייצגים את החתימות של אורביטל אלקטרון מאוגד, ומאפשר יותר מפורט, בדיקה של מבנה אלקטרונית. ספקטרום של הפצות זוויתי לקודד גם פרטים של אינטראקציות בין האלקטרון יוצא המין נייטרלי שיורית לאחר עירור. הטכניקה מודגם על-ידי היישום אניון אטומית (F−), אך באפשרותך גם להחיל אותה על המידה של ספקטרוסקופיה מולקולרית אניון, לימוד נמוך שקרן מגנטיים אניון (כחלופה פיזור ניסויים) בפמטושניות ( fs) זמן לפתור מחקרים על התפתחות דינמית אניונים.

Introduction

אניון photoelectron הדמיה1 הוא וריאציה על ספקטרוסקופיה photoelectron ומייצג של מבנה האטום/מולקולרי אלקטרונית מכשיר בדיקה רב עוצמה והגומלין שבין האלקטרונים ומינים נייטרלי. המידע הנקלט הוא חיוני בפיתוח להבנת מאוגד והשלמת (אלקטרון-מולקולה פיזור מגנטיים) שלילי, הפתח הברית הפחתת כימית, תהליכי ניתוק קובץ מצורף, יון מולקולה, יון מדינות אינטראקציות. יתר על כן, התוצאות לספק בדיקות חיוניות של גבוהה ברמת ab initio שיטות תיאורטיות, במיוחד אלה מתוכנן להתמודד עם מאוד בקורלציה מערכות ו/או הברית הלא-נייחים.

הטכניקה משלב ייצור יון, ספקטרומטר מסה, חלקיקים טעונים הדמיה מבנה4 כדי ברגישות בדיקה אלקטרונית (וגם מולקולות קטנות, הרטט)3,2,. עבודה עם מינים anionic מאפשר טוב סלקטיביות המונית באמצעות שעת הטיסה ספקטרומטר מסה (תוף-MS). גלוי בסמוך אולטרה סגול (UV) פוטונים הם אנרגטיים מספיק כדי להסיר את אלקטרון עודף, ומאפשר שימוש מקורות לייזר בראש הטבלה. יתרון נוסף של השימוש אניונים היא היכולת photoexcite הנמוכים, לא יציב anionic הברית אשר מייצגים אנרגיה משטרים בהם אלקטרונים של אטומים/מולקולות נייטרלים חריפה אינטראקציה. השימוש של הדמיה מהירות ממופות5 (VMI) מעניקה יעילות זיהוי אחיד, אפילו על אנרגיות נמוכות אלקטרון, מפקח על כל photoelectrons בשניה, במקביל מגלה על הגודל והכיוון של המהירויות שלהם.

תוצאות ניסויית אינן תמונות photoelectron אשר מכילים photoelectron ספקטרה (פרטים של האב אניון אנרגיה פנימית הפצות) ואת האנרגיות של מצבים פנימיים נייטרלי הבת הפצות זוויתי photoelectron (הקשורים אלקטרון מסלולית לפני הניתוק). יישום מעניין במיוחד של הטכניקה נמצא במחקרים fs זמן לפתור. פולס לייזר מרביים הראשונית (משאבה) מרגש למצב אלקטרונית אניון דיסוציאטיבית, שנייה חנותם מושהית מרביים הדופק (גשושית) ואז לניתוק אלקטרונים אניון נרגש. השליטה של הפרש הזמנים משאבת-בדיקה מלווה את התפתחות הברית האנרגיה של המערכת ואת האופי המשתנה של המסלולים של המערכת ציר הזמן של תנועה אטומית. דוגמאות כוללות הפוטוליזה של אני2− ו interhalogen מינים6,7,8,9, פיצול ו/או של אלקטרון מלון אחר אני−·uracil 10,11,12,13, אני−·thymine13,14, אני ·adenine−15, אני−·nitromethane16, בת 17 . ואת−·acetonitrile17 אשכול אניונים, הגילוי של ציר הזמן עד כה ארוכה באופן בלתי צפוי לייצור Cu− אטומי אניונים לאחר photoexcitation של CuO2− 18.

