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(The) Studies of molecular structures of alkali metal dimers by high resolution molecular spectroscopy in a supersonic molecular beam = 초음속 펄스 분자선에서의 고분해능 분광학을 이용한 알칼리 금속 이원자 분자의 분자 구조 연구
서명 / 저자 (The) Studies of molecular structures of alkali metal dimers by high resolution molecular spectroscopy in a supersonic molecular beam = 초음속 펄스 분자선에서의 고분해능 분광학을 이용한 알칼리 금속 이원자 분자의 분자 구조 연구 / Young-Jee Yoon.
저자명 Yoon, Young-Jee ; 윤영지
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2002].
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초록정보

High resolution resonance enhanced two photon ionization spectroscopy of RbCs near 520 nm: The $5^1Σ^{+}$ state. The first rotationally resolved high resolution excitation spectrum of RbCs is obtained near 520 nm by resonance enhanced two photon ionization (RE2PI) study. The excited electronic state is assigned to the $5^1Σ^{+}$ state by the spectrum analysis and comparison with ab initio calculations. The spectroscopic constants of the $5^1Σ^{+}$ state are determined to be $T_e=18564.560(76)cm^{-1}$, $ω_e=39.193(25)cm^{-1}$, $R_e=4.951(5)Å$. The Rydberg-Klein-Rees (RKR) potential curve is constructed and compared with theoretical calculations. Avoided crossings between the $5^1Σ^{+}$ and $6^1Σ^{+}$ states of RbCs are observed. Very complex resonance enhanced two photon ionization spectrum of RbCs near 640 nm: The $2 ^3π_0$ state and the strongly perturbed $2 ^1π_1$, $2 ^3π_1$, and $3 ^3Σ^{+}_1$ states. Very complicated resonance enhanced two-photon ionization (RE2PI) spectrum of RbCs is observed near 640 nm by combining the molecular beam and time-of-flight mass spectrometer. In this region, the potential curves of the $2^1π$, $2^3π$, and $3^3Σ^{+}$ states cross with one another. The $2^1π_1$, $2^3π_0$, $2^3π_1$, and $3^3Σ^{+}_1$ states can be directly observed by the single photon transition from the X $^1Σ^{+}$ state. Just one vibrational progression is assigned in this complex spectrum, and the excited state of this progression is assigned to the $2^3π_0$ state by the comparison with experimentally obtained and ab initio calculated values. The molecular constants of the $2^3π_0$ state are determined to be $T_e=15348.28(1) cm^{-1}$, $ω_e=30.52(2) cm^{-1}$, and $R_e=4.95(4)Å$. From the high resolution analysis, the other transitions except the $2^3π_0$- X $^1Σ^{+}$ transition correspond to the perpendicular transitions with P, Q, and R branches. The excited states of these perpendicular transitions could not be exactly assigned. The spin-orbit perturbation among the Ω=1 states ($2 ^1π_1$, $2 ^3πi_1$, and $3 ^3Σ^{+}_1$ states) causes the complexity of this spectrum. By using the modified ab initio potentials, this complex spectrum except one progression corresponding to the $2^3π_0- X ^1Σ^{+}$ transition could be simulated. Resonance enhanced two photon ionization spectroscopy of RbCs near 500 nm: The $4^3π_0$, $4^3π_1$, and $6^1Σ^{+}$ . Mass resolved resonance enhanced two photon ionization spectrum of RbCs near 500 nm is obtained in a pulsed molecular beam. Four vibrational progressions are observed in this region. One of them corresponds to the v′=29-35 of the $5 ^1Σ^{+}$ state previously observed near 520 nm. From the low resolution analysis and the simulation of the high resolution spectrum, the remaining three vibration progressions are assigned to the transitions to the $4^3π_0$, $4^3π_1$, and $6 ^1Σ^{+}$ states from the ground state. The $4^3π_0$ and $6 ^1Σ^{+}$ states are perturbed each other at the region of the potential curves crossing. The vibrational levels of the $4^3π_1$ state are so irregular that may be caused by the perturbation with the $5 ^3Σ^{+}_1$ state with the Ω=1. New electric quadrupole transitions of $K_2$ observed in a pulsed molecular beam: The $1 ^1Δ_g-X ^1Σ^{+}_g$ bands near 500 nm. New electronic transition of $K_2$ is identified near 500 nm by resonance enhanced 2 photon ionization study. The rotational structure shows O, P, Q, R, and S branches. We obtain molecular constants for the upper electronic state of $^{39}K_2$ as $ω_e=79.22±0.02 cm^{-1}$, $ω_{e}x_{e}=0.189±0.002 cm^{-1}$, $T_e=19855.74±0.02 cm^{-1}$, $B’_0 = (5.18105±0.00006) × 10^{-2}cm^{-1}$, and $D’_0= (8.65±0.03) × 10^{-8} cm^{-1}$. By comparison with the ab initio calculated values and from other experimental evidence we assign the observed bands to the $1 ^1Δ_g -X ^1Σ^{+}_g$ transitions of $K_2$, which are allowed by electric quadrupole radiation. Electric quadrupole transitions of $Rb_2$ observed in a pulsed molecular beam: The $1 ^1Δ_g - X ^1Σ^{+}_g$ bands near 540 nm. Electric quadrupole transitions of $Rb_2$ are identified near 540 nm by resonance enhanced two photon ionization (RE2PI) study. The rotational structure shows O, P, Q, R, and S branches, which are quite similar to those of the electric quadrupole transition observed in $K_2$. From the high resolution rotational analysis and comparison with the spectra of other alkali diatomic molecules we assign the observed bands to the $1 ^1Δ_g - X ^1Σ^{+}_g$ transitions of $Rb_2$, which are allowed by electric quadrupole radiation. We obtain molecular constants for the $1 ^1Δ_g$ state of $^{85}Rb_2$ as $ω_e= 49.6652(9) cm^{-1}$, $T_e=18263.960(1) cm^{-1}$, $B’_e= 0.0213579(5) cm^{-1}$, and $R_e= 4.31171(5) Å$.

