The present review focused on selected, recent experimental progress of photodissociation dynamics of small molecules covering the vacuum ultraviolet (VUV) range from 6 eV to 20 eV. These advancements come about due to the available laser based VUV light sources, along with the developments of advanced experimental techniques, including the velocity-map imaging (VMI), H-atom Rydberg tagging time-of-flight (HRTOF) techniques, as well as the two-color tunable VUV-VUV laser pump-probe detection method. The applications of these experimental techniques have allowed VUV photodissociation studies of many diatomic and triatomic molecules to quantum state-to-state in detail. To highlight the recent accomplishments, we have summarized the results on several important molecular species, including H2 (D2, HD), CO, N2, NO, O2, H2O (D2O, HOD), CO2, and N2O. The detailed VUV photodissociation studies of these molecules are of astrochemical and atmospheric relevance. Since molecular photodissociation initiated by VUV excitation is complex and is often governed by multiple electronic potential energy surfaces, the unraveling of the complex dissociation dynamics requires state-to-state cross section measurements. The newly constructed Dalian Coherent Light Source (DCLS), which is capable of generating coherent VUV radiation with unprecedented brightness in the range of 50–150 nm, promises to propel the photodissociation experiment to the next level.

[1]
A. T. J. B.
Eppink
and
D. H.
Parker
,
Rev. Sci. Instrum.
68
,
3477
(
1997
).
[2]
D. W.
Chandler
,
Paul L.
Houston
, and
D. H.
Parker
,
J. Chem. Phys.
147
,
013601
(
2017
).
[3]
L.
Schnieder
,
W.
Meier
,
K. H.
Welge
,
M. N. R.
Ashfold
, and
C. M.
Western
,
J. Chem. Phys.
92
,
7027
(
1990
).
[4]
M. N. R.
Ashfold
,
K. J.
Yuan
, and
X. M.
Yang
,
J. Chem. Phys.
149
,
080901
(
2018
).
[5]
H.
Gao
,
Y.
Song
,
W. M.
Jackson
, and
C. Y.
Ng
,
J. Chem. Phys.
138
,
191102
(
2013
).
[7]
L. J.
Butler
and
D. M.
Neumark
,
J. Phys. Chem.
100
,
12801
(
1996
).
[8]
M. N. R.
Ashfold
,
Graeme A.
King
,
D.
Murdock
,
M. G. D.
Nix
,
T. A. A.
Oliver
, and
A. G.
Sage
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
12
,
1218
(
2010
).
[9]
A. P.
Clark
,
M.
Brouard
,
F.
Quadrini
, and
C.
Vallance
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
8
,
5591
(
2006
).
[10]
R. H.
Lipson
,
S. S.
Dimov
,
P.
Wang
,
Y. J.
Shi
,
D. M.
Mao
,
X. K.
Hu
, and
J.
Vanstone
,
Instrume. Sci. Technol.
28
,
85
(
2000
).
[11]
Y.
Chang
,
S.
Yu
,
Q.
Li
,
Y.
Yu
,
H.
Wang
,
S.
Su
,
Z.
Chen
,
L.
Che
,
X.
Wang
,
W.
Zhang
,
D.
Dai
,
G.
Wu
,
K.
Yuan
, and
X.
Yang
,
Rev. Sci. Instruments
89
,
063113
(
2018
).
[12]
[13]
H.
Beutler
,
Zeitschrift für Physik
93
,
177
(
1935
).
[15]
M.
Glass-Maujean
,
H.
Schmoranzer
,
C.
Jungen
,
I.
Haar
,
A.
Knie
,
P.
Reiss
, and
A.
Ehresmann
,
Phys. Rev. A
86
,
052507
(
2012
).
[16]
J. Z.
Mezei
,
I. F.
Schneider
,
M.
Glass-Maujean
, and
C.
Jungen
,
J. Chem. Phys.
141
,
064305
(
2014
).
[17]
G. D.
Dickenson
,
T. I.
Ivanov
,
M.
Roudjane
,
N.
de Oliveira
,
D.
Joyeux
,
L.
Nahon
,
W. Ü. L. Tchang
Brillet
,
M.
Glass-Maujean
,
I.
Haar
,
A.
Ehresmann
, and
W.
Ubachs
,
J. Chem. Phys.
133
,
144317
(
2010
).
[18]
Q.
Meng
and
Y.
Mo
,
J. Chem. Phys.
144
,
154305
(
2016
).
