Calculations of photoelectron spectra of small water clusters using the independent molecule model

Abstract

Cílem této bakalářské práce je teoreticky zkoumat spektra fotoelektronů malých vodních molekulárních clusterů. Tato práce je motivovaná nedávnými experimentálními výsledky od Hartwega et al. [Phys. Rev. Letters 118, 103402, 2017], které ukázaly, že parametr asymetrie charakterizující úhlové rozdělení fotoelektronů s rostoucím počtem molekul v clusteru konverguje k jedné univerzální křivce. Momentálně nejsou k dispozici žádné teoretické studie, které by toto zjištění podpořily. Vyvinuli jsme proto velmi jednoduchý model fotoionizace molekulárních clusterů založený na použití dat pro fotoionizaci jedné molekuly. Zjistili jsme, že výsledky našeho modelu jsou citlivé na různé struktury clusterů se stejným počtem molekul. Některé naše výsledky pro úhlové rozdělení fotoelektronů vykazují trendy pozorované v experimentu. Nicméně, platnost našeho modelu bude muset být dále prověřena za pomoci přesných výpočtů předtím, než mohou být naše výsledky jednoznačně interpretovány.

The aim of this thesis is to investigate theoretically photoelectron spectra of small water molecular clusters. This work is motivated by the recent experimental results of Hartweg et al [Phys. Rev. Letters 118, 103402, 2017] which showed that with an increasing number of constituent molecules in the water cluster the asymmetry parameter characterizing the photoelectron angular distribution converges to a universal shape. At the moment there are no theoretical calculations to support this finding. Therefore, we have developed a very simple model of photoionization of molecular clusters based on the use of photoionization data for a single molecule. We have found that the results of our model are sensitive to the different conformations of the clusters. Some of our results for the photoelectron angular distribution exhibit trends observed in the experiment. Nevertheless, the validity of our model will have to be studied in the future with the help of accurate calculations before the results can be conclusively interpreted.