We presented an experimental apparatus combining the H-atom Rydberg tagging time-of-flight technique and the laser detonation source for studying crossed beam reactions at hyperthermal collision energies. The preliminary study of the F+D2 DF+D reaction at hyperthermal collision energy of 23.84 kJ/mol was performed. Two beam sources were used in this study: one is the hyperthermal F beam source produced by a laser detonation process, and the other is D2 beam source generated by liquid-N2 cooled pulsed valve. Vibrational state-resolved differential cross sections (DCSs) of product for the title reaction were determined. From the product vibrational state-resolved DCS, it can be concluded that products DF(v′=0, 1, 2, 3) are predominantly distributed in the sideway and backward scattering directions at this collision energy. However, the highest vibrational excited product DF(v′=4), is clearly peaked in the forward direction. The probable dynamical origins for these forward scattering products were analyzed and discussed.
References
[1]
D. M.
Neumark
, A. M.
Wodtke
, G. N.
Robinson
, C. C.
Hayden
, and Y. T.
Lee
, Phys. Rev. Lett.
53
, 226
(1984
).[2]
D. M.
Neumark
, A. M.
Wodtke
, G. N.
Robinson
, C. C.
Hayden
, and Y. T.
Lee
, J. Chem. Phys.
82
, 3045
(1985
).[3]
D. M.
Neumark
, A. M.
Wodtke
, G. N.
Robinson
, C. C.
Hayden
, K.
Shobatake
, R. K.
Sparks
, T. P.
Schafer
, and Y. T.
Lee
, J. Chem. Phys.
82
, 3067
(1985
).[4]
T.
Takayanagi
and S.
Sato
, Chem. Phys. Lett.
144
, 191
(1988
).[5]
D. E.
Manolopoulos
, K.
Stark
, H. J.
Werner
, D. W.
Arnold
, S. E.
Bradforth
, and D. M.
Neumark
, Science
262
, 1852
(1993
).[6]
B.
Martínez-Haya
, F. J.
Aoiz
, L.
Bañares
, P.
Honvault
, and J. M.
Launay
, Phys. Chem. Chem. Phys.
1
, 3415
(1999
).[7]
L. Y.
Rusin
, M. B.
Sevryuk
, and J. P.
Toennies
, J. Chem. Phys.
122
, 134314
(2005
).[8]
F. J.
Aoiz
, L.
Bañares
, V. J.
Herrero
, V. Sáez
Rábanos
, K.
Stark
, and H. J.
Werner
, Chem. Phys. Lett.
223
, 215
(1994
).[9]
S.
Der Chao
and R. T.
Skodje
, J. Chem. Phys.
113
, 3487
(2000
).[10]
[11]
M. H.
Qiu
, Z. F.
Ren
, L.
Che
, D. X.
Dai
, S. A.
Harich
, X. Y.
Wang
, X. M.
Yang
, C. X.
Xu
, D. Q.
Xie
, M.
Gustafsson
, R. T.
Skodje
, Z. G.
Sun
, and D. H.
Zhang
, Science
311
, 1440
(2006
).[12]
C. X.
Xu
, D. Q.
Xie
, and D. H.
Zhang
, Chin. J. Chem. Phys.
19
, 96
(2006
).[13]
F. J.
Aoiz
, L.
Banares
, V. J.
Herrero
, V. Saez
Rabanos
, K.
Stark
, and H. J.
Werner
, J. Phys. Chem.
98
, 10665
(1994
).[14]
M.
Faubel
, B.
Martínez-Haya
, L. Y.
Rusin
, U.
Tappe
, and J. P.
Toennies
, Chem. Phys. Lett.
232
, 197
(1995
).[15]
M.
Faubel
, B.
Martínez-Haya
, L. Y.
Rusin
, U.
Tappe
, J. P.
Toennies
, F. J.
Aoiz
, and L.
Bañaresb
, Chem. Phys.
207
, 227
(1996
).[16]
M.
Faubel
, B.
Martínez-Haya
, L. Y.
Rusin
, U.
Tappe
, and J. P.
Toennies
, J. Phys. Chem. A.
101
, 6415
(1997
).[17]
M.
Baer
, M.