[19]
Q.
Meng
,
J.
Wang
, and
Y.
Mo
,
Phys. Rev. A
93
,
050501
(
2016
).
[20]
J.
Wang
,
Q.
Meng
, and
Y.
Mo
,
J. Phys. Chem. A
121
,
5785
(
2017
).
[21]
J.
Wang
,
Q.
Meng
, and
Y.
Mo
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
053002
(
2017
).
[22]
J.
Wang
and
Y.
Mo
,
Phys. Rev. A
98
,
062509
(
2018
).
[23]
M.
Yan
,
A.
Dalgarno
,
W.
Klemperer
, and
A. E. S.
Miller
,
Mon. Not. R. Astron. Soc.
313
,
L17
(
2000
).
[24]
R.
Visser
,
E. F.
van Dishoeck
, and
J. H.
Black
,
A&A
503
,
323
(
2009
).
[25]
E. F.
Van Dishoeck
and
J. H.
Black
,
Astrophys. J.
334
,
771
(
1988
).
[26]
R. N.
Clayton
,
Nature
415
,
860
(
2002
).
[27]
J. R.
Lyons
and
E. D.
Young
,
Nature
435
,
317
(
2005
).
[28]
H.
Yurimoto
and
K.
Kuramoto
,
Science
305
,
1763
(
2004
).
[29]
Michèle
Eidelsberg
and
F.
Rostas
,
A&A
235
,
472
(
1990
).
[30]
K. S. E.
Eikema
,
W.
Hogervorst
, and
W.
Ubachs
,
Chem. Phys.
181
,
217
(
1994
).
[31]
M.
Eidelsberg
,
F.
Launay
,
K.
Ito
,
T.
Matsui
,
P. C.
Hinnen
,
E.
Reinhold
,
W.
Ubachs
, and
K. P.
Huber
,
J. Chem. Phys.
121
,
292
(
2004
).
[32]
W.
Ubachs
,
K. S. E.
Eikema
,
P. F.
Levelt
,
W.
Hogervorst
,
M.
Drabbels
,
W. L.
Meerts
, and
J. J. Ter
Meulen
,
Astrophys. J.
427
,
L55
(
1994
).
[33]
M.
Eidelsberg
,
J. L.
Lemaire
,
S. R.
Federman
,
G.
Stark
,
A. N.
Heays
,
Y.
Sheffer
,
L.
Gavilan
,
J. H.
Fillion
,
F.
Rostas
,
J. R.
Lyons
,
P. L.
Smith
,
N.
de Oliveira
,
D.
Joyeux
,
M.
Roudjane
, and
L.
Nahon
,
A&A
543
,
A69
(
2012
).
[34]
M.
Eidelsberg
,
J. L.
Lemaire
,
S. R.
Federman
,
G.
Stark
,
A. N.
Heays
,
L.
Gavilan
,
J. R.
Lyons
,
P. L.
Smith
,
N.
de Oliveira
, and
D.
Joyeux
,
A&A
566
,
A96
(
2014
).
[35]
M.
Eidelsberg
,
J. L.
Lemaire
,
S. R.
Federman
,
A. N.
Heays
,
G.
Stark
,
J. R.
Lyons
,
L.
Gavilan
, and
N.
de Oliveira
,
A&A
602
,
A76
(
2017
).
[36]
X.
Shi
,
Q.
Yin
,
H.
Gao
,
Y. C.
Chang
,
W. M.
Jackson
,
R. C.
Wiens
, and
C. Y.
Ng
,
Astrophys. J.
850
,
48
(
2017
).
[37]
James R.
Lyons
,
Ehsan
Gharib-Nezhad
, and
Thomas R.
Ayres
,
Nat. Commun.
9
,
908
(
2018
).
[38]
H.
Gao
,
Y.
Song
,
L.
Yang
,
X.
Shi
,
Q.
Yin
,
C. Y.
Ng
, and
W. M.
Jackson
,
J. Chem. Phys.
135
,
221101
(
2011
).
[39]
H.
Gao
,
Y.
Song
,
L.
Yang
,
X.
Shi
,
Q.
Yin
,
C. Y.
Ng
, and
W. M.
Jackson
,
J. Chem. Phys.
137
,
034305
(
2012
).
[40]
H.
Gao
,
Y.