איור 1 מציג את אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס (WUSTL) אניון photoelectron הדמיה ספקטרומטר19. המכשיר מורכב משלושה אזורים שאוב באופן שונה. יונים מיוצרים בבית הבליעה מקור אשר פועלת, בלחץ של 10−5 טנדר של גוה של ומכיל הפרשות יון מקור20, וצלחת יון אלקטרוסטטית החילוץ. יונים מופרדים על-ידי המסה ווילי-מקלארן תוף-MS21 (הלחץ בצינור-תוף הוא 10−8 טנדר של גוה של). זיהוי יון, בודק מתקיים באזור זיהוי (לחץ של 10−9 טנדר של גוה של) אשר מכיל עדשות VMI5 וגלאי חלקיקים טעונים. הרכיבים העיקריים של המכשיר מומחשים סכמטי איור 1b כאשר האזור המוצלל מייצג כל הרכיבים המוכלים בתוך מערכת ואקום. גז מוחדרים דרך הצינור פעמו השחרור. כדי לאזן את הלחץ כניסת גבוהה, תא המקור נשמר תחת ואקום באמצעות משאבת דיפוזיה על בסיס שמן. אזור פריקה מומחש באופן מפורט יותר דמות 2a. הפרש הפוטנציאלים גבוהה מוחל בין האלקטרודות, אשר הם מבודדים מפניו של הצינור על ידי סדרה של מפרידי טפלון. למעשה, טפלון משמש כמקור של אטומי פלואור לקבלת תוצאות מאוחר יותר.

השחרור מייצר תערובת של אניונים, קטיונים מינים נייטרלי. הצלחת החילוץ יון, יון האצת מחסנית, פוטנציאל המתג ו microchannel צלחת (MCP) גלאי (איור 1b) יוצרים את 2 מ’ ארוך יונים תוף-גב’ ויילי של מקלארן מופקים על-ידי היישום של דופק מתח (שלילי) לצלחת החילוץ יון, ואז הם מואץ יונים כל האנרגיה הקינטית. וריאציה של עוצמת הדופק החילוץ מתמקדת את זמן הגעתכם העדשה VMI בזמן העדשה einzel מפחית את חתך המרחבי של קרן יון. אניונים הם מחדש הפניה לקרקע באמצעות פוטנציאל מתג22, העיתוי של אשר משמש מבדיל המוני. הבחירה אניון מושגת על-ידי סינכרון הגעתו של דופק פוטון uv גלוי בסמוך עם שעת ההגעה אניון תוך העדשה VMI. האזורים הפרדה וזיהוי של יון להשתמש turbopumps ללא שמן כדי להגן הגלאי הדמיה.

אניונים ופוטונים אינטראקציה לייצר photoelectrons בכל מרחבי נפח המוצק שטיינמץ, המייצג את החפיפה בין הקורות יון ולייזר. העדשה VMI (איור 2b) מורכב שלוש אלקטרודות פתוח, שמטרתו היא להבטיח כי כל photoelectrons להגיע הגלאי חלוקת החלל מומנטום photoelectrons נשמרת. כדי להשיג זאת, מתחים שונים מוחלים extractor ו repeller ב כך, ללא קשר מרחבי נקודת המוצא, אלקטרונים עם וקטור מהירות התחלתית זהה מזוהים באותה הנקודה על הגלאי. הגלאי מורכב קבוצת MCPs מתאימים שברון אשר לשמש מכפילי אלקטרון. לכל ערוץ יש קוטר הסדר מיקרונים אחדים, לוקליזציה של הרווח ולשמר את מיקום המגע הראשוני. מסך פוספור מאחורי MCPs מציין המיקום באמצעות הדופק אלקטרון מוגבר כמו הבזק של אור אשר נרשם באמצעות מצלמה בשילוב התקן (CCD) של תשלום.

