Laser intensity effects in photoemission and photoelectron spectra produced in laser-induced autoionisation

Strong laser-field-induced autoionisation in the presence of both photoionising and radiative decay of the autoionising state (AS) is investigated, focusing on the laser intensity dependence of the photoemission and photoelectron spectra. In contrast to previous predictions, power broadening and increasing reduction of the doublet peak heights with field strength are found in the photoemission spectrum. Similar effects leading to considerable suppression and even complete disappearance of the lowest-order peaks in the photoelectron spectrum, together with peak switching, are also demonstrated, which are closely related to above-threshold ionisation. In addition, it is suggested that the total number of energetic photoelectrons may serve as an alternative to measuring the atomic parameters of the AS. All these effects are attributed to the presence of the strong `probe': laser-induced decay of the AS.

Ejection of energetic photoelectrons in laser-induced autoionisation: effects of high-order ionisation processes

Resonant interaction of an autoionising state with a strong laser field is considered and effects of second-order ionisation processes are investigated. The authors show that these processes play a very important role in laser-induced autoionisation (LIA). They drastically affect the lowest-order peaks in the photoelectron spectrum. In addition to these peaks, high-order peaks due to ejection of energetic photoelectrons appear. For the laser intensities of current interest, second-order peaks are much stronger than the original ones, an important result that, they believe, can be observed experimentally. Moreover, `peak switching', a general feature of above-threshold ionisation, is also manifest in the electron spectrum of LIA.

Fluoreszenzspektroskopische Untersuchungen von Autoionisations- und Photodissoziationsprozessen des Stickstoffmoleküls nach monochromatischer Synchrotronstrahlanregung

Autoionisations- und Photodissoziationsprozesse von molekularem Stickstoff wurden mit Hilfe der photoneninduzierten Fluoreszenzspektroskopie nach Anregung von monochromatisierter Synchrotronstrahlung untersucht. Dabei wurden zwei Anregungsprozesse untersucht. Die Anregung eines Sub-Valenzschalenelektrons diente zum Studium des Photodissoziationsverhaltens von hochangeregten Zuständen ("super-excited-states") und die aus den Experimenten gewonnenen partiellen Emissionsquerschnitte wurden absolut normiert. Durch Anregen eines Innerschalenelektrons wurde die 1s^{-1}pi* Resonanz schwingungsselektiv angeregt und die darauf folgende Autoionisation in den N_2^+ C ^2\Sigma_u^+ (v)-Zustand und dessen Relaxation durch Fluoreszenzemission in den Grundzustand des Stickstoffions untersucht. Erstmalig wurden partielle Emissionsquerschnitte nach Photodissoziation in neutrale Fragmente von hochangeregten Zuständen von atomaren Stickstoff im Anregungsenergiebereich zwischen 23eV und 26,7eV und im Fluoreszenzwellenläneninterval zwischen 80nm und 150nm absolut bestimmt. Die schwingungsselektive Besetzung der Innerschalenresonanz des Stickstoffmoleküls ermöglichte eine detaillierte Analyse des Autoionisationsverhaltens der Innerschalenresonanz in den N_2^+ C-Zustand durch Analyse der nachfolgenden Relaxation durch molekulare Fluoreszenz in den Grundzustand des Molekülions.

Untersuchung von Autoionisationsresonanzen in Krypton und Xenon mit photoneninduzierter Fluoreszenzspektroskopie nach Anregung mit schmalbandiger Synchrotronstrahlung

Die photoneninduzierte Fluoreszenzspektroskopie (PIFS) wurde als Methode zur Untersuchung von Fluoreszenzspektren der Edelgasatome Krypton und Xenon nach Anregung mit Synchrotronstrahlung des Elektronenspeicherrings BESSY II, Berlin, benutzt. Die Anregung der Edelgase erfolgte bei Zimmertemperatur und einem Druck von 40mTorr mit extrem schmalbandiger Strahlung mit DeltaE=3meV bei 21,55eV. Die untersuchten Anregungsenergiebereiche waren bei Krypton zwischen 29,4eV und 29,8eV und bei Xenon zwischen 23,74eV und 23,80eV, zwischen 24,4eV und 24,7eV und zwischen 25,25eV und 25,5eV. Die Anregungsenergiebereiche waren so gewählt, um Autoionisationsresonanzen untersuchen zu können, die erstmalig von Codling und Madden [J. Res. Nat. B. Stan. 1972, 76A, 1-12] veröffentlicht worden sind. Besonders die Besetzung in Abhängigkeit der Anregungsenergie von Satellitenzuständen in den jeweiligen einfach geladenen Ionen durch vorherige Anregung der genannten Autoionisationsresonanzen war der Fokus der vorliegenden Arbeit.

Hydrolysis of N2O5 on sub-micron mineral salt aerosols

The kinetics of reactive uptake of gaseous N2O5 on sub-micron aerosol particles composed of aqueous ammonium sulfate, ammonium hydrogensulfate and sodium nitrate has been investigated. Uptake was measured in a laminar flow reactor, coupled with a differential mobility analyser (DMA) to obtain the aerosol size distribution, with N2O5 detection using NO chemiluminescence. FTIR spectroscopy was used to obtain information about the composition and water content of the aerosol particles under the conditions used in the kinetic measurements. The aerosols were generated by the nebulisation of aqueous salt solutions. The uptake coefficient on the sulfate salts was in the range [gamma]=0.0015 to 0.033 depending on temperature, humidity and phase of the aerosol. On sodium nitrate aerosols the values were much lower, [gamma]<0.001, confirming the inhibition of N2O5 hydrolysis by nitrate ions. At high humidity (>50% r.h.) the uptake coefficient on liquid sulfate aerosols is independent of water content, but at lower humidity, especially below the efflorescence point, the reactivity of the aerosol declines, correlating with the lower water content. The lower uptake rate on solid aerosols may be due to limitations imposed by the liquid volume in the particles. Uptake on sulfate aerosols showed a negative temperature dependence at T>290 K but no significant temperature dependence at lower temperatures. The results are generally consistent with previous models of N2O5 hydrolysis where the reactive intermediate is NO2+ produced by autoionisation of nitrogen pentoxide in the condensed phase.

Spin and spatial dynamics in electron-impact scattering off S-wave He using R-matrix with Time-Dependence theory

R-matrix with time-dependence theory is applied to electron-impact ionisation processes for He in the S-wave model. Cross sections for electron-impact excitation, ionisation and ionisation with excitation for impact energies between 25 and 225 eV are in excellent agreement with benchmark cross sections. Ultra-fast dynamics induced by a scattering event is observed through time-dependent signatures associated with autoionisation from doubly excited states. Further insight into dynamics can be obtained through examination of the spin components of the time-dependent wavefunction.