Recombination of N2H+ ions with electrons was studied using a stationary afterglow with a cavity ring-down spectrometer. We probed in situ the time evolutions of number densities of different rotational and vibrational states of recombining N2H+ ions and determined the thermal recombination rate coefficients for N2H+ in the temperature range of 80–350 K. The newly calculated vibrational transition moments of N2H+ are used to explain the different values of recombination rate coefficients obtained in some of the previous studies. No statistically significant dependence of the measured recombination rate coefficient on the buffer gas number density was observed.
REFERENCES
1.
B. E.
Turner
, Astrophys. J., Lett.
193
, L83
(1974
).2.
B. E.
Turner
, Astrophys. J.
449
, 635
(1995
).3.
P.
Caselli
, C. M.
Walmsley
, A.
Zucconi
, M.
Tafalla
, L.
Dore
, and P. C.
Myers
, Astrophys. J.
565
, 344
(2002
).4.
D. E.
Anderson
, G. A.
Blake
, E. A.
Bergin
, K.
Zhang
, J. M.
Carpenter
, K. R.
Schwarz
, J.
Huang
, and K. I.
Öberg
, Astrophys. J.
881
, 127
(2019
).5.
V.
Vuitton
, R. V.
Yelle
, and M. J.
McEwan
, Icarus
191
, 722
(2007
).6.
E.
Vigren
, V.
Zhaunerchyk
, M.
Hamberg
, M.
Kaminska
, J.
Semaniak
, M.
af Ugglas
, M.
Larsson
, R. D.
Thomas
, and W. D.
Geppert
, Astrophys. J.
757
, 34
(2012
).7.
M.
Larsson
and A. E.
Orel
, Dissociative Recombination of Molecular Ions
, Cambridge Molecular Science (Cambridge University Press
, 2008
).8.
P. M.
Mul
and J. W.
McGowan
, Astrophys. J., Lett.
227
, L157
(1979
).9.
J.
Brian
and A.
Mitchell
, Phys. Rep.
186
, 215
(1990
).10.
D.
Smith
and N. G.
Adams
, Astrophys. J., Lett.
284
, L13
(1984
).11.
N. G.
Adams
, D.
Smith
, and E.
Alge
, J. Chem. Phys.
81
, 1778
(1984
).12.
W.
Geppert
, R.
Thomas
, J.
Semaniak
, A.
Ehlerding
, T. J.
Millar
, F.
Österdahl
, M.
Af Ugglas
, N.
Djurić
, A.
Paal
, and M.
Larsson
, Astrophys. J.
609
, 459
(2004
).13.
D.
Smith
and P.
Španel
, Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes
129
, 163
(1993
).14.
V.
Poterya
, J. L.
McLain
, N. G.
Adams
, and L. M.
Babcock
, J. Phys. Chem. A
109
, 7181
(2005
).15.
R. E.
Rosati
, R.
Johnsen
, and M. F.
Golde
, J. Chem. Phys.
120
, 8025
(2004
).16.
A.
Petrignani
, S.
Altevogt
, M. H.
Berg
, D.
Bing
, M.
Grieser
, J.
Hoffmann
, B.
Jordon-Thaden
, C.
Krantz
, M. B.
Mendes
, O.
Novotný
, S.
Novotny
, D. A.
Orlov
, R.
Repnow
, T.
Sorg
, J.
Stützel
, A.
Wolf
, H.
Buhr
, H.
Kreckel
, V.
Kokoouline
, and C. H.
Greene
, Phys. Rev. A
83
, 032711
(2011
).17.
T.
Amano
, J. Chem. Phys.
92
, 6492
(1990
).18.
A. P.
Hickman
, D. O.
Kashinski
, R. F.
Malenda
, F.
Gatti
, and D.
Talbi
, J. Phys.: Conf. Ser.
300
, 012016
(2011
).19.
D.
Talbi
, Chem. Phys.
332
, 298
(2007
).20.
S.
Fonseca dos Santos
, N.
Douguet
, V.
Kokoouline
, and A. E.
Orel
, J. Chem. Phys.
140
, 164308
(2014
).21.
S.
Fonseca dos Santos
, V.
Ngassam
, A. E.
Orel
, and A.
Larson
, Phys. Rev. A
94
, 022702
(2016
).22.
D. R.
Bates
and S. P.
Khare
, Proc. Phys. Soc.
85
, 231
(1965
).23.
R.
Deloche
, P.
Monchicourt
, M.
Cheret
, and F.
Lambert
, Phys. Rev. A
13
, 1140
(1976
).24.
P.
Dohnal
, P.
Rubovič
, T.
Kotrík
, M.