תזמון והמשך הפולסים מתח שונים הנדרשים נשלטים באמצעות זוג גנרטורים עיכוב דיגיטלי (DDG, איור 3). הניסוי כולו הוא חזר על בסיס ניסיון על ידי זריקה עם קצב החזרה של 10 הרץ. כל זריקה, מספר יונים של פוטונים אינטראקציה בהפקת אירועים מספר זיהוי לכל מסגרת המצלמה. מספר מסגרות אלף צבר לתמונה. במרכז התמונה מייצג מקור רווח מומנטום, ומכאן המרחק מהמרכז (r) הוא יחסי למהירות של אלקטרון. זווית θ באמצעות, (יחסית לכיוון קיטוב פוטון) מייצג את הכיוון של המהירות של אלקטרון. תמונה מכילה את ההפצה של זיהוי האירוע צפיפות. לפיכך, גם ניתן לצפות כמייצג את צפיפות ההסתברות לגילוי (בכל רגע נתון) של אלקטרון. מפעיל את הפרשנות נולד של פונקציית הגל (ψ) תמונה מייצגת | ψ | 2 עבור photoelectron23.

צפיפות ההסתברות אלקטרון 3D הוא cylindrically סימטרי על קיטוב של וקטור חשמלי (חדוהp) של הקרינה עם ערבול הסוגר של מידע. שחזור של ההפצה המקורית מושגת מתמטית24,25,26,27. התפלגות רדיאלי (של אלקטרונים) בבניה מחדש הוא הספקטרום photoelectron תחום של תנע (מהירות) אשר מומר לתחום האנרגיה באמצעות יישום של הטרנספורמציה Jacobian המתאים.

Photoelectron אניון הדמיה ספקטרומטר (איור 1) נעשה שימוש בניסויים אלה הוא מכשיר לפי הזמנה28. ההגדרות בטבלה 1 ו- 2 בטבלה עבור הפרוטוקול הספציפיים המכשיר הזה עבור הייצור של F− והדימות של תפוצתה photoelectron. מספר גירסאות דומות של העיצוב נמצאים בשימוש שונות מחקר מעבדות6,29,30,31,32,33,34 , 35 , 36 , 37 , 38 , 39 , 40 , 41 , 42, אבל בלי כלים שני דומות בדיוק. בנוסף, כלי הגדרות הן בתלות חריפה מאוד רגיש לשינויים קטנים ב מידות כלי ותנאים.

Protocol

הערה: פרוטוקול נסיוני הכללי מוצג כאן, ספיציפית הכלי WUSTL. ניתן למצוא הגדרות מכשיר ספציפי עבור התמונה− F המוצגים באיור 4a בטבלה מס ‘ 1-2. 1. יון דור כדי להפיק אניונים, להחיל גיבוי גז או תערובת גז (עבור F−, 40 psig. O2) מאחורי הצינור פעמו ופו…

Representative Results

על ידי centroiding43 לצרוב נתונים 640 × 480 פיקסל CCD במערך של המצלמה, רזולוציה רשת של 6400 × 4800 אפשרי. עם זאת, מיצוי של ספקטרה, הפצות זוויתי כרוך ההופכי הבל טרנספורמציה של הנתונים אשר דורש עוצמת התמונה משתנה בצורה חלקה יחסית. בתור פשרה, הנתונים centroided הוא “מנופה” על-ידי סיכום…

Discussion

שני גורמים הם קריטיים במיוחד להצלחת פרוטוקול המתואר. התנאים הטובים ביותר של מיפוי מהירות ניתן להיקבע, יותר ויותר חשוב, לייצר תשואה מספקת והשעה יחסית הקבועה של אניון הרצוי. בנוגע VMI מיקוד השלבים, השלבים 5.2 ו- 5.3 יש לחזור במשולב עם התמונה ניתוח כדי לקבוע את התנאי אשר נותן את תכונות התמונה החדה (…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

