Our experimental progresses on the reaction dynamics of dissociative electron attachment (DEA) to carbon dioxide (CO2) are summarized in this review. First, we introduce some fundamentals about the DEA dynamics and provide an epitome about the DEAs to CO2. Second, the experimental technique developments are described, in particular, on the high-resolution velocity map imaging apparatus in which we put a lot of efforts during the past two years. Third, our findings about the DEA dynamics of CO2 are surveyed and briefly compared with the others’ work. At last, we give a perspective about the applications of the DEA studies and highlight the inspirations in the production of molecular oxygen on Mars and the catalytic transformations of CO2.
REFERENCES
[1]
F.
C.
Fehsenfeld
, A. L.
Schmeltekopf
, H. I.
Schiff
, and E. E.
Ferguson
, Planet. Space Sci.
15
, 373
(1967
).[2]
T.
J.
Millar
, C.
Walsh
, and T. A.
Field
, Chem. Rev.
117
, 1765
(2017
).[3]
T.
J.
Millar
, C.
Walsh
, M. A.
Cordiner
, R. N.
Chuimn
, and E.
Herbst
, Astrophys. J. Lett.
662
, L87
(2007
).[4]
V.
Vuitton
, P.
Lavvas
, R. V.
Yelle
, M.
Galand
, A.
Well-brock
, G.
Lewis
, A. J.
Coates
, and J. E.
Wahlund
, Planet. Space Sci.
57
, 1558
(2009
).[5]
I.
Čadž
, S.
Markelj
, Z.
Rupnik
, and P.
Pelicon
, J. Phys.: Conf. Ser.
133
, 012029
(2008
).[6]
B.
BoudäIffa
, P.
Cloutier
, D.
Hunting
, M. A.
Huels
, and L.
Sanche
, Science
287
, 1658
(2000
).[7]
Y.
Zheng
and L.
Sanche
, Rev. Nanosci. Nanotech.
2
, 1
(2013
).[8]
S.
W.
Hla
, L.
Bartels
, G.
Meyer
, and K. H.
Rieder
, Phys. Rev. Lett.
85
, 2777
(2000
).[9]
P. C.
Deshmukh
, E.
Krishnakumar
, S.
Fritzsche
, M.
Krishnamurthy
, and S.
Majumder
, Quantum Collisions and
Confinement of Atomic and Molecular Species, and Photons, The 7th Topical Conference
of ISAMP
(2018
).[10]
T.
F.
O’Malley
and H. S.
Taylor
, Phys. Rev.
176
, 207
(1968
).[11]
G.
H.
Dunn
, Phys. Rev. Lett.
8
, 62
(1962
).[12]
M.
Tronc
, C.
Schermann
, R. I.
Hall
, and F.
Fiquet-Fayard
, J. Phys. B: At. Mol.
Phys.
10
, L459
(1977
).[13]
L.
D. A.
Siebbeles
, M.
Glass-Maujean
, O. S.
Vasyutinskii
, J. A.
Beswick
, and O.
Roncero
, J. Chem. Phys.
100
, 3610
(1994
).[14]
R.
Azria
, Y. L.
Coat
, G.
Lefevre
, and D.
Simon
, J. Phys. B
12
, 679
(1979
).[15]
R.
Azria
, Y. L.
Coat
, D.
Simon
, and M.
Tronc
, J. Phys. B
13
, 1909
(1980
).[16]
A.
Moradmand
, D. S.
Slaughter
, D. J.
Haxton
, T. N.
Rescigno
, C. W.
McCurdy
, Th.
Weber
, S.
Matsika
, A. L.
Landers
, A.
Belkacem
, and M.
Fogle
, Phys. Rev. A
88
, 032703
(2013
).[17]
R.
Buchdahl
, J. Chem. Phys.
9
, 146
(1941
).[18]
E.
Illenberger
and J.
Momigny
, Gaseous Molecular Ions an
Introduction to Elementary Processes Induced by Ionization
,
Darmstadt, New York, Berlin
, Steinkopff
Verlag: Springer
, (1992
).[19]
O.
Inglfsson
, F.
Weik
, and E.
Illenberger
, Int. J. Mass Spectrom. Ion
Process.
155
, 1
(1996
).[20]
H.
Hotop
, M. W.
Ruf
, M.
Allan
, and I. I.
Fabrikant
, Resonance and Threshold
Phenomena in Low-energy Electron Collisions with Molecules and Clusters, Advances In
Atomic, Molecular, and Optical Physics
(vol 49
),
Amsterdam
: Elsevier
,
(2003
).[21]
M.
Orzol
, C.
König-Lehmann
, E.
Illenberger
, and J.
Kopyra
, J. Chem. Phys.
133
, 194503
(2010
).[22]
A.