Hejduk
, R.
Plašil
, R.
Johnsen
, and J.
Glosík
, Phys. Rev. A
87
, 052716
(2013
).25.
J.
Berlande
, M.
Cheret
, R.
Deloche
, A.
Gonfalone
, and C.
Manus
, Phys. Rev. A
1
, 887
(1970
).26.
Y. S.
Cao
and R.
Johnsen
, J. Chem. Phys.
94
, 5443
(1991
).27.
R. J.
van Sonsbeek
, R.
Cooper
, and R. N.
Bhave
, J. Chem. Phys.
97
, 1800
(1992
).28.
C.-G.
Schregel
, E. A. D.
Carbone
, D.
Luggenhölscher
, and U.
Czarnetzki
, Plasma Sources Sci. Technol.
25
, 054003
(2016
).29.
M. R.
Flannery
, J. Chem. Phys.
95
, 8205
(1991
).30.
J.
Glosík
, I.
Korolov
, R.
Plašil
, O.
Novotný
, T.
Kotrík
, P.
Hlavenka
, J.
Varju
, I. A.
Mikhailov
, V.
Kokoouline
, and C. H.
Greene
, J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
41
, 191001
(2008
).31.
J.
Glosík
, R.
Plašil
, I.
Korolov
, T.
Kotrík
, O.
Novotný
, P.
Hlavenka
, P.
Dohnal
, J.
Varju
, V.
Kokoouline
, and C. H.
Greene
, Phys. Rev. A
79
, 052707
(2009
).32.
P.
Dohnal
, M.
Hejduk
, J.
Varju
, P.
Rubovič
, Š.
Roučka
, T.
Kotrík
, R.
Plašil
, J.
Glosík
, and R.
Johnsen
, J. Chem. Phys.
136
, 244304
(2012
).33.
P.
Dohnal
, Á.
Kálosi
, R.
Plašil
, Š.
Roučka
, A.
Kovalenko
, S.
Rednyk
, R.
Johnsen
, and J.
Glosík
, Phys. Chem. Chem. Phys.
18
, 23549
(2016
).34.
R.
Plašil
, P.
Dohnal
, Á.
Kálosi
, Š.
Roučka
, R.
Johnsen
, and J.
Glosík
, Plasma Sources Sci. Technol.
26
, 035006
(2017
).35.
P.
Dohnal
, P.
Rubovič
, Á.
Kálosi
, M.
Hejduk
, R.
Plašil
, R.
Johnsen
, and J.
Glosík
, Phys. Rev. A
90
, 042708
(2014
).36.
J.
Glosík
, P.
Dohnal
, P.
Rubovič
, Á.
Kálosi
, R.
Plašil
, Š.
Roučka
, and R.
Johnsen
, Plasma Sources Sci. Technol.
24
, 065017
(2015
).37.
D.
Romanini
, A.
Kachanov
, N.
Sadeghi
, and F.
Stoeckel
, Chem. Phys. Lett.
264
, 316
(1997
).38.
P.
Macko
, G.
Bánó
, P.
Hlavenka
, R.
Plašil
, V.
Poterya
, A.
Pysanenko
, O.
Votava
, R.
Johnsen
, and J.
Glosík
, Int. J. Mass Spectrom.
233
, 299
(2004
).39.
P.
Hlavenka
, I.
Korolov
, R.
Plašil
, J.
Varju
, T.
Kotrik
, and J.
Glosík
, Czech J. Phys.
56
, B749
(2006
).40.
P.
Hlavenka
, R.
Plašil
, G.
Bánó
, I.
Korolov
, D.
Gerlich
, J.
Ramanlal
, J.
Tennyson
, and J.
Glosík
, Int. J. Mass Spectrom.
255
, 170
(2006
).41.
J.
Glosík
, P.
Hlavenka
, R.
Plašil
, F.
Windisch
, D.
Gerlich
, A.
Wolf
, and H.
Kreckel
, Philos. Trans. R. Soc., A
364
, 2931
(2006
).42.
I.
Gordon
, L.
Rothman
, C.
Hill
, R.
Kochanov
, Y.
Tan
, P.
Bernath
, M.
Birk
, V.
Boudon
, A.
Campargue
, K.
Chance
, B.
Drouin
, J.-M.
Flaud
, R.
Gamache
, J.
Hodges
, D.
Jacquemart
, V.
Perevalov
, A.
Perrin
, K.
Shine
, M.-A.
Smith
, J.
Tennyson
, G.
Toon
, H.
Tran
, V.
Tyuterev
, A.
Barbe
, A.
Császár
, V.
Devi
, T.
Furtenbacher
, J.
