近日，南京信息工程大学刘玉柱博士与瑞士ETH/PaulScherrerInstitute实验室的ThomasGerber博士、GregorKnopp博士在大气挥发性有机物的光化学动力学的合作研究领域取得重要进展。相关研究工作于10月6日发表在美国物理学会期刊PhysicalReviewA上。
正如“水往低处流”，分子在吸收光子被激发后发生的无辐射跃迁过程，如内转换（internalconversion）和系间窜跃（intersystemcrossing）等，都是能量从高电子态向低电子态的流动。而近期该团队在研究二甲基呋喃在吸收6.2电子伏特光子后的能量弛豫过程时，首次在实验上发现了从低电子态向高电子态的超快能量转移过程，经分析发现该超快过程发生时间约为60飞秒（10-15秒）。该研究工作的实验测量是在自行设计的双极光电子/光离子成像仪中完成，该仪器通过精密的设计，可以实现同时测量吸收光子后产生的光电子和光离子的动能分布和角度分布（OpticsExpress21,16639,2013）。结合超快飞秒激光技术，可以在飞秒时间尺度观察分子吸收光子后的超快驰豫过程，跟踪其能量的转移过程。呋喃及其衍生物是重要的大气挥发性有机污染物，它们的光物理光化学动力学一直是研究的热点。
该研究工作得到了中国国家自然科学基金、瑞士国家自然科学基金NCCR-MUST、瑞士能源部项目和欧盟FP7玛丽居里奖学金的资助。