NO分子的基态(X~2П)和激发态(a~4П and B~2П)光谱常量和振动能级的计算(英文)

本文使用完全活性空间自洽场/多组态相互作用(CASSCF/MRCI)理论,以cc-pVDZ为基组,计算了NO分子基态(X2Π)和激发态(a4ПandB2П)的平衡结构和单点能扫描曲线.采用最小二乘法拟合了Murrell-Sorbie函数,得到了NO分子的解析势能曲线,并利用Rydberg-Klein-Rees方法,计算得到的NO分子相应态的谐振频率和其它的光谱数据(ωe、αe、ωeχe、βe)与实验值十分一致,和其它理论计算方法进行比较,发现该方法有更好的准确性.以得到的解析势能函数为基础,求解NO分子核运动的一维径向Schrdinger方程,获得了更高振动态的振动能级.     

氮分子第一正带系振子强度的理论计算

将前文提出的选择组态函数的准则从双电子激发扩充到三电子激发;采用投影算符消除其它多重态的影响;根据组态互作用法计算了氮分子第一正带系的振子强度,其值为0.00198,与实验完全吻合。     

NO分子的基态（X2П）和激发态（a4П and B2П）光谱常量和振动能级的计算

本文使用完全活性空间自洽场/多组态相互作用 (CAS SCF/MRCI)理论, 以cc-pVDZ 为基组,计算了NO分子基态(X2Π)和激发态 (a4П and B2П)的平衡结构和单点能扫描曲线.采用最小二乘法拟合了Murrell-Sorbie函数, 得到了NO分子的解析势能曲线,并利用Rydberg-Klein-Rees方法,计算得到的NO分子相应态的谐振频率和其它的光谱数据(ωe、αe、ωeχe、 βe)与实验值十分一致,和其它理论计算方法进行比较,发现该方法有更好的准确性. 以得到的解析势能函数为基础, 求解NO分子核运动的一维径向Schrdinger方程, 获得了更高振动态的振动能级.     

BN分子A^3П—X^П带系Franck—Condon因子计算

利用以前我们得到的双原分子的振转波函数，计算了ＢＮ分子Ａ＾３П－Ｘ＾３П带系Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ因子。计算中拢转动量子数的值由Ｊ＝０取至Ｊ＝１８０，结果适用于低温，高温和强激波条件。     

O_2分子B~3Σ_u~-态势能曲线的从头计算

B~3Σ_u~-态是O_2的最强的三重跃迁(B~3Σ_u~-←XΣ_g~-)Schumann-Runge(SR)带的上态,SR吸收带在保护地球、阻止紫外辐射等方面起着关键作用.SR连续带的光解离是平流层O原子及O_3的主要来源,掌握详细准确的O_2分子的电子态势能曲线,有助于对这些光谱现象的深入理解.本文通过MOLPRO软件,采用包含Davison修正的内收缩的多参考组态相互作用(ic MRCI+Q)方法,对O2的B~3Σ_u~-态的势能曲线进行了计算,采用的多参考组态函数来自完全活性空间自洽场计算.首先,采用共价组态构成多参考组态,对和B~3Σ_u~-态对称性相同的四个态进行了态平均计算,发现B3Σ_u~-态不存在双势阱结构,文献(Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2014 124 216)中双势阱的产生是根的振荡(root flipping)造成的,即B~3Σ_u~-态的势能曲线在核间距约为0.2 nm处跳变到能量相近的23?态的势能曲线上.本文中的态平均计算避免了这种根的振荡.接着,采用完全活性空间组态相互作用的方法计算B~3Σ_u~-态的势能曲线,通过改变活性空间的轨道组成,发现带有2π_u轨道电子布居的里德伯组态对B~3Σ_u~-态的束缚态的特征的出现是必不可少的.最后,通过将2π_u轨道加入到活性空间中,实现将相关的里德伯组态加入到多参考组态,对B~3Σ_u~-态的势能曲线进行了icMRCI+Q计算,得到相较于以往的理论计算与实验值更加相近的势能曲线以及光谱常数.本文探讨里德伯组态贡献的过程为如何确定多参考组态相互作用计算中的参考组态、提高理论计算的准确度提供了可以借鉴的途径.     