Faubel
, B.
Martínez-Haya
, L. Y.
Rusin
, U.
Tappe
, and J. P.
Toennies
, J. Chem. Phys.
108
, 9694
(1998
).[18]
M.
Faubel
, B.
Martínez-Haya
, L. Y.
Rusin
, U.
Tappe
, J. P.
Toennies
, F. J.
Aoiz
, and L.
Bañares
, J. Phys. Chem. A
102
, 8695
(1998
).[19]
F.
Dong
, S. H.
Lee
, and K.
Liu
, J. Chem. Phys.
113
, 3633
(2000
).[20]
L.
Che
, Z. F.
Ren
, X. G.
Wang
, W. R.
Dong
, D. X.
Dai
, X. Y.
Wang
, D. H.
Zhang
, X. M.
Yang
, L. S.
Sheng
, G. L.
Li
, H. J.
Werner
, F.
Lique
, and M. H.
Alexander
, Science
317
, 1061
(2007
).[21]
X. M.
Yang
, T. K.
Minton
, and D. H.
Zhang
, Science
336
, 1650
(2012
).[22]
J.
Jankunas
, R. N.
Zare
, F.
Bouakline
, S. C.
Althorpe
, D.
Herráez-Aguilar
, and F. J.
Aoiz
, Science
336
, 1687
(2012
).[23]
J. M.
Zhang
, J. P.
Camden
, A. L.
Brunsvold
, H. P.
Upadhyaya
, T. K.
Minton
, and G. C.
Schatz
, J. Am. Chem. Soc.
130
, 8896
(2008
).[24]
G. E.
Caledonia
, R. H.
Krech
, and B. D.
Green
, AIAA J.
25
, 59
(1987
).[25]
J. M.
Zhang
, D. J.
Garton
, and T. K.
Minton
, J. Chem. Phys.
117
, 6239
(2002
).[26]
K. T.
Nicholson
, T. K.
Minton
, and S. J.
Sibener
, J. Phys. Chem. B
109
, 8476
(2005
).[27]
J. M.
Zhang
, N. F.
Lindholm
, A. L.
Brunsvold
, H. P.
Upadhyaya
, T. K.
Minton
, and M.
Tagawa
, ACS Appl. Mater. Interfaces
1
, 653
(2009
).[28]
M.
Qian
, V. J.
Murray
, W.
Wei
, B. C.
Marshall
, and T. K.
Minton
, ACS Appl. Mater. Interfaces
8
, 33982
(2016
).[29]
N.
Atar
, E.
Grossman
, I.
Gouzman
, A.
Bolker
, V. J.
Murray
, B. C.
Marshall
, M.
Qian
, T. K.
Minton
, and Y.
Hanein
, ACS Appl. Mater. Interfaces
7
, 12047
(2015
).[30]
T. K.
Minton
, M. E.
Wright
, S. J.
Tomczak
, S. A.
Marquez
, L. H.
Shen
, A. L.
Brunsvold
, R.
Cooper
, J. M.
Zhang
, V.
Vij
, A. J.
Guenthner
, and B. J.
Petteys
, ACS Appl. Mater. Interfaces
4
, 492
(2012
).[31]
S. A.
Lahankar
, J. M.
Zhang
, T. K.
Minton
, and K. G.
McKendrick
, J. Am. Chem. Soc.
136
, 12371
(2014
).[32]
S. A.
Lahankar
, J. M.
Zhang
, K. G.
McKendrick
, and T. K.
Minton
, Nat. Chem.
5
, 315
(2013
).[33]
D. J.
Garton
, A. L.
Brunsvold
, T. K.
Minton
, D.
Troya
, B.
Maiti
, and G. C.
Schatz
, J. Phys. Chem. A
110
, 1327
(2006
).[34]
D. J.
Garton
, T. K.
Minton
, B.
Maiti
, D.
Troya
, and G. C.
Schatz
, J. Chem. Phys.
118
, 1585
(2003
).[35]
W. R.
Dong
, C. L.
Xiao
, T.
Wang
, D. X.
Dai
, X. Y.
Wang
, and X. M.
Yang
, Chin. J. Chem. Phys.