חומר זה מתבסס על עבודה הנתמכים על ידי הקרן הלאומית למדע תחת צ’ה – 1566157

Materials

Digital Delay Generators Berkeley Nucleonics Corp. 565-8c DDG1
Digital Delay Generators Berkeley Nucleonics Corp. 577-8c DDG2
HV Power Supplies Stanford Research Systems PS325 V3
HV Power Supplies Stanford Research Systems PS325 V2
HV Power Supplies Stanford Research Systems PS325 V5
HV Power Supplies Burle Inc. PF1053 V9
HV Power Supplies Burle Inc. PF1053 V4
HV Power Supplies Burle Inc. PF1053 V10
HV Power Supplies Burle Inc. PF1054 V9,V11
HV Power Supplies Bertan 205B-05R V6
HV Pulsers Directed Energy Inc. PVX-4150 V2
HV Pulsers Directed Energy Inc. PVX-4140 V1
HV Pulsers Directed Energy Inc. PVX-4140 V11
HV Pulsers Directed Energy Inc. PVX-4140 V3
Pulsed Nozzle Driver Parker Hannifin (General Valve) Iota-One
Pulsed Nozzle Parker Hannifin (General Valve) Series 9
Camera Imperx VGA120
Imaging Detector Beam Imaging Systems BOS40
Oscilloscope LeCroy Wavejet 334
Photodiode ThorLabs DET10A
Diffusion Pump Leybold DIP 8000
2×Turbo Pump Leybold TMP361
Rotary Pump Leybold D40B
2×Rotary Pump Leybold D16B
Oxygen Gas Praxair OX 5.0RS
Tunable Laser Spectra Physics Sirah Dye Laser Cobra-Stretch
Pump laser for Dye Laser Sepctra Physics Nd:YAG INDI-10
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sanov, A., Mabbs, R. Photoelectron imaging of negative ions. International Reviews in Physical Chemistry. 27 (1), 53-85 (2008).
  2. Chandler, D. W., Houston, P. L. Two-dimensional imaging of state-selected photodissociation products detected by multiphoton ionization. Journal of Chemical Physics. 87 (2), 1445-1447 (1987).
  3. Chandler, D. W., Cline, J. I. Ion imaging applied to the study of chemical dynamics. Advanced series in physical chemistry. 14 (1), 61 (2004).
  4. Whitaker, B. J. . Imaging in molecular dynamics technology and applications. , (2004).
  5. Eppink, A. T. J. B., Parker, D. H. Velocity map imaging of ions and electrons using electrostatic lenses – application in photoelectron and photofragment ion imaging of molecular-oxygen. Review of Scientific Instruments. 68 (9), 3477-3484 (1997).
  6. Davis, A. V., Wester, R., Bragg, A. E., Neumark, D. M. Time resolved photoelectron imaging of the photodissociation of I2-. Journal of Chemical Physics. 118 (3), 999-1002 (2003).
  7. Mabbs, R., Pichugin, K., Surber, E., Sanov, A. Time resolved electron detachment imaging of the I- channel in I2Br- photodissociation. Journal of Chemical Physics. 121 (1), 265-271 (2004).
  8. Mabbs, R., Pichugin, K., Sanov, A. Time Resolved imaging of the reaction coordinate. Journal of Chemical Physics. 122 (17), 174305 (2005).
  9. Mabbs, R., Pichugin, K., Sanov, A. Dynamic molecular interferometer: Probe of inversion symmetry in I2- photodissociation. Journal of Chemical Physics. 123 (5), 054329 (2005).
  10. Li, W. -. L., et al. Photodissociation dynamics of the iodide-uracil (I-U) complex. Journal of Chemical Physics. 145 (4), 044319 (2016).
  11. King, S. B., Yandell, M. A., Stephansen, A. B., Neumark, D. M. Time-resolved radiation chemistry: Dynamics of electron attachment to uracil following UV excitation of iodide-uracil complexes. Journal of Chemical Physics. 141 (22), 224310 (2014).
  12. Yandell, M. A., King, S. B., Neumark, D. M. Time-resolved radiation chemistry: Photoelectron imaging of transient negative ions of nucleobases. Journal of the American Chemical Society. 135 (6), 2128-2131 (2013).
