BeH2((X)1∑+g)与H2S((X)1A1)分子的结构与解析势能函数

运用单双取代二次组态相关(QCISD)方法,在6-311++G(3df,3pd)基组水平上,对BeH2和H2S分子的结构进行了优化计算,得到基态BeH2分子的稳定结构为D∞h构型,电子态为为(X)1∑g+,平衡核间距RBeH=0.13268nm,RHH=0.26536 nm,键角∠HBeH=180.0°、离解能De=6.283383 eV和基态振动频率v1,v2,v3;同样方法得到了基态H2S分子的稳定结构为C2v构型,电子态为(X)1A1,得到了平衡核间距RHS=0.13357 nm,RHH=0.193155nm,键角∠HSH=92.6166°,离解能De=11.45901 eV和基态振动频率v1,v2,v3;用多体项展式理论推导了基态BeH2和H2S分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了基态BeH2和H2S分子的结构特征及其势阱深度与位置.     

PdH、PdH2分子的结构与势能函数

用相对论有效原子实势(SDD)和密度泛函(B3LYP)方法对PdH和PdH2体系的结构进行了优化,计算表明:PdH分子的几何构型为C∞v,其基态为X2∑+态,键长R=0.154 11 nm,离解能为De=2.511 0eV,谐振频率ωe=2 156.226 9 cm-1,并拟合得到Murrell-Sorbie势能函数;PdH2分子稳态为C2y构型,电子组态为1A1,平衡核间距RPdH=0.151 73 nm,键角∠HPdH=72.373 3°,基态简正振动频率:对称伸缩振动频率v1(b2)=2 104.369 6 cm-1、弯曲振动频率v2(a1)=528.742 6 cm-1、反对称伸缩振动频率v3(a1)=2 208.649 0 cm-1,离解能De=5.318 56 eV.在此基础上,用Murrell-Sorbie函数和多体展式理论导出PdH(C∞v,X2∑+)、PdH2(C2v,1A1)分子的解析势能函数.其等值势能面图准确地再现了PdH2分子的结构特征和离解能,由此讨论了Pd+H2分子反应的势能面静态特征.     

AlH_2 ( ~2 A_1)体系的结构与势能函数

在QCISD/6311 (3df,3pd)水平上,优化出AlH2(X2A1)分子稳定构型为C2v,其平衡核间距Re=1.592、∠HAlH=118.68°,同时也计算出振动频率。在此基础上,根据微观可逆性原则,正确地判断了离解极限。使用多体项展式理论方法,导出了基态AlH2分子的分析势能函数,该势能表面准确地再现了AlH2(C2v)平衡结构,然后根据势能函数等值图讨论了H AlH反应和Al H2反应的势能面静态特征。结果表明在H AlH及Al H2两个通道上均存在鞍点,垒高前者为0.61eV,后者为3.28eV。     

SiX2(X=H,F)分子的结构与势能函数

应用QCISD/6-311++G(3df,3pd)和B3P86/6-311++G(3d2f)对SiH2,SiF2的结构进行了优化,优化出SiH2分子的稳定构型为C2v,电子态为1A1,其平衡核间距Re=0.15149 nm、键角∠HSiH=92.5025°,离解能为3.7098 eV.SiF2分子的稳定构型为C2v,电子态为1A1,其平衡核间距Re=0.16014 nm、键角∠FSiF=100.7079°、离解能为14.1391eV.并对它们的力常数及谐振频率进行了进一步的计算.在推断出SiX2(X=H,F)的离解极限的基础上,应用多体展式理论方法,导出了基态SiX:(X=H,F)分子的解析势能函数,该势能表面准确地再现了SiX:(X=H,F)分子的结构特征和能量变化.分析讨论势能面的静态特征时得到SiH+H-SiH2反应中存在鞍点,活化能为192.971 kJ/mol,为有阈能的反应.而SiF+F→SiF2反应中没有鞍点,是无阈能的反应.     