24
, 521
(2011
).[36]
W. R.
Dong
, C. L.
Xiao
, T.
Wang
, D. X.
Dai
, X. Y.
Wang
, and X. M.
Yang
, Chin. J. Chem. Phys.
24
, 507
(2011
).[37]
X. A.
Wang
, W. R.
Dong
, M. H.
Qiu
, Z. F.
Ren
, L.
Che
, D. X.
Dai
, X. M.
Yang
, Z. G.
Sun
, B. N.
Fu
, S. Y.
Lee
, X.
Xu
, and D. H.
Zhang
, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
105
, 6227
(2008
).[38]
Z. F.
Ren
, L.
Che
, M. H.
Qiu
, X. A.
Wang
, W. R.
Dong
, D. X.
Dai
, X. Y.
Yang
, Z. G.
Sun
, B. N.
Fu
, S. Y.
Lee
, X.
Xu
, and D. H.
Zhang
, Proc. Natl. Acad. Sci. USA
105
, 12662
(2008
).[39]
T. K.
Minton
, B. H.
Wu
, J. M.
Zhang
, N. F.
Lindholm
, A. I.
Abdulagatov
, J.
O’Patchen
, S. M.
George
, and M. D.
Groner
, ACS Appl. Mater. Interfaces
2
, 2515
(2010
).[40]
R.
Cooper
, H. P.
Upadhyaya
, T. K.
Minton
, M. R.
Berman
, X. H.
Du
, and S. M.
George
, Thin Solid Films
516
, 4036
(2008
).[41]
L.
Li
, J. C.
Yang
, and T. K.
Minton
, J. Phys. Chem. C
111
, 6763
(2007
).[42]
D. M.
Buczala
, A. L.
Brunsvold
, and T. K.
Minton
, J. Spacecr. Rockets
43
, 421
(2006
).[43]
J. M.
Zhang
, S. A.
Lahankar
, D. J.
Garton
, T. K.
Minton
, W. Q.
Zhang
, and X. M.
Yang
, J. Phys. Chem. A
115
, 10894
(2011
).[44]
K. J.
Yuan
, L. N.
Cheng
, Y.
Cheng
, Q.
Guo
, D. X.
Dai
, and X. M.
Yang
, Rev. Sci. Instrum.
79
, 124101
(2008
).[45]
H. L.
Wang
, Y.
Yu
, Y.
Chang
, S.
Su
, S. R.
Yu
, Q. M.
Li
, K.
Tao
, H. L.
Ding
, J. Y.
Yang
, G. L.
Wang
, L.
Che
, Z. G.
He
, Z. C.
Chen
, X. A.
Wang
, W. Q.
Zhang
, D. X.
Dai
, G. R.
Wu
, K. J.
Yuan
, and X. M.
Yang
, J. Chem. Phys.
148
, 124301
(2018
).[46]
S.
Su
, H. Z.
Wang
, Z. C.
Chen
, S. R.
Yu
, D. X.
Dai
, K. J.
Yuan
, and X. M.
Yang
, J. Chem. Phys.
143
, 184302
(2015
).[47]
Y.
Cheng
, K. J.
Yuan
, L. N.
Cheng
, Q.
Guo
, D. X.
Dai
, and X. M.
Yang
, J. Chem. Phys.
134
, 064301
(2011
).[48]
Y.
Cheng
, L. N.
Cheng
, Q.
Guo
, K. J.
Yuan
, D. X.
Dai
, and X. M.
Yang
, J. Chem. Phys.
134
, 104305
(2011
).[49]
F. J.
Aoiz
, L.
Bañares
, V. J.
Herrero
, and V.
SáezRábanos
, Chem. Phys.
187
, 227
(1994
).[50]
J. F.
Castillo
, D. E.
Manolopoulos
, K.
Stark
, and H. J.
Werner
, J. Chem. Phys.
104
, 6531
(1996
).[51]
D.
De Fazio
, J. M.
Lucas
, V.
Aquilanti
, and S.
Cavalli
, Phys. Chem. Chem. Phys.
13
, 8571
(2011
).
This content is only available via PDF.
© 2019 Chinese Physical Society.
2019
Chinese Physical Society
You do not currently have access to this content.
