利用半经典微扰理论研究H—H2O的非弹性碰撞—H2O的转动,振动…

利用半经典微扰理论计算了Ｈ－Ｈ２Ｏ的非弹性碰撞中的Ｈ２Ｏ分子的转动，振动激发，并将计算结果与实验结果进行了比较。计算中采用了Ｓｃｈａｔｚ和Ｅｌｇｅｒｓｍａ的半经验势能面，水分子的势函数，包括了谐振和非谐振力函数，在考虑了振动和转动耦合的情况焉，通过半经典微扰理论来确定水分子末态的振动量子数。     

H2O的光解离：单分子解离的出色例子

利用氢原子里德堡态标记的时间飞渡技术研究了Ｈ２Ｏ在１２１和１５７ｎｍ的光解离，并测量出了这两个波长下的ＯＨ产物的振动和转动态分布。实验结果表明，１２１ｎｍ下Ｈ２Ｏ光解离主要产生高转动激发的ＯＨ只有很少振动激发。而在１５７ｎｍ的光解产生ＯＨ的振动激发只有很少转动激发。研究表明高振动激发ＯＨ（ｖ≥２）的相对布居在ＬＩＦ测量的工作中被严重低估了，因此指出ＬＩＦ技术定量测量产物ＯＨ的振动态分布是有问题的。     

高温下H_2─Ar、H_2O─CO_2混合气体中H_2O分子谱线的半宽度

本文用ＩＯＳ方法和我们改进的Ｂｕｃｋｉｎｇｈａｍ势计算了Ｈ２Ｏ—Ａｒ、Ｈ２Ｏ—ＣＯ２混合气体中Ｈ２Ｏ分子谱线在高温下（６００Ｋ、９００Ｋ、１２００Ｋ、１５００Ｋ）的压力展宽半宽度。分析了谱线半宽度随温度变化的规律，同时也讨论了半宽度和被加宽分子大小的关系。     

振动和转动激发对N2在Fe(111)表面解离吸附的影响

N₂的解离化学吸附是工业合成氨的速控步骤. 基于最近构建的六维势能面,本文研究了N₂的初始振动激发和转动激发在Fe(111)表面的反应性的作用. 由于该反应具有重要的量子效应,通过六维量子动力学计算研究了入射能量低于1.6 eV 时振动激发的效应. 并采用准经典轨线计算揭示了高入射能量下的振动和转动激发的影响. 通过这些研究发现增加平动能量在一定程度上能提高解离几率,振动激发或转动激发能更有效地促进解离. 这项研究为重原子分子-表面反应的模式特异性动力学提供了有价值的见解.     

用代数方法研究H2O和NO2的振动能谱

文内提出一种研究Ｈ２Ｏ和ＮＯ２高激发伸缩振动的Ｕ（２）代数模型,在极限条件下,该模型退化为一种非谐和耦合的局域模模型,用该模型的六个可调参数拟合实验数据,算得的标准偏差比相应的非谐和耦合的局域模型算得的偏差要小。     

NO2分子589.3～594.0 nm荧光激发谱转动分析

本文报道了实验测定的ＮＯ２分子在５８９．３￣５９４．０ｎｍ范围的高分辨荧光激发谱,对其中１１个振动带较完整的转动分析表明,荧光谱线主要来自＾２Ｂ２（Ｋ＝０）→＾２Ａ１（Ｋ＝０）的平行跃迁,得到了各带光谱数,并对光谱结构复杂性进行了讨论。     

水的非线性振动能谱的自陷理论计算

用非线性自陷方程的动力学理论计算了水分子、液体水和水蒸汽等的ＯＨ和ＨＯＨ键的非线性振动的量子振动能谱，所得结果与实验值符合得较好，也比简正模式和局域模式的结果较好． 关键词：     

Ar-D2O复合物在D2O弯曲振动模附近的新振转子带

稀有气体原子和水分子组成的范德瓦耳斯复合物是研究水和其他原子分子之间相互作用的典型模型.本文利用中红外连续外腔量子级联激光器结合脉冲超声分子束吸收光谱技术,在D₂O弯曲振动带(v₂=1←0)附近测量了Ar-D₂O复合物4个新的振动转动子带.基于赝双原子分子有效哈密顿量,本文对测量到的振动转动谱线和前人报道的下能级所涉及的纯转动谱线进行了最小二乘法全局拟合,得到了包括振动子能级能量、转动常数和离心畸变常数等在内的精确的基态和激发态分子参数.Ar-D₂O的D₂O弯曲振动激发的振动带头被精确确定为1177.92144 (32) cm^-1,该值比D₂O单体的带头红移了约0.458 cm^-1.将从实验得到的振动子能级能量与基于四维势能面的理论计算结果进行了比较,检验了理论计算方法的精度.     

