高氮含量金属掺杂氮原子簇的液氮冷却-激光溅射生成研究

为了研究激光溅射-超声分子束冷却离子源结构对金属掺杂氮原子簇形成的影响,通过增加液氮冷却、缩小脉冲阀喷气孔与激光轰击靶点的距离,对常规离子源进行了改进,并研究了碱金属和第一过渡系金属掺杂的氮原子簇的生成。通过飞行时间质谱发现了锂氮簇LiN^+n(n=6,8,1 0,1 2,1 4,1 6,18)和Li2N^+n(n=8,1 0,12)、钠氮簇NaN^+n(n=2-27)、钒氮簇VM+^n(n=6,8,9,1 0,1 1,13,15)和V2N^+n(n=17,1 9,21)、铬氮簇CrN^+n(n=2,4,6,8,9,11)和Cr2N^+n(n=9,1 0,11)。实验结果表明,改进后的离子源能显著增加生成的金属掺杂氮原子簇的数量,并明显提高产物的含氮质量分数;掺杂金属的种类对所形成原子簇的组成有很大的影响,各类金属掺杂氮原子簇中丰度最高的分别为LiN^+8、NaN^+12、VN^+11和CrN^+8。