Harrison
, J.-M.
Hartmann
, A.
Jolly
, T.
Johnson
, T.
Karman
, I.
Kleiner
, A.
Kyuberis
, J.
Loos
, O.
Lyulin
, S.
Massie
, S.
Mikhailenko
, N.
Moazzen-Ahmadi
, H.
Müller
, O.
Naumenko
, A.
Nikitin
, O.
Polyansky
, M.
Rey
, M.
Rotger
, S.
Sharpe
, K.
Sung
, E.
Starikova
, S.
Tashkun
, J. V.
Auwera
, G.
Wagner
, J.
Wilzewski
, P.
Wcisło
, S.
Yu
, and E.
Zak
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
203
, 3
(2017
).43.
R.
Hemsworth
, J.
Payzant
, H.
Schiff
, and D.
Bohme
, Chem. Phys. Lett.
26
, 417
(1974
).44.
Á.
Kálosi
, P.
Dohnal
, D.
Shapko
, S.
Roučka
, R.
Plašil
, R.
Johnsen
, and J.
Glosík
, J. Instrum.
12
, C10010
(2017
).45.
V.
Špirko
, O.
Bludský
, and W. P.
Kraemer
, Collect. Czech. Chem. Commun.
73
, 873
(2008
).46.
Y.
Kabbadj
, T.
Huet
, B.
Rehfuss
, C.
Gabrys
, and T.
Oka
, J. Mol. Spectrosc.
163
, 180
(1994
).47.
Á.
Kálosi
, P.
Dohnal
, L.
Augustovičová
, S.
Roučka
, R.
Plašil
, and J.
Glosík
, Eur. Phys. J.: Appl. Phys.
75
, 24707
(2016
).48.
J.
Glosík
, P.
Dohnal
, Á.
Kálosi
, L.
Augustovičová
, D.
Shapko
, Š.
Roučka
, and R.
Plašil
, Eur. Phys. J.: Appl. Phys.
80
, 30801
(2017
).49.
R.
Plašil
, P.
Dohnal
, Á.
Kálosi
, Š.
Roučka
, D.
Shapko
, S.
Rednyk
, R.
Johnsen
, and J.
Glosík
, Rev. Sci. Instrum.
89
, 063116
(2018
).50.
B. A.
Tom
, V.
Zhaunerchyk
, M. B.
Wiczer
, A. A.
Mills
, K. N.
Crabtree
, M.
Kaminska
, W. D.
Geppert
, M.
Hamberg
, M.
af Ugglas
, E.
Vigren
, W. J.
van der Zande
, M.
Larsson
, R. D.
Thomas
, and B. J.
McCall
, J. Chem. Phys.
130
, 031101
(2009
).51.
M.
Meot-Ner
and F. H.
Field
, J. Chem. Phys.
61
, 3742
(1974
).52.
R.
von Hahn
, A.
Becker
, F.
Berg
, K.
Blaum
, C.
Breitenfeldt
, H.
Fadil
, F.
Fellenberger
, M.
Froese
, S.
George
, J.
Göck
, M.
Grieser
, F.
Grussie
, E. A.
Guerin
, O.
Heber
, P.
Herwig
, J.
Karthein
, C.
Krantz
, H.
Kreckel
, M.
Lange
, F.
Laux
, S.
Lohmann
, S.
Menk
, C.
Meyer
, P. M.
Mishra
, O.
Novotný
, A. P.
O’Connor
, D. A.
Orlov
, M. L.
Rappaport
, R.
Repnow
, S.
Saurabh
, S.
Schippers
, C. D.
Schröter
, D.
Schwalm
, L.
Schweikhard
, T.
Sieber
, A.
Shornikov
, K.
Spruck
, S.
Sunil Kumar
, J.
Ullrich
, X.
Urbain
, S.
Vogel
, P.
Wilhelm
, A.
Wolf
, and D.
Zajfman
, Rev. Sci. Instrum.
87
, 063115
(2016
).53.
P.
Botschwina
, Chem. Phys. Lett.
107
, 535
(1984
).54.
O.
Novotný
, P.
Wilhelm
, D.
Paul
, Á.
Kálosi
, S.
Saurabh
, A.
Becker
, K.
Blaum
, S.
George
, J.
Göck
, M.
Grieser
, F.
Grussie
, R.
von Hahn
, C.
Krantz
, H.
Kreckel
, C.
Meyer
, P. M.
Mishra
, D.
Muell
, F.
Nuesslein
, D. A.
Orlov
, M.
Rimmler
, V. C.
Schmidt
, A.
Shornikov
, A. S.
Terekhov
, S.
Vogel
, D.
