Een samenwerkend onderzoeksteam van de Nanjing Universiteit voor Wetenschap en Technologie (NJUST) en de East China Normal University (ECNU) heeft theoretisch voorgesteld dat een pompsonde hoogharmonische spectroscopie (HHS), aangedreven door VUV-IR-pulsen, de geometrische fase (GP) kan opvangen ) effect rond de conische kruising (CI) en het kwantitatieve gedrag ervan onderscheiden van het geval van vermeden kruising (AC). De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Ultrafast Science .

In de afgelopen decennia zijn ingenieuze optische methoden ontwikkeld om de niet-adiabatische dynamiek in de buurt van AC en CI te onderzoeken, die verantwoordelijk is voor veel fotofysische en fotochemische dynamische processen. De directe discriminatie tussen de AC en de CI blijft echter tot op heden een enorme uitdaging.

Als een nieuw spectroscopisch hulpmiddel voor de ultrasnelle verschijnselen is HHS bijzonder gevoelig voor de populatie en de samenhang tussen de over elkaar heen geplaatste toestanden, wat zijn voordelen aantoonde bij het detecteren van de structuur en dynamiek van moleculen. Onderzoek met het oog hierop een kwalitatief onderscheid tussen CI en AC in polyatomaire moleculen.

In hun artikel gebruiken de onderzoekers van NJUST en ECNU de HHS-pompsonde, aangedreven door een IR-puls van enkele cycli, om rechtstreeks de huisarts te onderzoeken die zich rond de CI heeft verzameld. Om de hoogharmonische generatiedynamiek van de pomp-sonde te modelleren, stelden ze een diabatisch moleculair model voor op basis van meerdere tweedimensionale potentiële energieoppervlakken (PES) en losten ze de tijdsafhankelijke Schrödingervergelijking op in diabatische weergave.

De resultaten toonden aan dat de elektronische coherentie die wordt geïnduceerd door de niet-adiabatische koppeling leidt tot het oscillerende kenmerk in het hoogharmonische spectrum in het geval van AC, terwijl de verdwijnende oscillaties in het geval van CI gevolgen zijn van de symmetriebreuk veroorzaakt door de GP. /P>

Bovendien geeft de HHS boven de drempel de dynamische blauwverschuiving aan die overeenkomt met de verandering van het ionisatiepotentieel naarmate de tijdsvertraging van de pompsonde toeneemt. Het directe onderzoek naar de GP-gerelateerde dynamiek, zoals coherentie en dynamische blauwverschuiving in de HHS, kan worden toegepast om de niet-adiabatische dynamiek en de topologische eigenschappen van PES te monitoren met een resolutie van sub-femtoseconden.

Meer informatie: Guanglu Yuan et al, Conische kruising versus vermeden kruising:geometrisch fase-effect in moleculaire harmonischen van hoge orde, Ultrasnelle wetenschap (2023). DOI:10.34133/ultrafastscience.0040

Aangeboden door Ultrafast Science