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Thermal evaporation of pyrene clusters

Authors :
Sébastien Zamith
Léo Dontot
Christine Joblin
Mathias Rapacioli
Mingchao Ji
Fernand Spiegelman
Jean-Marc L'Hermite
Agrégats (LCAR)
Laboratoire Collisions Agrégats Réactivité (LCAR)
Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Modélisation, Agrégats, Dynamique (LCPQ) (MAD)
Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques (LCPQ)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Source :
Journal of Chemical Physics, Journal of Chemical Physics, American Institute of Physics, 2019, 151 (19), pp.194303. ⟨10.1063/1.5100264⟩, Journal of Chemical Physics, 2019, 151 (19), pp.194303. ⟨10.1063/1.5100264⟩
Publication Year :
2019

Abstract

International audience; This work presents a study of the thermal evaporation and stability of pyrene (C 16 H 10) n clusters. Thermal evaporation rates of positively charged mass-selected clusters are measured for sizes in the range n=3-40 pyrene units. The experimental setup consists of a gas aggregation source, a thermalization chamber and a time of flight mass spectrometer. A microcanonical Phase Space Theory (PST) simulation is used to determine the dissociation energies of pyrene clusters by fitting the experimental breakdown curves. Calculations using the Density Functional based Tight Binding combined with Configuration Interaction (CI-DFTB) model and a hierarchical optimization scheme are also performed in the range n=2-7 to determine the harmonic frequencies and a theoretical estimation of the dissociation energies. The frequencies are used in the calculations of the density of states needed in the PST simulations, assuming an extrapolation scheme for clusters larger than 7 units. Using the PST model with a minimal set of adjustable parameters, we obtain good fits of the experimental breakdown curves over the full studied size range. The approximations inherent to the PST simulation and the influence of the used parameters are carefully estimated. The derived dissociation energies show significant variations over the studied size range. Compared to neutral clusters, significantly higher values of the dissociation energies are obtained for the smaller sizes and attributed to charge resonance in line with CI-DFTB calculations.

Details

ISSN :
10897690 and 00219606
Volume :
151
Issue :
19
Database :
OpenAIRE
Journal :
The Journal of chemical physics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....4ec882326a2bd9790e06ad27cef4688e