  13. King, S. B., Yandell, M. A., Neumark, D. M. Time-resolved photoelectron imaging of the iodide-thymine and iodide-uracil binary cluster systems. Faraday Dicsussions. 163, 59-72 (2013).
  14. King, S. B., et al. Electron accomodation dynamics in the DNA base thymine. Journal of Chemical Physics. 143 (2), 024312 (2015).
  15. Stephansen, A. B., et al. Dynamics of dipole- and valence bound anions in iodide-adenine binart complexes: A time-resolved photoelectron imaging and quantum mechanical investigation. Journal of Chemical Physics. 143 (10), 104308 (2015).
  16. Kunin, A., Li, W. -. L., Neumark, D. M. Time-resolved photoelectron imaging of iodide-nitromethane (I−·CH3NO2) photodissociation dynamics. Physical Chemistry Chemical Physics. 18 (48), 33226-33232 (2016).
  17. Yandell, M. A., King, S. B., Neumark, D. M. Decay dynamics of nascent acetonitrile and nitromethane dipole-bound anions produced by intracluster charge-transfer. Journal of Chemical Physics. 140 (18), 184317 (2014).
  18. Mabbs, R., Holtgrewe, N., Dao, D., Lasinski, J. Photodetachment and photodissociation of the linear CuO2− molecular anion: Energy and time dependence of Cu− production. Physical Chemistry Chemical Physics. 16 (2), 497-504 (2014).
  19. Mbaiwa, F., Van Duzor, M., Wei, J., Mabbs, R. Direct and auto-detachment in the iodide-pyrrole cluster anion: The role of dipole bound and neutral cluster states. Journal of Physical Chemistry A. 114 (3), 1539-1547 (2010).
  20. Osborn, D. L., Leahy, D. J., Cyr, D. M., Neumark, D. M. Photodissociation spectroscopy and dynamics of the N2O2− anion. Journal of Chemical Physics. 104 (13), 5026-5039 (1996).
  21. Wiley, W. C., McLaren, I. H. Time-of-flight mass spectrometer with improved resolution. Review of Scientific Instruments. 26 (12), 1150-1157 (1955).
  22. Posey, L. A., DeLuca, M. J., Johnson, M. A. Demonstration of a pulsed photoelectron spectrometer on mass selected negative ions: O-, O2-, AND O4-. Chemical Physics Letters. 131 (3), 170-174 (1986).
  23. Born, M. The statistical interpretation of Quantum Mechanics. Nobel Lecture. , (1954).
  24. Dribinski, V., Ossadtchi, A., Mandelshtam, V. A., Reisler, H. Reconstruction of Abel-transformed images: The Gaussian basis set expansion Abel transform method. Review of Scientific Instruments. 73 (7), 2634-2642 (2002).
  25. Hansen, E. W., Law, P. -. L. Recursive methods for computing the Abel transform and its inverse. Journal of the Optical Society of America A. 2 (4), 510-519 (1985).
  26. Dasch, C. J. One-dimensional tomography: a comparison of Abel, onion-peeling, and filtered backprojection methods. Applied Optics. 31 (8), 1146-1152 (1992).
  27. Manzhos, S., Loock, H. -. P. Photofragment image analysis using the Onion-Peeling algorithm. Computer Physics Communications. 154 (1), 76-87 (2003).
  28. Van Duzor, M., Mbaiwa, F., Wei, J., Mabbs, R. The effect of intra-cluster photoelectron interactions on the angular distribution in I-CH3I photodetachment. Journal of Chemical Physics. 131 (20), 204306 (2009).
  29. Surber, E., Ananthavel, S. P., Sanov, A. Nonexistent electron affinity of OCS and the stabilization of carbonyl sulfide anions by gas phase hydration. Journal of Chemical Physics. 116 (5), 1920-1929 (2002).
