天体物理环境中发生的化学反应主要受碳氧 (C/O) 比控制。这是因为一氧化碳 (CO) 键能高达 11.2 eV,使 CO 成为已知的最稳定的双原子分子 ( Luo, 2007 )。这种经典的二分法受到了挑战,因为光化学和脉动激波等非平衡过程会破坏强 CO 键并导致意想不到的分子的形成 ( Agúndez et al., 2010; Gobrecht et al., 2016 )。难熔分子和分子团簇是恒星尘埃的前身,具有特别的天文学意义。碳主导区域中的主要尘埃种类之一是碳化硅 (SiC)。在富碳演化恒星中,通常会观察到约 11.3 微米的宽光谱特征,这归因于 SiC 尘埃颗粒的存在( Friedemann,1968; Hackwell,1972; Treffers and Cohen,1974)。 SiC 星尘是从原始陨石中提取的( Bernatowicz et al.,1987; Amari et al.,1994; Hoppe et al.,1996; Zinner et al.,2007; Liu et al.,2014)。最近的研究表明,在原始陨石星尘中发现的绝大多数太阳前 SiC 颗粒源自低质量渐近巨星支 (AGB) 恒星( Cristallo et al.,2020)。但是在富碳演化恒星的恒星包层中也检测到了 SiC、Si 2 C、SiC 2 等分子气相物质( Thaddeus 等人,1984;Cernicharo 等人,1989;McCarthy 等人,2015;Massalkhi 等人,2018)。气相硅碳分子和固态 SiC 尘埃的证据表明,它们的中间体(即 SiC 分子团簇)也存在于富碳天文环境中,并参与成核和 SiC 尘埃形成过程。因此,SiC 分子团簇是我们感兴趣的对象。这项研究是先前工作的延续(Gobrecht 等人,2017),并讨论了先前研究的中性(SiC)n(n = 1–12)团簇的(单个)电离能。本文的结构如下。在第 2 节中,我们介绍了用于推导垂直和绝热电离能的方法。第 3 节展示了这些能量的结果以及绝热优化的阳离子几何形状,第 4 节给出了我们的总结和结论。
David T. Young Young 博士的主要科学兴趣和贡献集中在研究和了解太阳系等离子体的化学成分以及成分对行星磁层动力学的影响。 为了追求这些兴趣,Young 博士领导或参与了几种广泛用于研究空间等离子体的尖端光谱仪的设计和开发。 基于他的仪器进行的实验有助于更好地了解陆地、行星和彗星磁层。 20 世纪 70 年代,Young 博士表明地球磁层的成分与太阳周期的紫外线辐射密切相关。 20 世纪 80 年代,他的工作集中于研究赤道磁层中发现的自生离子回旋波对重离子(He + 和 O + )的加速。 20 世纪 90 年代,他的工作主要集中于开发他正在开发的仪器的测量技术。到了 21 世纪初和 21 世纪 10 年代,杨博士将注意力转向了土星磁层的成分相关复杂性。他发现冰卫星释放的“水离子”主导着土星的磁层。他还致力于了解土卫六复杂的大气层和电离层,它们主要由带正电和负电的重碳分子组成。正是这些分子形成了覆盖土卫六表面的气溶胶颗粒。杨博士的实验室研究推动了尖端离子质谱技术的发展,开辟了新的实验可能性。他是第一个将质谱仪的能量范围和灵敏度提高了几个数量级的人,例如极地任务中的热离子动力学实验。他的工作导致了能量谱仪的小型化和性能的提高,例如罗塞塔号任务中的离子电子传感器,以及质谱仪,例如深空一号上的行星探索等离子体实验。 2002 年,他发明并领导了用于欧罗巴快船任务的超高分辨率 MASPEX 质谱仪(性能超越大多数实验室仪器)的早期开发。1988 年,杨博士构思了卡西尼等离子体光谱仪 (CAPS),这是一套集成的三台仪器套件,用于卡西尼号土星任务。由于他在伯尔尼大学期间在欧洲拥有长达十年的经验,他能够组建和管理一个团队,该团队最终包括来自美国和五个欧洲国家的 170 名科学家和工程师。1990 年,NASA 选择 CAPS 并由杨博士担任首席研究员,部分原因是欧洲团队的贡献为 NASA 在整个任务期间节省了 1500 万美元(以 2022 年的美元计算)。2019 年,卡西尼项目管理部门告知他,CAPS 的数据为 500 多篇出版物和 26 篇博士论文做出了贡献。在他的职业生涯中,杨博士Young 为实验空间科学界做出了贡献,他在四所机构设计和建造了高精度校准系统:莱斯大学、伯尔尼大学、洛斯阿拉莫斯大学和西南研究院的两所机构。这些系统已用于各种项目,包括阿波罗月球表面实验包、欧空局的罗塞塔号 67P/Churyumov-Gerasimenko 任务和卡西尼号。除了实验空间科学工作外,Young 博士的兴趣还包括教育下一代。为此,他教授了磁层物理和伽马射线光谱学课程(伯尔尼大学),以及空间仪器和航天器设计课程(伯尔尼大学)