氮气中空心阴极放电条纹的发光特性

利用发射光谱法,在氮气环境下研究了圆柱型空心阴极放电条纹的特性。测量得到了气压为20 Pa,放电电流为1.3 mA时条纹区的发射光谱,结果表明发射光谱主要为氮分子的第一正带系(B3П_g →A3П_u)和 第二正带系(C3П_u→B3П_g )。利用双原子光谱发射理论,计算得到了氮分子振动温度的空间分布特性。结果表明光谱线强度呈周期性分布,明纹中心处的谱线强度高于暗纹中心处的谱线强度。明纹中心处的N₂分子振动温度为3 500～4 400 K,并且从阴极到阳极,明纹中心处光谱线强度和分子振动温度逐渐下降。同时测量得到了放电电流为1.0和1.5 mA时的发光条纹特性,研究了放电电流对条纹特性的影响。随着放电电流的增加,明纹中心处的分子振动温度升高,条纹间距增加。另外,利用测量得到的发光条纹,计算得到了条纹区的平均约化电场强度为44～49 m-1·Pa-1,并且由阴极向阳极逐渐降低。对于揭示气体放电中发光条纹的形成机理和促进空心阴极放电的稳定性有重要的参考价值。     

O2分子激发态a1△g和b1∑+g态的分析势能函数

以aug-co-pVQZ,cc-pV5Z,6-311++g(d,p)和6-311++g(3df,3pd)等为基函数,采用多组态相互作用(MRCI)方法对O2分子最低的两个激发态1△g和1∑+g的平衡结构、谐振频率和势能曲线进行了计算.并选用MurrelI-Sorbie势能函数对曲线进行拟合,利用拟合的参数值计算出了力常数和光谱数据.结果表明计算值与实验值符合较好.     

理论研究OH+离子电子态光谱及跃迁性质

采用高精度的内收缩多参考组态相互作用方法（icMRCI）计算OH⁺离子基态和低激发态的势能曲线和A³П-X³Σ^-跃迁体系的跃迁偶极矩。计算过程中考虑了能量的Davidson修正（+Q）效应和标量相对论修正。根据势能曲线,通过求解核的一维Schrödinger方程得到OH⁺的光谱参数。通过计算A³П-X³Σ^-体系的跃迁偶极矩研究这一跃迁体系的Einstein系数、F-C因子。研究了A³П（ν'=0~6）态的跃迁辐射寿命,结果显示其数量级为10^-6 s。     

氮分子A3Σu+、B3Пg、C3Пu电子态的高温高振转光谱研究

采用态平均（CASSCF）/高度相关多参考组（MRCI）方法，对N2分子A3Σu+、B3Пg、C3Пu电子态的势能、跃迁偶极矩进行了高度相关的精确计算．计算的势能在平衡位置附近与RKR拟合的势能曲线非常一致，获得的跃迁偶极矩与已有实验值符合很好。首次对A3Σu+、B3Пg、C3Пu电子态的振转光谱常数随振动量子数v的变化进行系统定量计算，其结果与已有的实验观测数据相符．同时，获得了N2分子第一正带系的0-1、0-2、1-0、1-2、1-3、2-0、2-1、2-3、3-0、3-1和3-2光谱带分别在300，3000，6000，10000K时的谱线强度，如1-0带在3000，6000，10000K时的高温谱线带强度分别为1.58543×10-16 cm-1/(分子 cm-2)、6.07889×10-17 cm-1/(分子 cm-2)和2.3781×10-17 cm-1/(分子 cm-2)．这些结果对N2分子进一步的理论研究、实际应用和高温大气的建模与研究具都有一定的参考价值．     

CH3I分子的光解离的自旋-轨道从头计算

采用从头计算二阶自旋-轨道多组态准简并微扰理论计算了碘代甲烷CH3I分子与基态2I03/2和激发态2I0#1/2原子解离极限相关联的势能曲线.计算了CH3I分子的吸收谱,分析了CH3I分子的光解离过程,并估计了激发态碘原子2I0#3/2的量子产额.计算结果表明.该方法可用以解释光解离实验结果.     

类氮SⅩ、PⅨ精细结构能级和跃迁波长的相对论多组态Dirac-Fock计算

本文用相对论多组态Dirac-Fock广义平均模型(MCDF-EAL)计算了可能成为激光工作物质的类氮SX、PⅨ的2s~22p~3、2s2p~4、2p~5、2s~2p~23s、2s~22p~23p组态的各44条精细结构能级和32条3s-3p组态跃迁波长。其中关于SⅩ的3s、3p组态的能级和PⅨ的3p组态能级的计算值是本文首次预言的。     

BH分子基态和激发态解析势能函数和光谱性质

运用多参考组态相互作用的方法和Dunning’s相关调和基函数并含扩散基的大基组aug-cc-pV5Z,获得了BH分子基态（X¹Σ⁺）和6个电子激发态（a³П, A¹П, B¹Σ⁺, b³Σ⁺, b³ 关键词： 势能曲线 解析势能函数 多参考组态相互作用方法 光谱常数     

GaH(D,T)分子基态结构与势能函数

采用量子力学从头计算方法,运用单双取代二次组态相互作用和单双（三）取代二次组态相互作用并考虑基组6-311++G（3df,3pd）计算优化了GaH（D,T）分子基态X¹Σ⁺的结构和离解能.并采用最小二乘法拟合改进的Murrell-Sorbie函数得到了相应的势能函数.计算得到的光谱常数与实验光谱数据符合得很好. 关键词： GaH（D T）分子基态 势能函数 Murrell-Sorbie函数     