  30. Velarde, L., Habteyes, T., Sanov, A. Photodetachment and photofragmentation pathwaysin the [(CO2)2(H2O)m]− cluster anions. Journal of Chemical Physics. 125 (11), 114303 (2006).
  31. Rathbone, G. J., Sanford, T., Andrews, D., Lineberger, W. C. Photoelectron imaging spectroscopy of Cu-(H2O)1,2 anion complexes. Chemical Physics Letters. 401 (4-6), 570-574 (2005).
  32. Leon, I., Yang, Z., Liu, H. -. T., Wang, L. -. S. The design and construction of a high-resolution velocity-map imaging apparatus for photoelectron spectroscopy studies of size-selected clusters. Review of Scientific Instruments. 85 (8), 083106 (2014).
  33. Silva, W. R., Cao, W., Yang, D. -. S. Low-energy photoelectron imaging spectrsocopy of Lan(benzene) (n = 1 and 2). Journal of Physical Chemistry A. 121 (44), 8440-8447 (2017).
  34. Mann, J. E., Troyer, M. E., Jarrold, C. C. Photoelectron imaging and photodissociation of ozonide in O3-·(O2)n (n = 1-4) clusters. Journal of Chemical Physics. 142 (12), 124305 (2015).
  35. Horke, D. A., Roberts, G. M., Lecointre, J., Verlet, J. R. R. Velocity-map imaging at low extraction fields. Review of Scientific Instruments. 83 (6), 063101 (2012).
  36. Osterwalder, A., Nee, M. J., Zhou, J., Neumark, D. M. High resolution photodetachment spectroscopy of negative ions via slow photoelectron imaging. Journal of Chemical Physics. 121 (13), 6317-6322 (2004).
  37. Liu, Q. -. Y., et al. Photoelectron imaging spectrsocopy of MoC- and NbN- diatomic anions: a comparitive study. Journal of Chemical Physics. 142 (16), 164301 (2015).
  38. Sobhy, M. A., Castleman, A. W. Photoelectron imaging of copper and silver mono- and diamine anions. Journal of Chemical Physics. 126 (15), 154314 (2007).
  39. Qin, Z., Wu, X., Tang, Z. Note: A novel dual-channel time-of-flight mass spectrometer for photoelectron imaging spectroscopy. Review of Scientific Instruments. 84 (6), 066108 (2013).
  40. Xie, H., et al. Probing the structural and electronic properties of AgnH− (n = 1-3) using photoelectron imaging and theoretical calculations. Journal of Chemical Physics. 136 (18), 184312 (2012).
  41. Adams, C. L., Schneider, H., Ervin, K. M., Weber, J. M. Low-energy photoelectron imaging spectroscopy of nitromethane anions: Electron affinity, vibrational features, anisotropies, and the dipole-bound state. Journal of Chemical Physics. 130 (7), 074307 (2009).
  42. Cavanagh, S. J., et al. High-Resolution velocity map imaging photoelectron spectroscopy of the O- photodetachment fine-structure transitions. Physical Review A. 76 (5), 052708 (2007).
  43. Li, W., Chambreau, S. D., Lahankar, S. A., Suits, A. G. Megapixel imaging with standard video. Review of Scientific Instruments. 76 (6), 063106 (2005).
  44. Blondel, C., Delsart, C., Goldfarb, F. Electron spectrometry at the µeV level and the electron affinities of Si and F. Journal of Physics B. 34 (9), L281-L288 (2001).
  45. Mabbs, R., Grumbling, E. R., Pichugin, K., Sanov, A. Photoelectron imaging: An experimental window into electronic structure. Chemical Society Reviews. 38 (8), 2169-2177 (2009).
  46. Grumbling, E. R., Pichugin, K., Mabbs, R., Sanov, A. Photoelectron Imaging as a quantum chemistry visualization tool. Journal of Chemical Education. 88 (11), 1515-1520 (2011).
  47. Gascooke, J. R., Gibson, S. T., Lawrance, W. D. A "circularisation" method to repair deformations and determine the centre of velocity map images. Journal of Chemical Physic. 147 (1), 013924 (2017).