High resolution resonance enhanced two photon ionization spectroscopy of RbCs near 520 nm: The $5^1Σ^{+}$ state. 공명증진 2 광자 이온화 분광법을 이용하여 520 nm 부근에서 RbCs의 고분해능 스펙트럼을 얻었다. 이 관측한 스펙트럼의 분석과 ab initio 계산 결과와의 비교로 520 nm 부근에서 관측한 전자 전이의 들뜬 상태가 $5^1Σ^{+}$ 상태라는 것을 확인할 수 있었다. 고분해능 분석으로 얻은 RbCs의 $5 ^1Σ^{+}$ 상태의 분자 상수는 $T_e=18564.560(76)cm^{-1}$, $ω_e=39.193(25)cm^{-1}$, $R_e=4.951(5)Å$이다. $5 ^1Σ^{+}$ 상태의 Rydberg-Klein-Rees (RKR) 잠재 에너지 곡선을 얻어서, 이론적으로 얻은 결과와 비교하였고, RbCs의 $5 ^1Σ^{+}$와 $6 ^1Σ^{+}$ 상태의 avoided crossing을 관측할 수 있었다. Very complex resonance enhanced two photon ionization spectrum of RbCs near 640 nm: The $2 ^3π_0$ state and the strongly perturbed $2 ^1π_1$, $2 ^3π_1$, and $3 ^3Σ^{+}_1$ states. 분자선 장치와 비행 시간 질량 분석기를 사용하여 640 nm 부근에서 RbCs의 매우 복잡한 공명 증진 2 광자 이온화 스펙트럼을 얻었다. 이 영역에서는 $2 ^1π$, $2 ^3π$, $3 ^3Σ^{+}$ 의 세 전자 상태들이 서로 가까이 위치하면서 교차하고 있다. 바닥 상태에서 전이가 가능한 전자 상태는 $2 ^1π_1$, $2 ^3π_0$, $2 ^3π_1$, $3 ^3Σ^{+}_1$ 이다. 복잡한 RE2PI 스펙트럼에서 오직 하나의 매우 규칙적인 vibrational progression을 찾을 수 있었고, 고분해능 분석으로 이 vibrational progression이 바닥 상태에서 $2 ^3π_0$ 상태로의 전이에 해당함을 알 수 있었다. 그리고, ab initio 계산에서 얻은 분자 상수와 실험에서 얻은 분자 상수와의 비교로도 이를 확인할 수 있었다. $2 ^3π_0$ 상태의 분자 상수는 $T_e=15348.28(1) cm^{-1}$, $ω_e=30.52(2) cm^{-1}$, $R_e=4.95(4) Å$이다. $2 ^3π_0 - X ^1Σ^{+}$ 전이를 제외한 다른 전이들은 모두 P, Q, R 회전 가지로 이루어진 수직 전이이다. Ω=1 인 $2^1π_1$, $2^3π_1$, $3^3Σ^{+}_1$ 상태들 간의 spin-orbit 섭동 때문에 이들 수직 전이의 들뜬 상태가 어떤 전자 상태에 해당하는지는 정확히 결정할 수 없었다. ab initio 잠재 에너지 곡선을 이용하고 세 전자 상태들간의 spin-orbit 섭동만을 고려하여, $2^3π_0 -X ^1Σ^{+}$ 전이를 제외한 640 nm 부근에서 측정한 복잡한 스펙트럼을 시뮬레이션 하였다. Resonance enhanced two photon ionization spectroscopy of RbCs near 500 nm: The $4 ^3π_0$, $4 ^3π_1$, and $6 ^1Σ^{+}$ states. 500 nm 부근에서 펄스 분자선 장치를 이용하여 $^85RbCs$와 $^87RbCs$의 공명 증진 2광자 이온화 스펙트럼을 관측하였다. 이 영역에서는 4개의 vibrational progression들을 찾을 수 있었다. 이들 중 하나는 $5 ^1Σ^{+}-X^1Σ^{+}$ 전이의 the v=29-35 에 해당한다. 2개의 수평 전이와 1개의 수직 전이에 해당하는 500 nm 부근에서 관측된 나머지 vibrational progression들의 들뜬 상태는 $6^1Σ^{+}$, $4^3π_0$, $4 ^3π_1$, 상태이다. $4 ^3π_0$ 와 $6 ^1Σ^{+}$ 의 잠재 에너지 곡선이 교차하는 부분에서 이들 두 전자 상태가 섭동하고 있다. 그리고, 500 nm 부근에서 관찰된 $4 ^3π_1$ 상태의 불규칙성은 $Ω=1$인 $5^3Σ^{+}_1$ 상태와 섭동때문이라고 할 수 있다. New electric quadrupole transitions of $K_2$ observed in a pulsed molecular beam: The $1 ^1Δ_g -X ^1Σ_^{+}_g$ bands near 500 nm. 