Ryzhkova
and P.
Swiderek
, Surf. Sci.
605
, 963
(2011
).[23]
O.
Hoegh-Guldberg
, D.
Jacob
, M.
Taylor
, T. Guilĺen
Bolaños
, M.
Bindi
, S.
Brown
, I. A.
Camilloni
, A.
Diedhiou
, R.
Djalante
, K.
Ebi
, F.
Engelbrecht
, J.
Guiot
, Y.
Hijioka
, S.
Mehrotra
, C. W.
Hope
, A.
J.
Payne
, H. O.
Pörtner
, S. I.
Seneviratne
, A.
Thomas
, R.
Warren
, and G.
Zhou
, Science
365
, 6459
(2019
).[24]
W.
H.
Cheng
, M. H.
Richter
, I.
Sullivan
, D. M.
Larson
, C. X.
Xiang
, B. S.
Brunschwig
, and H. A.
Atwater
, ACS Energy Lett.
5
, 470
(2020
).[25]
S.
Gao
, Y.
Lin
, X.
C.
Jiao
, Y.
F.
Sun
, Q.
Q.
Luo
, W.
H.
Zhang
, D. Q.
Li
, J.
L.
Yang
, and Y.
Xie
, Nature
529
, 68
(2016
).[26]
C.
Hepburn
, E.
Adlen
, J.
Beddington
, E. A.
Carter
, S.
Fuss
, N.
M.
Dowell
, J. C.
Minx
, P.
Smith
, and C. K.
Williams
, Nature
575
, 7781
(2019
).[27]
X.
D.
Wang
, X.
F.
Gao
, C.
J.
Xuan
, and S. X.
Tian
, Nat. Chem.
8
, 258
(2016
).[28]
B.
Wu
, L.
Xia
, H.
K.
Li
, X.
J.
Zeng
, and S. X.
Tian
, Phys. Rev. A
85
, 052709
(2012
).[29]
H.
Li
, X.
F.
Gao
, X.
Meng
, and S. X.
Tian
, Phys. Rev. A
99
, 032703
(2019
).[30]
D.
Rapp
and D. D.
Briglia
, J. Chem. Phys.
43
, 1480
(1965
).[31]
C.
R.
Claydon
, G. A.
Segal
and H. S.
Taylor
, J. Chem. Phys.
52
, 3387
(1970
).[32]
P.
J.
Chantry
, J. Chem. Phys.
57
, 3180
(1972
).[33]
A.
Stamatovic
and G. J.
Schulz
, Phys. Rev. A
7
, 589
(1973
).[34]
D.
Spence
and G. J.
Schulz
, J. Chem. Phys.
60
, 216
(1974
).[35]
M.
J. W.
Boness
and G. J.
Schulz
, Phys. Rev. A
9
, 1969
(1974
).[36]
R.
Abouaf
, R.
Paineau
, and F.
Fiquet-Fayard
, J. Phys. B
9
, 303
(1976
).[37]
W.
B.
England
, B. J
Rosenberg
, P. J.
Fortune
, and W. C
Wahl
, J. Chem. Phys.
65
, 684
(1976
).[38]
S.
K.
Srivastava
and O. J.
Orient
, Phys. Rev. A
27
, 1209
(1983
).[39]
O.
J.
Orient
and S. K.
Srivastava
, Chem. Phys. Lett.
96
, 681
(1983
).[40]
R.
Dressler
and M.
Allan
, Chem. Phys.
92
, 449
(1985
).[41]
M.
A.
Huels
, L.
Parenteau
, P.
Cloutier
, and L.
Sanche
, J. Chem. Phys.
103
, 6775
(1995
).[42]
P.
Cicman
, G.
Senn
, G.
Denifl
, D.
Muigg
, J. D.
Skalny
, P.
Lukac
, A.
Stamatovic
, and T. D.
Märk
, Czech J. Phys.
48
, 1135
(1998
).[43]
D.
S.
Slaughter
, T. N.
Rescigno
, D. J.
Haxton
, A. E.
Orel
, C.
W.
McCurdy
, and A.
Belkacem
, J. Phys. B
44
, 205203
(2011
).[44]
A.
Moradmand
, D. S.
Slaughter
, A. L.
Landers
, and M.
Fogle
, Phys. Rev. A
88
, 022711
(2013
).[45]
P.
Nag
and D.
Nandi
, Phys. Rev. A
91
, 052705
(2015
).[46]
E.
Illenberger
, Chem. Phys. Lett.
80
, 153
(1981
).[47]
C.
W.
Walter
, K. A.
Smith
, and F. B.
Dunning
, J. Chem. Phys.
90
, 1652
(1989
).[48]
R.
J.
Van Brunt
and L. J.
