초록 ▼

1.2원자 분자의 광분해 반응에서 일어나는 복잡한 동력학적인 현상들을 완벽하게 이
해. 특히 서로 다른 광분해 반응 경로들 사이의 양자 간섭에 의해 생기는 비대칭 공
명 부근에서 반응 산물들의 branching ratio와 공간적인 각 분포에 대한 측정 및 조절.
2.알칼리 금속 2원자 분자의 들뜬 전자 상태들의 잠재 에너지 곡선에 대한 축적된 연
구 경험과 정보를 바탕으로 새로운 광분해 반응들을 찾아내고 이를 분석.
3.속도상 기술을 이용하여 분자 이온과 깨어진 이온을 분리함으로써 NO와 $NO

1.2원자 분자의 광분해 반응에서 일어나는 복잡한 동력학적인 현상들을 완벽하게 이
해. 특히 서로 다른 광분해 반응 경로들 사이의 양자 간섭에 의해 생기는 비대칭 공
명 부근에서 반응 산물들의 branching ratio와 공간적인 각 분포에 대한 측정 및 조절.
2.알칼리 금속 2원자 분자의 들뜬 전자 상태들의 잠재 에너지 곡선에 대한 축적된 연
구 경험과 정보를 바탕으로 새로운 광분해 반응들을 찾아내고 이를 분석.
3.속도상 기술을 이용하여 분자 이온과 깨어진 이온을 분리함으로써 NO와 $NO_2$ 의 동
시 검출에서의 선택성 향상.
우리는 높은 수준의 양자 계산이 가능한 알칼리 2원자 분자의 들뜬 상태 및 들뜬 상
태간의 상호작용을 공명증진 이온화법을 이용하여 관찰하였으며, 이를 양자 계산 결
과와 비교 분석하여, 화학 반응에 대한 이해를 높이는데 기여하였다. Rb2 분자의 430
nm 영역, 475 nm 영역과 RbCs 분자의 460 nm 영역에서의 들뜬 상태로의 전이 및 광
분해 반응을 관찰하였으며, 그 결과를 높은 수준의 양자 계산 결과를 이용하여 분석
하였다. 또한 $H_2$ 및 $Na_2$의 간단한 분자 시스템의 들뜬 상태를 거친 광분해 반응에 대
한 연구 및 반응 조절에 대한 연구를 양자 계산을 이용하여 이론적으로 연구하였다.
본 연구진은 NO와 NO2를 ppt 수준 이상의 감도를 얻으면서 진정한 동시 선택적인 분
석법을 개발하였다. 이제까지 문제되었던 것들 중에 가장 큰 것은 선택적인 동시 측
정이 불가능하였다는 것이다. 선택적 동시 분석을 위하여 우선 velocity map imaging이
라는 새로운 ion lens 방법을 도입하였다. 이 기술은 원래 photoelectron spectroscopy를
효과적으로 수행하기 위하여 개발된 ion lens의 한 종류이다. 이 ion lens에 사용되는 3
개의 electrode들에 걸리는 전압의 비율을 잘 조절하면 같은 초기 속도를 가지는 분자
들은 이차원 검출기에서 같은 위치에 모이게 되는데, 이러한 기술을 velocity map
imaging이라고 한다. 이를 이용하여 NO의 $NO_2$에 대한 선택도를 약 6900 정도까지 향
상시켰다. 이는 지금까지 보고된 선택도 중 가장 높다.
공명 증진 다광자 이온화법과 양자 계산 결과를 이용하여 알칼리 금속 2원자 분자 시
스템들(Rb2 분자의 430 nm 영역, 475 nm 영역과 RbCs 분자의 460 nm)의 들뜬 전자
상태로의 전이 및 광분해 반응을 관찰하였다. $H_2$ 및 $Na_2$의 들뜬 전자 상태 및 광분해
반응 및 반응 조절에 대한 연구를 양자 계산을 이용하여 이론적으로 연구하였으며,
이를 SCI 저널에 발표하였다. 속도상 검출법을 이용하여 대기 환경 연구에서 중요 물
질인 NO와 $NO_2$는 고감도로 동시에 측정할 수 있으며, 선택도가 6900정도인 최고 수
준의 측정 기술을 개발하였다.

Abstract ▼

We planned to increase our understanding about the complicated dynamics of the
photodissociation reaction of the two atomic molecule, especially to measure and control
the branching ratio and the angular distribution of the reaction products near the
asymmetric resonance due to the quantum

We planned to increase our understanding about the complicated dynamics of the
photodissociation reaction of the two atomic molecule, especially to measure and control
the branching ratio and the angular distribution of the reaction products near the
asymmetric resonance due to the quantum interference. We observed and analyzed the
new photodissociation reaction pathways in diatomic molecules on the basis of our
accumulated experience and information on excited electronic states.
Using velocity map imaging technique, we planned to increase selectivity of NO to $NO_2$,
which is photodissociated and gives interference to NO detection in commercial time of
flight detection.
The electronic excited states and interference between these states of two atomic
molecules which can be calculated by high-level ab initio methods are observed by
resonance enhanced multiphoton ionization and these observations with comparison to the
computation results are used to increase understanding on the chemical reaction. At the
Rb2 systems near 430 nm and 475 nm regions and RbCs system around 460 nm region,
we observed the transitions to the excited electronic states and photodissociation reactions
and analyzed the measured data with help of high-level quantum computation. We also
investigated the theories for the photodissociation reactions of the electronic excited states
of uncomplicated systems, $H_2$ and $Na_2$ and reaction controls for these systems with the
quantum computation
The velocity map imaging technique, where ions of the same transverse velocity are
focused into a single point on a 2D ion image detector regardless of their positions in
the ionization region, dramatically reduces the interference from photofragmented ions
having much larger transverse velocities than the photoionized molecular ions. By applying
a pulsed electric field right after the time of flight of NO+ ions, NO2
+ ions are deflected
into a different point on the 2D image detector allowing simultaneous determination of
the both species. The detection limits with a 100-s exposure were 0.51 ppbv for NO and
12 ppbv for $NO_2$. The linear dynamic range was 1.5 ppbv 10 ppmv for NO and 40 ppbv
10 ppmv for $NO_2$. Moreover, the detection selectivity of NO over $NO_2$ was as high as
6900. This method can eliminate any interference from photofragmentation.
We observed the photodissociation reactions and the electronic excited states of alkali
metal dimer systems(Rb2 at the 430 nm and 475 nm regions and RbCs at the 460 nm
region) with resonance enhanced multiphoton ionization and quantum computation methods.
The electronic excited states, photodissociation, and reaction controls of $H_2$ and $Na_2$ were
investigated with the quantum calculation and reported to the SCI journals. Using the
velocitiy map imaging technique, we investigated the sensitive measurement method for
the simultaneous detection of environmental important molecules, NO and $NO_2$, with the
detection selectivity as high as 6900 which is better than previously reported ones.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...7
• 3. 결과 및 고찰...12
• 4. 결론...25
• 5. 인용문헌...26