XY(H,Li, Na)分子基态的结构与势能函数

运用群论及原子分子反应静力学方法，推导了XY(H，Li，Na)分子基态的电子态及相应的离解极限.并采用密度泛函方法(B3LYP)和二次组态相互作用方法(QCISD)优化计算了XY(H，Li，Na)分子基态的平衡结构、振动频率和离解能.使用QCISD/6-311++G(3df,3pd)方法，对XY(H，Li，Na)分子基态进行了单点能扫描计算，采用最小二乘法拟合Murrell-Sorbie函数得到了相应的势能函数和与该基态相对应的光谱常数(B_e,α_e,ω_e和ω_eχ_e)，计算结果与实验数据符合得相当好. 关键词： 组态相关方法 基态 势能函数     

多参考组态相互作用方法计算研究XOn(X=S,Cl; n=0,±1)的解析势能函数和光谱常数

采用从头计算的多参考组态相互作用方法和含扩散基的3个基组aug-cc-PVXZ(X=D,T,Q)计算了SO和ClO分子及其分子离子的势能曲线,确定了平衡几何结构、离解能,并采用Feller拟合递推方法得到了基函数为无穷大计算水平值.确定了SO-,ClO ,ClO-分子离子的基态.通过Murrell-Sorbie势能函数和最小二乘法拟合得到了解析势能函数.基于所得的势能函数,通过解核运动的薛定谔方程得到振动能级,精确计算了相应的光谱常数,并与现有的理论值和实验值进行了比较.     

BiH(D,T)分子基态结构与势能函数

采用量子力学从头计算方法,运用单双取代二次组态相互作用和单双（三）取代二次组态相互作用并结合LanL2DZ基组,计算优化了BiH（D,T）分子基态X³Σ的结构和离解能.并采用最小二乘法拟合改进的Murrell-Sorbie 函数得到了相应的势能函数.计算得到的光谱常数与实验光谱数据符合很好. 关键词： BiH（D T）分子基态 势能函数 Murrell-Sorbie函数     

高温空气中CO^＋分子发光带系Franck—Condon因子的计算

在双原子分子核运动的波动方程中，计入分子的振转相互作用项，得出的波函数除与根动量子数有关外，还与转动量子数有关，用该波函数编程计算了高温空气中ＣＯ＾＋分子发光带系Ａ＾２П→Ｘ＾∑＾＋，Ｂ＾∑＾＋→Ｘ＾∑＾＋及Ｂ＾２∑＋→Ａ＾２П的Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ因子，计算中转动量子数Ｊ的积值为０～１８０，结果适用于低温，高温和强激波条件。     

类氮VXVII CrXVIII MnXIX和FeXX精细结构能级和跃迁波长的相对论多组态Dirac-Fock计算

本文用相对论多组态Dirae—Fock广义平均模型(MCDF-EAL)计算了可能成为激光工作物质的类氮VXVII、CrXVIII、MnXIX和FeXX的2s~22p~3、2s2p~4、2p~5、2s~22p~23s、2~2s2p~23p组态的各44个精细结构能级和33个3s—3p组态跃迁波长。其中关于VXVII、CrXVIII、MnXIX离子3s、3P组态的计算值是本文首次预言的。     

与闪电过程有关的NII离子能级寿命的理论计算

用相对论多组态DiracFock方法,系统地计算了与闪电过程有关的NII离子2p2,2s2p3,2p3s,2p3p,2p3d组态能级之间的辐射跃迁概率,并由此推算出这些组态的35个能级的寿命.计算中考虑了相对论效应、电子关联、延迟效应等重要贡献.与已有的理论计算比较,目前计算的结果更接近最新实验值.据此,进一步给出了2p3d3F能级寿命新的理论预言值     

~7Li_2~(0,±1)分子体系基态振-转能级的全电子计算

采用单参考与多参考耦合簇理论结合相关一致高斯基组计算研究了7~7Li_2~((0,±1))分子体系的电子基态的势能曲线,计算考虑了体系所有电子的关联效应与相对论效应,拟合得到了体系的光谱常数,并获得了电子基态的振动-转动能级信息.计算得到的中性与阳离子体系的光谱常数与实验值符合得很好;对于阴离子体系,平衡核间距的计算仍需进一步改进,其他光谱常数符合较好.计算结果表明,中性和阳离子体系基态波函数具有明显的单参考组态特点,而阴离子分子基态应采用多参考组态波函数描述.对于基态的振动-转动能级,与现有实验值符合得很好;尽管各种计算方法对阴离子基态的平衡核间距计算结果仍有差异,但振动能级间隔的结果相互符合得很好.本文的研究可为Li_2分子体系基态,尤其是光谱学信息很少的阴离子体系的电子结构与光谱的精确研究提供了有用的光谱信息.