Kieffer
, Phys. Rev. A
2
, 1899
(1970
).[49]
R.
J.
Van Brunt
and L. J.
Kieffer
, Phys. Rev. A
10
, 1633
(1974
).[50]
S.
Trajmar
and R. I.
Hall
, J. Phys. B
7
, L458
(1974
).[51]
D.
W.
Chandler
and P. L.
Houston
, J. Chem. Phys.
87
, 1445
(1987
).[52]
A.
Eppink
and D. H.
Parker
, Rev. Sci. Instrum.
68
, 3477
(1997
).[53]
C.
R.
Gebhardt
, T. P.
Rakitzis
, P. C.
Samartzis
, V.
Ladopoulos
, and T. N.
Kitsopoulos
, Rev. Sci. Instrum.
72
, 3848
(2001
).[54]
D.
Townsend
, M. P.
Minitti
, and A. G.
Suits
, Rev. Sci. Instrum.
74
, 2530
(2003
).[55]
B.
Whitaker
, Imaging in Molecular
Dynamics: Technology and Applications
,
UK
: Cambridge University
Press
, (2003
).[56]
D.
Nandi
, V. S.
Prabhudesai
, E.
Krishnakumar
, and A.
Chatterjee
, Rev. Sci. Instrum.
76
, 053107
(2005
).[57]
B.
Wu
, L.
Xia
, H.
K.
Li
, X.
J.
Zeng
, and S. X.
Tian
, Rev. Sci. Instrum.
83
, 013108
(2012
).[58]
X.
D.
Wang
, X.
F.
Gao
, H.
Li
, B.
Wu
, and S. X.
Tian
, J. Phys.: Conf. Ser.
1412
, 052010
(2020
).[59]
A.
Moradmand
, J. B.
Williams
, A. L.
Landers
, and M.
Fogle
, Rev. Sci. Instrum.
84
, 033104
(2013
).[60]
E.
Krishnakumar
, S.
Denifl
, I.
Cadež
, S.
Markelj
, and N. J.
Mason
, Phys. Rev. Lett.
106
, 243201
(2011
).[61]
P.
Nag
, M.
Polá̌sek
, and J.
Fedor
, Phys. Rev. A
99
, 052705
(2019
).[62]
L.
Xia
, X.
J.
Zeng
, H.
K.
Li
, B.
Wu
, and S. X.
Tian
, Angew. Chem. Int. Ed.
52
, 1013
(2013
).[63]
X.
J.
Zeng
, L.
Xia
, H.
K.
Li
, K.
C.
Lau
, and S. X.
Tian
, Phys. Rev. A
87
, 012711
(2013
).[64]
H.
K.
Li
, L.
Xia
, X.
J.
Zeng
, and S. X.
Tian
, J. Phys. Chem. A
117
, 3176
(2013
).[65]
S.
X.
Tian
, B.
Wu
, L.
Xia
, H.
K.
Li
, X.
J.
Zeng
, Y.
Luo
, and J. L.
Yang
, Phys. Rev. A
88
, 012708
(2013
).[66]
L.
Xia
, X.
D.
Wang
, C.
J.
Xuan
, X.
J.
Zeng
, S.
X.
Tian
, H.
K.
Li
, Y.
Pan
, and K. C.
Lau
, J. Chem. Phys.
140
, 041106
(2014
).[67]
S.
X.
Tian
and Y.
Luo
, Phys. Rev. A
91
, 056702
(2015
).[68]
X.
D.
Wang
, C.
J.
Xuan
, W.
L.
Feng
, and S. X.
Tian
, J. Chem. Phys.
142
, 064316
(2015
).[69]
X.
D.
Wang
, C.
J.
Xuan
, Y.
Luo
, and S. X.
Tian
, J. Chem. Phys.
143
, 066101
(2015
).[70]
M.
Y.
Li
, X.
F.
Gao
, X.
D.
Wang
, H.
Li
, and S. X.
Tian
, Inter. J. Mass Spectrom.
404
, 20
(2016
).[71]
H.
Li
, X.
F.
Gao
, X.
Meng
, and S. X.
Tian
, J. Phys. Chem. A
123
, 9089
(2019
).[72]
X.
F.
Gao
, H.
Li
, X.
Meng
, J.
C.
Xie
, and S. X.
Tian
, J. Chem. Phys.
152
, 084305
(2020
).[73]
R.
E.
Imhof
, A.
Adams
, and G. C.
King
, J. Phys. E
9
, 138
(1976
).[74]
A.
Galejs
and C. E.
Kuyatt
, J. Vac. Sci. Tech.
15
, 865
(1978
).[75]
A.
Stamatovic
and G. J.
Schulz
, Rev. Sci. Instrum.
41
, 423
(1970
).[76]
S.