Song
,
Y. C.
Chang
,
X. Y.
Shi
,
Q. Z.
Yin
,
R. C.
Wiens
,
W. M.
Jackson
, and
C. Y.
Ng
,
J. Phys. Chem. A
117
,
6185
(
2013
).
[41]
X. Y.
Shi
,
H.
Gao
,
Q. Z.
Yin
,
Y. C.
Chang
,
R. C.
Wiens
,
W. M.
Jackson
, and
C. Y.
Ng
,
J. Phys. Chem. A
122
,
8136
(
2018
).
[42]
A. W.
Kam
and
F. M.
Pipkin
,
Phys. Rev. A
43
,
3279
(
1991
).
[43]
H.
Helm
and
P. C.
Cosby
,
J. Chem. Phys.
86
,
6813
(
1987
).
[44]
H.
Helm
and
P. C.
Cosby
,
J. Chem. Phys.
90
,
4208
(
1989
).
[45]
C. W.
Walter
,
P. C.
Cosby
, and
H.
Helm
,
J. Chem. Phys.
99
,
3553
(
1993
).
[46]
C. W.
Walter
,
P. C.
Cosby
, and
H.
Helm
,
Phys. Rev. A
50
,
2930
(
1994
).
[47]
B.
Buijsse
and
W. J.
van der Zande
,
J. Chem. Phys.
107
,
9447
(
1997
).
[48]
B.
Buijsse
,
E. R.
Wouters
, and
W. J.
van der Zande
,
Phys. Rev. Lett.
77
,
243
(
1996
).
[49]
H.
Gao
,
L.
Yang
,
Y.
Pan
,
J. G.
Zhou
,
C. Y.
Ng
, and
W. M.
Jackson
,
J. Chem. Phys.
135
,
134319
(
2011
).
[50]
Y.
Song
,
H.
Gao
,
Y. C.
Chang
,
D.
Hammoutne
,
H.
Ndome
,
M.
Hochlaf
,
W. M.
Jackson
, and
C. Y.
Ng
,
Astrophys. J.
819
,
23
(
2016
).
[51]
Y.
Song
,
H.
Gao
,
Y. C.
Chang
,
D.
Hammoutène
,
H.
Ndome
,
M.
Hochlaf
,
W. M.
Jackson
, and
C. Y.
Ng
,
Astrophys. J.
854
,
185
(
2018
).
[52]
H.
Gao
,
Y.
Pan
,
L.
Yang
,
J. G.
Zhou
,
C. Y.
Ng
, and
W. M.
Jackson
,
J. Chem. Phys.
136
,
134302
(
2012
).
[53]
Y.
Hao
,
C.
Zhou
, and
Y.
Mo
,
J. Phys. Chem. A
109
,
5832
(
2005
).
[54]
C.
Zhou
and
Y.
Mo
,
J. Chem. Phys.
139
,
084314
(
2013
).
[55]
Y.
Zhou
,
Q.
Meng
, and
Y.
Mo
,
J. Chem. Phys.
141
,
014301
(
2014
).
[56]
F.
Wang
,
I. C.
Lu
,
K.
Yuan
,
Y.
Cheng
,
M.
Wu
,
D. H.
Parker
, and
X.
Yang
,
Chem. Phys. Lett.
449
,
18
(
2007
).
[57]
S.
Su
,
Y.
Dorenkamp
,
S.
Yu
,
A. M.
Wodtke
,
D.
Dai
,
K.
Yuan
, and
X.
Yang
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
18
,
15399
(
2016
).
[58]
K.
Yuan
,
R. N.
Dixon
, and
X.
Yang
,
Acc. Chem. Res.
44
,
369
(
2011
).
[59]
X.
Hu
,
L.
Zhou
, and
D.
Xie
,
WIREs Comput. Mol. Sci.
e1350
(
2018
).
[60]
H.
Wang
,
Y.
Yu
,
Y.
Chang
,
S.
Su
,
S.
Yu
,
Q.
Li
,
K.
Tao
,
H.
Ding
,
J.
Yang
,
G.
Wang
,
L.
Che
,
Z.
He
,
Z.
Chen
,
X.
Wang
,
W.
Zhang
,
D.
Dai
,
G.
Wu
,
K.
Yuan
, and
X.
Yang
,
J. Chem. Phys.
148
,
124301
(
2018
).
[61]
G. C.
Schatz
,
J. Chem. Phys.
83
,
5677
(
1985
).