Zajfman
, and A.
Wolf
, Science
365
, 676
(2019
).55.
C.
Strömholm
, J.
Semaniak
, S.
Rosén
, H.
Danared
, S.
Datz
, W.
van der Zande
, and M.
Larsson
, Phys. Rev. A
54
, 3086
(1996
).56.
P.
Botschwina
, Chem. Phys.
81
, 73
(1983
).57.
M.
Havenith
, E.
Zwart
, W.
Leo Meerts
, and J. J.
ter Meulen
, J. Chem. Phys.
93
, 8446
(1990
).58.
E. R.
Keim
, M. L.
Polak
, J. C.
Owrutsky
, J. V.
Coe
, and R. J.
Saykally
, J. Chem. Phys.
93
, 3111
(1990
).59.
B. T.
Sutcliffe
and J.
Tennyson
, Mol. Phys.
58
, 1053
(1986
).60.
A. C.
Hindmarsh
, “ODEPACK: A systematized collection of ODE solvers
,” in Scientific Computing
, IMACS Transactions on Scientific Computation Vol. 1, edited by R. S.
Stepleman
(North-Holland
, 1983
), pp. 55
–64
.61.
J.
Glosík
, G.
Bánó
, R.
Plašil
, A.
Luca
, and P.
Zakouřil
, Int. J. Mass Spectrom.
189
, 103
(1999
).62.
S.
Rednyk
, Š.
Roučka
, A.
Kovalenko
, T.
Tran
, P.
Dohnal
, R.
Plašil
, and J.
Glosík
, Astron. Astrophys.
625
, A74
(2019
).63.
W.
Lindinger
, A. L.
Schmeltekopf
, and F. C.
Fehsenfeld
, J. Chem. Phys.
61
, 2890
(1974
).64.
D. W.
Martin
, C.
Weiser
, R. F.
Sperlein
, D. L.
Bernfeld
, and P. E.
Siska
, J. Chem. Phys.
90
, 1564
(1989
).65.
Y.
Ikezoe
, S.
Matsuoka
, M.
Takebe
, and A.
Viggiano
, Gas Phase Ion-Molecule Reaction Rate Constants Through 1986
(Maruzen Company, Ltd.
, 1987
).66.
N. G.
Adams
and D.
Smith
, J. Phys. B: At. Mol. Phys.
9
, 1439
(1976
).67.
D. K.
Bohme
, G. I.
Mackay
, and H. I.
Schiff
, J. Chem. Phys.
73
, 4976
(1980
).68.
N.
Adams
and D.
Smith
, Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys.
21
, 349
(1976
).69.
W.
Lindinger
, F. C.
Fehsenfeld
, A. L.
Schmeltekopf
, and E. E.
Ferguson
, J. Geophys. Res.
79
, 4753
, (1974
).70.
D.
Bedford
and D.
Smith
, Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys.
98
, 179
(1990
).71.
D.
Smith
and N. G.
Adams
, Phys. Rev. A
23
, 2327
(1981
).72.
H.
Villinger
, J. H.
Futrell
, F.
Howorka
, N.
Duric
, and W.
Lindinger
, J. Chem. Phys.
76
, 3529
(1982
).73.
B. K.
Chatterjee
and R.
Johnsen
, J. Chem. Phys.
93
, 5681
(1990
).74.
J.
Glosík
, Int. J. Mass Spectrom. Ion Phys.
139
, 15
(1994
).75.
J. K.
Kim
and W. T.
Huntress
, J. Chem. Phys.
62
, 2820
(1975
).76.
P.
Rubovič
, P.
Dohnal
, M.
Hejduk
, R.
Plašil
, and J.
Glosík
, J. Phys. Chem. A
117
, 9626
(2013
).77.
C.
Praxmarer
, A.
Hansel
, and W.
Lindinger
, J. Chem. Phys.
100
, 8884
(1994
).78.
N.
Adams
and D.
Smith
, Chem. Phys. Lett.
117
, 67
(1985
).79.
I.
Zymak
, M.
Hejduk
, D.
Mulin
, R.
Plašil
, J.
Glosík
, and D.
Gerlich
, Astrophys. J.
768
, 86
(2013
).80.
J. A.
de Gouw
, L. N.
Ding
, M. J.
Frost
, S.
Kato
, V. M.
Bierbaum
, and S. R.
Leone
, Chem. Phys. Lett.
240
, 362
(1995
).81.
E.
Alge
, N. G.
Adams
, and D.
Smith
, J. Phys. B: At. Mol. Phys.
16
, 1433
(1983
).© 2020 Author(s).
2020
Author(s)
You do not currently have access to this content.
