利用动态Stark效应对分子光化学反应的非绝热动力学研究

Reaction dynamics study of photochemistry is important to understand photosynthesis and some primary life process, atmospheric chemistry, environmental conservation. Non-adiabatic coupling, which dominant intra-molecular energy distribution and charge transfer in molecules, plays an important role in photochemistry processes. It is a very important research priority in molecular reaction dynamics research..In this project, the dynamic Stark effect of femtosecond laser will be used to dynamically modify the curve-crossing barrier via the Stark effect, enhancing or inhibiting a specific reaction channel. The interfere between reaction channels and non-adiabatic coupling between potential energy surfaces can be understood. The moving dynamics information for the wave packets along the potential curves can be obtained. A description of a non-adiabatic photochemistry process can be provided..Getting non-adiabatic dynamics information of photochemistry reaction from Dynamic Stark Control is a new experimental method. This method will help us to understand a photochemistry process in more depth from the perspective of time and to describe the whole non-adiabatic dynamics of the molecular photochemistry reaction from the intersection of excited potential energy surfaces. The research will focus on halogenated compounds which play important roles in atmospheric photochemistry. This project will help a lot for the research of atmospheric problems and ozone depletion mechanism.

分子光化学反应动力学的研究对于了解自然界光合作用和生命过程、大气化学、环境保护有重要意义。非绝热耦合在分子光化学反应过程中起着非常重要的作用，控制着分子内部能量的分配和电荷的转移，是反应动力学研究的一个重点。该项目拟利用飞秒激光的动态Stark效应对分子光化学反应通道分支比进行调控，揭示反应通道相互干涉的动力学机制，了解势能面之间的非绝热耦合，得到波包运动的动力学信息，描述分子光化学反应非绝热动力学过程。.利用动态Stark控制获得光化学反应的非绝热动力学信息是一种新的实验研究方法。可以从时间角度对分子光化学非绝热过程进行更深入的了解，也能够从激发态势能面交叉点入手描述光化学反应的整个动力学过程。研究的主要对象是在大气光化学中起重要作用的卤代化合物，该研究有助于了解大气污染和臭氧层破坏机理。

分子光化学反应动力学的研究对于了解自然界光合作用和生命过程、大气化学、环境保护有重要意义。非绝热耦合在分子光化学反应过程中起着非常重要的作用，控制着分子内部能量的分配和电荷的转移，是反应动力学研究的一个重点。利用飞秒激光的动态Stark效应对分子光化学反应通道分支比进行调控，并从飞秒时间分辨角度对分子光化学非绝热过程进行更深入的了解，可揭示出势能面之间的非绝热耦合，获得到波包运动的动力学信息，描述出分子光化学反应非绝热动力学整个过程。基于飞秒激光的动态Stark效应，本项目利用飞秒时间分辨的质谱、光离子和光电子影像、瞬态吸收光谱等方法，并结合量子化学理论计算研究芳香烃分子、卤代芳香烃分子和杂环芳香烃分子的激发态的超快非绝热动力学。主要研究内容包括分子的无辐射弛豫，能量转移中伴随的电离、解离、内转换、系间窜越、振动能重新分配、量子隧穿、构象结构变化等过程，研究的重点在于认识飞秒激光的动态Stark效应对这些过程中的非绝热耦合以及相关中间态寿命、波包的演化运动情况、涉及的锥形交叉动力学以及能量转移动力学的影响机制，揭示出多原子分子(主要是芳香烃分子、卤代芳香烃分子)内部的非绝热耦合过程比较清晰的物理图像。特别地，卤代芳香烃分子的研究成果，有助于了解大气污染和臭氧层破坏机理。