Matejcik
, A.
Kiendler
, A.
Stamatovic
, and T. D.
Märk
, Int. J. Mass Spectrom.
149
, 311
(1995
).[77]
V.
Grill
, H.
Drexel
, W.
Sailer
, M.
Lezius
, and T. D.
Märk
, Int. J. Mass Spectrom.
205
, 209
(2001
).[78]
P.
Cicman
, J. D.
Skalny
, J.
Fedor
, N. J.
Mason
, P.
Scheier
, E.
Illenberger
, and T. D.
Märk
, Int. J. Mass Spectrom.
260
, 85
(2007
).[79]
D.
C.
Cartwright
and S.
Trajmar
, J. Phys. B
29
, 1549
(1996
).[80]
M.
Allan
, J. Electron Spectrosc. Relat.
Phenom.
48
, 219
(1989
).[81]
M.
Allan
, Phys. Rev. Lett.
87
, 0332201
(2001
).[82]
K.
Mitsuke
, S.
Suzuki
, T.
Imamura
, and I.
Koyano
, J. Chem. Phys.
93
, 1710
(1990
).[83]
Z.
Lu
, Y.
C.
Chang
, Q. Z.
Yin
, C.
Y.
Ng
, and W. M.
Jackson
, Science
346
, 61
(2014
).[84]
J.
S.
Lee
, J.
P.
Doering
, T. A.
Potemral
, and H.
Brace
, Planet. Space Sci.
28
, 947
(1980
).[85]
R.
A.
Frahm
, J. D.
Winningham
, J. R.
Sharber
, J. R.
Scherrer
, S. J.
Jeffers
, A. J.
Coates
, D. R.
Linder
, D. O.
Kataria
, R.
Lundin
, S.
Barabash
, M.
Holmström
, H.
Andersson
, M.
Yamauchi
, A.
Grigoriev
, E.
Kallio
, T.
Säles
, P.
Riihelä
, W.
Schmidt
, H.
Koskinen
, J. U.
Kozyra
, J. G.
Luhmann
, E. C.
Roelof
, D. J.
Williams
, S.
Livi
, C.
C.
Curtis
, K. C.
Hsieh
, B. R.
Sandel
, M.
Grande
, M.
Carter
, J. A.
Sauvaud
, A.
Fedorov
, J. J.
Thocaven
, S.
McKenna-Lawler
, S.
Orsini
, R.
Cerulli-Irelli
, M.
Maggi
, P.
Wurz
, P.
Bochsler
, N.
Krupp
, J.
Woch
, M.
Fränz
, K.
Asamura
, and C.
Dierker
, Icarus
182
, 371
(2006
).[86]
F.
E.
Meyen
, M. H.
Hecht
, J. A.
Hoffman
, and the MOXIE Team
,
Acta Astron.
129
, 82
(2016
).[87]
E.
Hinterman
and J. A.
Hoffman
, Acta Astron.
170
, 678
(2020
).[88]
Y.
X.
Yao
, P.
Shushkov
, T. F.
Miller
, and K. P.
Giapis
, Nat. Comm.
10
, 2294
(2019
).[89]
V.
S.
Prabhudesai
, A. H.
Kelkar
, D.
Nandi
, and E.
Krishnakumar
, Phys. Rev. Lett.
95
, 143202
(2005
).[90]
D.
Davis
, S.
Kundu
, V. S.
Prabhudesai
, Y.
Sajeev
, and E.
Krishnakumar
, J. Chem. Phys.
149
, 064308
(2018
).[91]
E.
Bohler
, J.
Warneke
, and P.
Swiderek
, Chem. Soc. Rev.
42
, 9219
(2013
).[92]
D.
Davis
, V. P.
Vysotskiy
, Y.
Sajeev
, and L. S.
Cederbaum
, Angew. Chem. Int. Ed.
50
, 4119
(2011
).[93]
D.
Davis
, V. P.
Vysotskiy
, Y.
Sajeev
, and L. S.
Cederbaum
, Angew. Chem. Int. Ed.
51
, 8003
(2012
).[94]
A.
Studer
and D. P.
Curran
, Nat. Chem.
6
, 765
(2014
).[95]
L.
L.
Chen
, Z.
W.
Chen
, Z.
Y.
Li
, J.
Hu
, and S. X.
Tian
, Rev. Sci. Instrum.
89
, 103102
(2018
).[96]
Z.
W.
Chen
, C.
F.
Fu
, Z.
Y.
Li
, J.
Hu
, H.
Li
, J.
L.
Yang
, and S. X.
Tian
, J. Phys. Chem. Lett.
11
, 7510
(2020
).
This content is only available via PDF.
© 2020 Chinese Physical Society.
2020
Chinese Physical Society
You do not currently have access to this content.