[62]
D. H.
Mordaunt
,
M. N. R.
Ashfold
, and
R. N.
Dixon
,
J. Chem. Phys.
100
,
7360
(
1994
).
[63]
C. T.
Kuo
,
Y. M.
Chen
,
S. Y.
Wang
,
S. C.
Li
, and
J. B.
Nee
,
Chin. J. Phys.
42
, (
2004
).
[64]
S. Y.
Grebenshchikov
,
J. Chem. Phys.
137
,
021101
(
2012
).
[65]
S. Y.
Grebenshchikov
,
J. Chem. Phys.
138
,
224106
(
2013
).
[66]
S. Y.
Grebenshchikov
,
J. Chem. Phys.
138
,
224107
(
2013
).
[67]
A.
Stolow
and
Y. T.
Lee
,
J. Chem. Phys.
98
,
2066
(
1993
).
[68]
I. C.
Lu
,
J. J.
Lin
,
S. H.
Lee
,
Y. T.
Lee
, and
X.
Yang
,
Chem. Phys. Lett.
382
,
665
(
2003
).
[69]
Z.
Chen
,
F.
Liu
,
B.
Jiang
,
X.
Yang
, and
D. H.
Parker
,
J. Phys. Chem. Lett.
1
,
1861
(
2010
).
[70]
J. A.
Schmidt
,
M. S.
Johnson
, and
R.
Schinke
,
Proc. Natl. Acad Sci.
110
,
17691
(
2013
).
[71]
G.
Stark
,
K.
Yoshino
,
P. L.
Smith
, and
K.
Ito
,
J. Quant. Spectros. Rad. Trans.
103
,
67
(
2007
).
[72]
L. E.
Archer
,
G.
Stark
,
P. L.
Smith
,
J. R.
Lyons
,
N.
de Oliveira
,
L.
Nahon
,
D.
Joyeux
, and
D.
Blackie
,
J. Quant. Spectros. Rad. Trans.
117
,
88
(
2013
).
[73]
Z.
Lu
,
Y. C.
Chang
,
H.
Gao
,
Y.
Benitez
,
Y.
Song
,
C. Y.
Ng
, and
W. M.
Jackson
,
J. Chem. Phys.
140
,
231101
(
2014
).
[74]
Z.
Lu
,
Y. C.
Chang
,
Q. Z.
Yin
,
C. Y.
Ng
, and
W. M.
Jackson
,
Science
346
,
61
(
2014
).
[75]
Z.
Lu
,
Y. C.
Chang
,
Y.
Benitez
,
Z.
Luo
,
A. B.
Houria
,
T.
Ayari
,
M. Mogren
Al Mogren
,
M.
Hochlaf
,
W. M.
Jackson
, and
C. Y.
Ng
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
17
,
11752
(
2015
).
[76]
S.
Yu
,
G.
Hong
,
C. Y.
Chung
,
L.
Zhou
,
C. Y.
Ng
, and
W. M.
Jackson
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
16
,
563
(
2014
).
[77]
M.
Zelikoff
,
K.
Watanabe
, and
E. C. Y.
Inn
,
J. Chem. Phys.
21
,
1643
(
1953
).
[78]
C.
Zhen
,
Y. H.
Hu
,
S. L.
Liu
, and
X. G.
Zhou
,
Acta Phys. Chim. Sin.
26
,
94
(
2010
).
[79]
S.
Yu
,
D.
Yuan
,
W.
Chen
,
X.
Yang
, and
X.
Wang
,
J. Phys. Chem. A
119
,
8090
(
2015
).
[80]
D.
Yuan
,
S.
Yu
,
W.
Cheng
,
T.
Xie
,
X.
Yang
, and
X.
Wang
,
J. Phys. Chem. A
120
,
4966
(
2016
).
[81]
D.
Yuan
,
S.
Yu
,
T.
Xie
,
W.
Chen
,
S.
Wang
,
Y.
Tan
,
T.
Wang
,
K.
Yuan
,
X.
Yang
, and
X.
Wang
,
J. Phys. Chem. A
122
,
2663
(
2018
).
[82]
S.
Yu
,
D.
Yuan
,
W.
Chen
,
T.
Xie
,
J.
Zhou
,
T.
Wang
,
Z.
Chen
,
K.
Yuan
,
X.
Yang
, and
X.
Wang
,
J. Chem. Phys.
149
,
104309
(
2018
).
[83]
X.
Liu
,
D. W.
Hwang
,
X. F.
Yang
,
S.
