分子动力学模拟飞秒激光对C60光裂解反应机理的影响.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)2072ActaPhys．一Ch．n．2011，27)，2072-2078September[Article]w1n，．whxb．pku．edu．cn分子动力学模拟飞秒激光对C60光裂解反应机理的影响李鸿健李安阳唐红豆育升(重庆邮电大学生物信息研究所，重庆400065)摘要：基于半经典分子动力学方法模拟超快激光诱导的C。。光裂解反应．选择能量为2．0eV,半峰全宽(FWHM)分别为40和500fs的激光作用于Ceo分子，调节脉冲强度使其发生裂解反应，比较长短脉宽飞秒激光对C。裂解反应机理的影响．通过分析产物分布

2、、原子平衡指数、温度以及吸收能量(包括动能、势能和电子能量)，证实飞秒激光脉冲下C。。的光裂解主要由电子激发态控制，非热力学效应在该反应中起重要作用．激光场的作用时1'~35n强度均影响光裂解反应过程，而电子吸收能量饱和后光场强度的作用则变得不明显．关键词：激光诱导化学反应：C。。：光裂解：半经典分子动力学中图分类号：0644；TP391．9MolecularDynamicsSimulationofEfectofaFemtosecondLaseronthePhotofragmentationReactionMechanismofC60LIHong—JianLI

3、An—YangTANGHongDOUYu—Sheng(InstituteofBioimformatics．ChongqingUniversityofPostsandTelecommunications，Chongqing400065，尸R．China1Abstract：ThephotofragmentationofC60fullerenebyanultrafastIaserpulsewasstudiedbysemi．classicaImoleculardynamicssimulation．1、^r0diferentIaserpulseswereusedfort

4、hisstudy：onewithadurationof40fsFWHM(fullwidthathalfmaximum)andtheotherwithadurationof500fsFWHM．BothIaserpulseshadanenergyof2．0eV．ThesimulationwasrunatdiferentlaserintensitiesforeachIaserpulse．ThesimulationresultsshowedthatadominantamountofIaserenergydepositedtoC6ofuIlerenewasdistrib

5、utedintoelectronicenergy．FromthesimulationwefindthattheelectronicexcitationfrOmtheoccupiedmolecularorbitalstotheunoccupiedorbitalsjScloselyrelatedtothephotofragmentationofC6Dfullerene．Byanalyzingthefragmentationsizedistribution，theatomicequivalenceindex，thetemperature，andtheabsorbed

6、energy(includingtheelectronicenergy,thepotentialenergy,andthekineticenergy)，wefoundthalnon．thermaIeffectsplayasignificantroleintheIaserfragmentationofC60fullerene．ByexaminingthefragmentationfeaturesofC60fuIlerenewithtwodiferentIaserpulseswefoundthatthelaserpulsedurationafectsthefrag

7、mentationprocesssignificantlyandthatIaserintensityhaslittleefectonthefragmentationaftertheabsorbedelectronicenergybecomessaturated．KeyWords：Laserinducedchemicalreaction；Fullerene；Photofragmentation；Semiclassicamoleculardynamics脉冲作用得以实现．激光的性质不同，被诱发的化1引言学反应机理也随之不同．如热力学反应通常将反应由于激光具有单色性

8、、高强度和短脉宽等特物分子激发到振动激