氘代最简单Criegee中间体CD2OO的振转光谱研究

本文采用振动自洽场/虚组态相关(VSCF/VCI)方法计算了氘代最简单Criegee中间体CD₂OO的振动和转动光谱. 计算得到的基频振动频率和转动常数与已有实验吻合. 这些数据可以用于未来该体系的光谱研究，特别是振动激发的转动常数对于实验光谱指认非常重要. 另外，不同来源的光谱强度，包括本文理论计算，文献中在NEVPT2和B3LYP水平上的计算结果以及实验结果，互相之间均不符合.     

H2O＋Cl→HCl＋OH反应中D同位素的动力学效应的理论研究

根据传统过渡态，变分过渡理论计算了Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ→ＨＣｌ＋ＯＨ（Ｒ１）反应中Ｄ代替的同位素动力学效应（ＫＩＥ）得到了ＨＯＤ＋Ｃｌ→ＤＣｌ＋ＯＨ（Ｒ２），ＤＯＨ＋Ｃｌ→ＨＣｌ＋ＯＤ（Ｒ３）反应不同的ＫＩＥ值，对ＫＩＥ进行了分解，讨论了平动（ｔｒａｒｓ）转动（ｒｏｔ）振动（ｖｉｂ）等各种因素的作用，在反应Ｒ２中，由于ＨＯＤ中ＯＤ键直接参与反应，Ｄ同位素的ＫＥ很大，对Ｒ２的ＫＩＥ分解表明，振动对ＫＩＥ贡献     

Energy and rotation-dependent stereodynamics of H(~2S) + NH(a~1?) → H_2(X~1Σ_g~+) + N(~2D) reaction

Quasi-classical trajectory calculations are performed to study the stereodynamics of the H(~2S) + NH(a~1?) →H_2(X~1Σ_g~+) + N(~2D) reaction based on the first excited state NH_2(1~2A') potential energy surface reported by Li et al.[Li Y Q and Varandas A J C 2010 J. Phys. Chem. A 114 9644] for the first time. We observe the changes of differential cross-sections at different collision energies and different initial reagent rotational excitations. The influence of collision energy on the k–k' distribution can be attributed to a purely impulsive effect. Initial reagent rotational excitation transforms the reaction mechanism from insertion to abstraction. The effect of initial reagent rotational excitations on k–k' distribution can be explained by the rotational excitation enlarging the rotational rate of reagent NH in the entrance channel to reduce the probability of collision between incidence H atom and H atom of target molecular. We also investigate the changes of vector correlations and find that the rotational angular momentum vector j' of the product H_2 is not only aligned, but also oriented along the y axis. The alignment parameter, the disposal of total angular momentum and the reaction mechanism are all analyzed carefully to explain the polarization behavior of the product rotational angular moment.     

ANGULAR DISTRIBUTION OF INELASTIC COLLISIONS BETWEEN HELIUM AND H 2

１ＦＯＲＭＵＬＡＴＩＯＮＷｅａｓｕｍｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｍｏｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｓｅｐａｒａｔｅｄｏｕｔｂｙｔｈｅＢｏｒｎＯｐｐｅｎｈｅｉｍｅｒａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ．Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｇｕｌａｒｍ...     