  48. Xing, X. -. P., Wang, X. -. B., Wang, L. -. S. Photoelectron angular distribution and molecular structure in multiply charged anions. Journal of Physical Chemistry A. 113 (6), 945-948 (2008).
  49. Tsuboi, T., Xu, E. Y., Bae, Y. K., Gillen, K. T. Magnetic bottle electron spectrometer using permanent magnets. Review of Scientific Instruments. 59 (6), 1357-1362 (1988).
  50. Kruit, P., Read, F. H. Magnetic field paralleliser for 2π electron-spectrometer and electron image magnifier. Journal of Physics E. 16 (4), 313-324 (1983).
  51. Travers, M. J., Cowles, D. C., Clifford, E. P., Ellison, G. B., Engelking, P. C. Photoelectron spectroscopy of the CH3N- ion. Journal of Chemical Physics. 111 (12), 5349-5360 (1999).
  52. Ellis, H. B., Ellison, G. B. Photoelectron spectroscopy of HNO− and DNO−. Journal of Chemical Physics. 78 (11), 6541-6558 (1983).
  53. Cavanagh, S. J., Gibson, S. T., Lewis, B. R. High-resolution photoelectron spectroscopy of linear← bent polyatomic photodetachment transitions: The electron affinity of CS2. Journal of Chemical Physics. 137 (14), 144304 (2012).
  54. Neumark, D. M. Slow electron velocity-map imaging of negative Ions: Applications to spectroscopy and dynamics. The Journal of Physical Chemistry A. 112 (51), 13287-13301 (2008).
  55. Weichman, M. L., Kim, J. B., Neumark, D. M. Rovibronic structure in slow photoelectron velocity-map imaging spectroscopy of CH2CN- and CD2CN-. Journal of Chemical Physics. 140 (10), 104305 (2014).
  56. Huang, D. -. L., Zhu, G. -. Z., Liu, Y., Wang, L. -. S. Photodetachment spectroscopy and resonant photoelectron imaging of cryogenically-cooled deprotonated 2-hydroxypyrimidine anions. Journal of Molecular Spectroscopy. 332, 86-93 (2017).
  57. Van Duzor, M., et al. Vibronic coupling in the superoxide anion: The vibrational dependence of the photoelectron angular distribution. Journal of Chemical Physics. 133 (17), 174311 (2010).
  58. Mabbs, R., et al. Observation of vibration-dependent electron anisotropy in O2- photodetachment. Physical Review A. 82 (1), (2010).
  59. Dao, D. B., Mabbs, R. The effect of the dipole bound state on AgF− vibrationally resolved photodetachment cross sections and photoelectron angular distributions. Journal of Chemical Physics. 141 (15), 154304 (2014).
  60. Jagau, T. C., Dao, D. B., Holtgrewe, N., Krylov, A. I., Mabbs, R. Same but Different: Dipole-Stabilized Shape Resonances in CuF− and AgF. Journal of Physical Chemistry Letters. 6 (14), 2786-2793 (2015).
  61. Lyle, J., Wedig, O., Gulania, S., Krylov, A. I., Mabbs, R. Channel branching ratios in CH2CN−photodetachment: Rotational structure and vibrational energy redistribution in autodetachment. Journal of Chemical Physics. 147 (23), 234309 (2017).

Tags

Photoelectron ImagingAnionsElectron ScatteringMolecular SpectroscopyReaction DynamicsMolecular OrbitalsElectronic StructureVibrational Energy LevelsScattering ResonancesAuto-detachment ResonancesPulsed NozzleGas MixtureDischargeTime-of-flight Mass SpectrometryImaging ModeLaser TriggerRepeller And Extractor Electrodes
check_url/kr/57989?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Lyle, J., Chandramoulee, S. R., Hart, C. A., Mabbs, R. Photoelectron Imaging of Anions Illustrated by 310 Nm Detachment of F−. J. Vis. Exp. (137), e57989, doi:10.3791/57989 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image