Harich
,
J. J.
Lin
, and
X.
Yang
,
J. Chem. Phys.
111
,
3940
(
1999
).
[84]
P. A.
Cook
,
S. R.
Langford
,
R. N.
Dixon
, and
M. N. R.
Ashfold
,
J. Chem. Physics
114
,
1672
(
2001
).
[85]
S.
Gao
and
Y.
Mo
,
J. Phys. Chem. A
115
,
1781
(
2011
).
[86]
G. P.
Morley
,
Ian R.
Lambert
,
M. N. R.
Ashfold
,
K. N.
Rosser
, and
C. M.
Western
,
J. Chem. Phys.
97
,
3157
(
1992
).
[87]
P. A.
Cook
,
S. R.
Langford
,
M. N. R.
Ashfold
, and
R. N.
Dixon
,
J. Chem. Phys.
113
,
994
(
2000
).
[88]
D. H.
Mordaunt
,
I. R.
Lambert
,
G. P.
Morley
,
M. N. R.
Ashfold
,
R. N.
Dixon
,
C. M.
Western
,
L.
Schnieder
, and
K. H.
Welge
,
J. Chem. Phys.
98
,
2054
(
1993
).
[89]
J. H.
Wang
and
K.
Liu
,
J. Chem. Phys.
109
,
7105
(
1998
).
[90]
J. H.
Wang
,
K. P.
Liu
,
Z.
Min
,
H. M.
Su
,
R.
Bersohn
,
J.
Preses
, and
J. Z.
Larese
,
J. Chem. Phys.
113
,
4146
(
2000
).
[91]
P. A.
Cook
,
M. N. R.
Ashfold
,
Y. J.
Jee
,
K. H.
Jung
,
S.
Harich
, and
X. M.
Yang
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
3
,
1848
(
2001
).
[92]
Y.
Zhang
,
K.
Yuan
,
S.
Yu
, and
X. M.
Yang
,
J. Phys. Chem. Lett.
1
,
475
(
2010
).
[93]
S.
Yu
,
S.
Su
,
D.
Dai
,
K.
Yuan
, and
X. M.
Yang
,
J. Phys. Chem. A
117
,
13564
(
2013
).
[94]
P.
Löffler
,
E.
Wrede
,
L.
Schnieder
,
J. B.
Halpern
,
W. M.
Jackson
, and
K. H.
Welge
,
J. Chem. Phys.
109
,
5231
(
1998
).
[95]
Y.
Zhang
,
K.
Yuan
,
S.
Yu
,
D. H.
Parker
, and
X.
Yang
,
J. Chem. Phys.
133
,
014307
(
2010
).
[96]
R. H.
Qadiri
,
E. J.
Feltham
,
N. H.
Nahler
,
R. P.
García
, and
M. N. R.
Ashfold
,
J. Chem. Phys.
119
,
12842
(
2003
).
[97]
R.
Silva
,
W. K.
Gichuhi
,
C.
Huang
,
M. B.
Doyle
,
V. V.
Kislov
,
A. M.
Mebel
, and
A. G.
Suits
,
Proc. Natl Acad. Sci.
105
,
12713
(
2008
).
[98]
S.
Yu
,
S.
Su
,
Y.
Zhang
,
D.
Dai
,
K.
Yuan
, and
X.
Yang
,
J. Chem. Phys.
139
,
124307
(
2013
).
[99]
H.
Wang
,
S.
Yu
,
S.
Su
,
D.
Dai
,
K.
Yuan
, and
X.
Yang
,
J. Phys. Chem. A
119
,
11313
(
2015
).
[100]
G.
Amaral
,
K.
Xu
, and
J. S
Zhang
,
J. Phys. Chem. A
105
,
1115
(
2001
).
[101]
X.
Yang
,
in Modern Trends in Chemical Reaction Dynamics
,
World Scientific
, Vol.
14
,
1
(
2004
).
[102]
Z.
Luo
,
Y. C.
Chang
,
C. S.
Lam
,
K. C.
Lau
, and
C. Y.
Ng
, in
Frontiers and Advances in Molecular Spectroscopy
,
Jaan
Laane
Ed.,
Elsevier
,
195
(
2018
).
[103]
Y. C.
Chang
,
B.
Xiong
,
D. H.
Bross
,
B.
Ruscic
, and
C. Y.
Ng
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
19
,
9592
(
2017
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.