基态TiH2分子的结构与分析势能函数

用密度泛函理论的B3lyp方法,Ti原子采用相对论有效实势(LanL2DZ)收缩价基函数,氢原子采用6-311 g**全电子基函数,对TiH2体系的结构进行优化计算.得到TiH2分子最稳态为C2v构型,电子状态为(C2v(X)3A2),平衡核间距,RTi-H=0.1789 nm,键角∠HTiH =123.365°,离解能:De=5.54216 eV.基态简正振动频υ(A1)=485.4150 cm-1,υ(B2)=1507.6533 cm-1,υ(A1)=1580.2361 cm-1.由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能离解极限,并用多体项展式理论方法分别导出基态TiH2分子的势能函数,其等值势能面图准确地再现了TiH2分子的结构特征和离解能.由此讨论了TiH2分子反应的势能面静态特征.     

BH2和AlH2分子的结构及其解析势能函数

运用二次组态相关(QCISD)方法, 分别选用6-311++G(3df,3pd)和D95(3df,3pd)基组,对BH2和AlH2分子的结构进行了优化计算,得到BH2分子的稳态结构为C2v构型,电子态为2A1、平衡核间距RBH=0.1187nm、键角∠HBH=128.791°、离解能De=3.65eV、基态振动频率ν1(a1)=1020.103cm-1,ν2(a1)=2598.144cm-1,ν3(b2)=2759.304cm-1 .AlH2分子的稳态结构也为C2v构型,电子态为2A1、平衡核间距RAlH=0.1592nm、键角∠HAlH=118.095°、离解能De=2.27eV、基态振动频率ν1(a1)=780.81cm-1,ν2(a1)=1880.81cm-1,ν3(b2)=1910.46cm-1 .采用多体项展式理论推导了基态BH2和AlH2分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了BH2和AlH2分子的结构特征及其势阱深度与位置.分析讨论势能面的静态特征时得到BH+H→BH2反应中存在鞍点,活化能为150.204kJ/mol;AlH+H→AlH2反应中也存在鞍点,活化能为54.8064kJ/mol.     

SiF2基态分子的结构与势能函数

运用Gaussian03软件包,采用密度泛函理论中的B3P86 方法,结合6-311++G**(3df,3pd)基组对基态SiF2分子的平衡电子结构和谐振频率进行了优化计算,得到了其稳定结构为C2v构型.SiF2基态电子态为X1A1,平衡核间距RSi-F=0.1061nm,键角αF-Si-F=100.6762°,离解能 De=13.8eV.应用多体项展式理论推导了基态SiF2分子的解析势能函数,其等值势能图准确地再现了SiF2分子的平衡构型特征和能量变化.     

NiCO分子结构与解析势能函数

用密度泛函理论的B3P86方法,对镍原子采用LANL2DZ收缩价基,碳原子和氧原子采用6-311+G~*基组,对NiC、NiO和NiCO体系的结构进行优化,计算表明:NiC分子基态为~1∑~+态,键长为R_e=0.16070 nm,离解能为3.62948 eV.NiO分子基态的平衡核间距为0.16784 nm,其电子态为~3∑~-,离解能为3.45119 eV,拟合得到Murrell-Sorbie势能函数;NiCO分子有两个线性稳定构型,其中一个构型为Ni—C≡O(C_(∞υ)),电子态为~1∑~+,平衡核间距为R_(NiC)=0.16621 nm,R_(co)=0.11519 nm,离解能为12.80476 eV,另一个为Ni—O≡C(C_(∞υ)),电子态是~1∑~+,平衡核间距为R_(co)=0.11470 nm,R_(NiO)=0.17636 nm,离解能为11.24679 eV.由微观过程的可逆性原理分析了分子的可能的离解极限,并用多体展式理论导出基态NiCO分子的势能函数,其等势面图准确地再现了NiCO分子的结构特征和离解能,由此讨论了Ni+CO,NiC+O,NiO+C分子反应的势能面静态特征.     

