Velocity map ion imaging technique has been established. Especially, photon sources, a vacuum chamber, electronics, sample injection devices, detection devices and a system control unit are well-operated and stabilized. Then, machine was calibrated by taking molecular oxygen photodissociation images at 224.999 nm.
Photodissociation dynamics of iodoacetonitrile ($ICH_2$CN) have been investigated by using velocity map ion imaging. First, C-I bond scission dynamics of iodoacetonitrile(($ICH_2$CN) have been studied at pump wavelengths of 266 and 304 nm. The prompt C-I bond rupture takes place on the repulsive excited states to give I (^2P$_{\frac{3}{2}}$) and I$^{*}$(^2P$_{\frac{1}{2}}$), and their speed and spatial distributions were simultaneously measured. The recoil anisotropy parameter ( β) at 266 nm was determined to be 1.10 and 1.60 for I and I*, respectively, while it is found to be much higher at 304 nm to give β = 1.70 and 1.90 for I and I$^{*}$, respectively. Branching ratios for I$^{*}$/I channels are measured to be 0.724 and 0.136 at 266 and 304 nm, respectively. These give insights on nonadiabatic curve crossings and relative oscillator strengths of optically accessible transitions of ICH₂CN. Accordingly, relative oscillator strengths of parallel/perpendicular transitions and nonadiabatic curve crossings among excited states are quantitatively characterized. A large portion of the available energy (42-49%) goes into internal energy of the CH₂CN fragment. A modified impulsive model in which the CH₂CN fragment is assumed to be rigid predicts the energy disposal quite well. Delocalization of an unpaired electron of the CH₂CN radical during the C-I bond cleavage, leading to a large structural change of the CH₂CN moiety, may be responsible for internally hot fragments.
본 실험에서는 $ICH_2CN$ 의 광분해 동역학이 266 nm 와 304 nm 의 에너지 영역에서 연구되었다. 이 영역 에너지의 들뜸 상태 위치에너지는 C-I 결합의 길이에 따라 반발적 성질을 가지며 C-I 해리는 빠르게 일어난다. 따라서 공간상에서 광분해 조각들의 큰 비등방성이 관찰되었다. 전자-끌어당김 기질인-CN 작용기의 영향으로 C-I 결합 해리 에너지는 다른 Alkyl iodides에서 보다 작게 관찰되었다. 잉여 에너지의 45%는 $CH_2CN$ 조각의 내부 에너지로 전환되며 이는 반응 경로가 C-I 결합 이완 축에서의 핵의 움직임에 수직으로 형성됨을 의미한다. 결국 광분해 반응 진행 시 $CH_2CN$ 조각의 구조 변화가 수반된다. 266 nm 와 304 nm 에서의 수직 전이와 수평 전이의 상대적 흡수 세기는 비등방성 계수 (β) 와 $I/I^*$ 상대 수득율로부터 계산하였다. 또, 각 위치에너지 표면의 비단열 교차확률을 섬세히 묘사된 광분해 동역학적 분석으로 명확히 구하였다. 동역학적 성질은 Landau-zener model을 사용하여 개념적으로 설명하였으며 다양한 정량적 설명들은 비단열 동역학에서 사용하는 이론적 공식들을 사용하였다.