공명 증진 2 광자 이온화 분광법을 이용하여 500 nm 부근에서 $K_2$의 새로의 전자 전이를 관측하였다. 이 전이의 고분해능 스펙트럼은 O, P, Q, R, S 의 5개의 회전 가지로 구성되어 있다. 관측된 전이의 $^{39}K_2$의 들뜬 상태의 분자 상수는 $ω_e=79.22 ± 0.02 cm^{-1}$, $ω_{e}x_{e}=0.189 ± 0.002 cm^{-1}$, $T_e=19855.74 ± 0.02 cm^{-1}$, $B’_0= (5.18105 ± 0.00006) × 10^{-2}cm^{-1}$이고, 이 상태의 해리 에너지는 $D’_0= (8.65 ± 0.03) × 10^{-8} cm^{-1}$이다. 500 nm 부근에서 관찰된 이 전자 전이는 $K_2$의 electric quadrupole $1 ^1Δ_g -X ^1Σ_^{+}_g$ 전이이다. ab initio 계산 결과와의 비교로도 이를 확인할 수 있었다. Electric quadrupole transitions of $Rb_2$ observed in a pulsed molecular beam: The $1 ^1Δ_g -X ^1Σ^{+}_g$ bands near 540 nm. 540 nm 부근에서 $Rb_2$의 Electric quadrupole 전이를 공명 증진 2 광자 이온화 분광법을 사용하여 관찰하였다. 이 전이의 고분해능 스펙트럼은 O, P, Q, R, S 의 회전 가지를 보여주고 있다. 이는 500 nm 부근에서 관측한 $K_2$ 의 electric quadrupole 전이와 매우 유사하다. 고분해능 분석과 다른 알칼리 금속 이원자 분자의 스펙트럼과의 비교로, 540 nm 부근에서 관측한 전이가 $Rb_2$의 electric quadrupole $1 ^1Δ_g -X ^1Σ^{+}_g$ 전이에 해당함을 알 수 있었다. $Rb_2$의 $1 ^1Δ_g$의 분자 상수는 $ω_e= 49.6652(9) cm^{-1}$, $T_e=18263.960(1) cm^{-1}$, $B’_e= 0.0213579(5) cm^{-1}$, $R_e= 4.31171(5) Å$이다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {DCH 02019
형태사항 xviii, 189 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 Appendix :Ⅰ, Rotational line positions of the $5^1∑^+-Χ^1∑^+$ transition of RbCs. - Ⅱ, Rotational line positions of the $2^3∏_0-Χ^1∑^+$ transition of RbCs. - Ⅲ, DSPAR FIT input file for the $2^3∏_0$ state of RbCs
저자명의 한글표기 : 윤영지
지도교수의 영문표기 : Bong-Soo Kim
지도교수의 한글표기 : 김봉수
수록잡지명 : "High resolution resonance enhanced two photon ionization spectroscopy of RbCs in a cold molecular beam". Journal of chemical physics, v.114 no.20, pp.8926-8931 (2001)
수록잡지명 : "Electric quadrupole transitions of $Rb_2$ observed in a pulsed molecular beam: The $1 ^{1}\Delta_{g}-X ^{1}\Sigma_{g}^{+}$ bands near 540 nm". Journal of chemical physics, v.116 no.15, pp.6660-6666 (2002)
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 화학과,
서지주기 Includes references
주제 alkali metal dimer
laser spectroscopy
supersonic molecular beam
high resolution spectroscopy
알칼리 금속 이원자 분자
레이저 분광학
초음속 분자선
고분해능 분광학
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