H2O和HLi分子的双光子激发

用全相对论量子力学计算H2O和HLi的双光子偶极激发。为对比起见,同时用非相对论的对称匹配团族-组态相互作用法(SAC-CI)计算其单光子激发。对于无对称中心的H2O和HLi,符合相应群的对称选择原则。双光子跃迁几率一般比单光子跃迁的小3～5个数量级。在计算双光子偶极激发时,应采用同时包含了空间的对称性和时间反转对称性的全相对论。     

H2X(X=O,S,Se,Te)分子的双光子激发

本文采用全相对论量子力学计算了H₂X (X=O, S, Se, Te) 分子的双光子过程, 并考虑相对论效应对双光子过程的影响. 结果表明, 各个不可约表示对称态下激发能有着明显的差异,它反应了双光子吸收过程中选择能级的特点. 同时, 采用非相对论的对称匹配簇/组态相互作用方法 (SAC-CI) 计算其分子的单光子激发, 并与之比较. 双光子跃迁概率要比单光子跃迁概率小2–5个数量级; 同一主族, 随着原子序数的增加, 相对论效应对分子体系的激发能量、跃迁概率、振子强度的大小都有显著地影响; 除此之外,每个分子遵守分子对称群的选择原则. 本文中, 分子H₂X (X=O, S, Se, Te) 的个别不可约表示对称态的跃迁矩分量和振子强度远远大于其他对称态下的跃迁矩分量和振子强度, 甚至大于单光子激发. 这不仅与分子的对称性有一定的关系, 而且应该是选择双光子跃迁能级的重要依据. 关键词： 全相对论量子力学 双光子激发 电偶极跃迁矩 振子强度     

Effect of a single quantum rotational excitation on state-to-state dynamics of the O(1D)+H2-->OH+H reaction

Crossed molecular beams scattering experiments on the O(1D)+H2 reaction have been carried out in order to study the effect of the reagent (H2) rotational excitation on the detailed dynamics of this benchmark insertion reation. Experimental results indicate that a single quantum rotational excitation of H2 has a significant impact on the product state distributions at the forward and backward scattering directions, while very little effect has been found in the sideway scattering direction. No clear patterns of this effect are found in the OH-product state distributions, indicating that the single quantum excitation on the dynamics is rather complicated.     

He-O_2转动激发截面的理论计算

用公认精确的密耦 (Close Coupling)方法、采用两种不同的相互作用势计算了He -O2 碰撞的态 态转动激发截面 (E =2 6.8meV) ,通过系统研究和计算发现 :低能散射时 ,He -O2 碰撞的弹性散射主要发生在小角部分 ,而非弹性转动激发主要发生在大角部分。研究表明 :转动激发截面对势能表面的方向性和散射角都非常敏感。     

Incoherent quasielastic neutron scattering from H2O and aqueous ZnCl2 solutions

A study of the diffusive motions of the protons in pure water and ZnCl₂ aqueous solutions has been performed, using incoherent quasielastic neutron scattering. It is shown that it is essential to take into account the rotational motion of the water molecules. The translational linewidth is conveniently fitted over the whole Q-range, using the Random Jump Diffusion model for which the jump length turns out to be roughly the same for pure H₂O and the saturated solution, fairly close to the distance between protons in the water molecule.     

Theory of molecule-surface scattering at thermal and hyperthermal energies

A theoretical model of molecule-surface scattering is developed which includes energy and momentum transfers between the surface and projectile for both translational and rotational motions and internal mode excitation for the projectile molecule. The translation and rotation motions are treated in the classical limit, while a quantum treatment for internal vibrational mode excitation is used. The results of calculations are compared with recent high-precision measurements of the scattering of a beam of C(2)H(2) molecules from a clean, ordered LiF(001) surface at energies of up to nearly 1 eV. The calculated results for angular distributions and rotational excitations are in good agreement with experiment.     

冷原子系综内单集体激发态的相干操纵

原子系综内部分原子发生相干态转移后所处量子态被称为集体激发态.如果激发数目在单原子量级则被称为单激发态.在量子存储过程中,单光子以单激发态的形式在原子系综内进行存储.因此,研究单激发态的制备、演化、转化、干涉等过程是量子存储及其应用研究的关键.本文总结了近年来作者所在研究团队针对冷原子系综体系在此研究方向取得的若干成果.主要包括采用动量模式调控、三维光晶格等手段抑制单激发态的退相干,采用环形腔增强原子至光子的转化效率,发展基于拉曼光的单激发态相干转移技术,利用单量子态不同模式间干涉制备光与原子纠缠,利用里德伯阻塞机制提升纠缠制备效率等.此外,简要回顾了基于多个单激发态的量子中继及量子网络实验.