Li2、LiH的激发态和Li2H的基态结构与势能函数

使用“对称性匹配簇-组态相互作用”方法,对Li2分子三重态的第一激发态、LiH分子的基态、单重态的第一和第二激发态的几何构型与谐振频率进行了优化计算.利用“群操作求和”方法分别对这4个态进行单点能扫描计算,并拟合出了相应各态的Murrell-Sorbie势能函数.使用多种方法对Li2H分子的基态结构进行优化,并用优选出的密度泛函(B3P86)方法对该分子进行了进一步的频率计算.结果发现Li2H分子的基态稳态结构为C2v构型,在此基础上用多体项展式理论导出了它的解析势能函数,其等值势能图准确再现了Li2H分子的结构特征和离解能.首次报导了该分子对称伸缩振动等值势能图中存在的两个对称鞍点,对应于反应LiH Li→Li2H,活化能大约为18.7×4.184 KJ/mol.     

SiO2分子的基态(X1A1)结构与分析势能函数

应用群论及原子分子反应静力学方法推导了SiO2分子的电子态及其离解极限,采用B3P86方法,在6-311G**水平上,优化出SiO2基态分子稳定构型为单重态的C2V构型,其平衡核间距Re=RSi-O=0.1587 nm,∠OSiO=111.2°,能量为-440.4392 a.u..同时计算出基态的简正振动频率:对称伸缩振动频率v(B2)=945.4cm-1,弯曲振动频率v(A1)=273.5 cm-1和反对称伸缩振动频率v(A1)=1362.9cm-1.在此基础上,使用多体项展式理论方法,导出了基态SiO2分子的全空间解析势能函数,该势能函数准确再现了SiO2(C2V)平衡结构.     

CuTe,Cu2和Cu2Te的结构与势能函数

在Cu和Te的RECP(Relativistic Effective Core Potential)近似下,运用B3LYP方法,在LANL2DZ基组水平上对CuTe,Cu₂和Cu₂Te分子体系的结构进行优化计算.结果表明,CuTe和Cu₂分子的基电子状态分别为²Π和¹∑_g⁺,Cu₂Te分子的基态为单重态的C_2V构型,其电子状态为¹A₁.同时还计算了Cu₂Te分子基态的离解能、力常数和振动频率.采用最小二乘法拟合出CuTe和Cu₂分子Murrell-Sorbie势能函数参数.在此基础上,运用多体展式理论方法导出Cu₂Te分子基态势能函数的解析表达式,其势能面准确复现了平衡态的结构特征.     

SeN_2自由基解析势能函数的耦合簇理论研究

利用单双迭代耦合簇理论CCSD结合相关一致四重基组cc-pVQZ对SeN2基态的平衡结构和谐振频率进行了优化计算.计算结果表明:基态SeN2自由基分子稳定态为C2v构型,基态电子组态为X1A1,平衡核间距RSe-N=0.1691 nm,RN-N=0.1970 nm,αN-Se-N=71.289?,离解能De=4.78 eV.基态简正振动频率分别为:ν1=326.9288 cm-1,ν2=808.0161 cm-1以及ν3=948.3430 cm-1.对SeN基态和N2基态采用上述相同方法进行几何构型与谐振频率的计算并进行单点能扫描,使用Murrell-Sorbie函数进行最小二乘拟合得到其势能函数和光谱常数,通过和其他理论值以及实验值做比较,显示本文的计算工作达到了很高的精度.应用多体项展式理论导出了基态SeN2的全空间解析势能函数,其势能函数等值势能图准确再现了SeN2分子的结构特征和能量变化.     

A new intrinsic defect in amorphous SiO2: Twofold coordinated silicon

The well known optical absorption band at 5.03 eV (the “B₂ band”) and luminescence band at 4.3 eV in amorphous SiO₂ are due to singlet-to-singlet transitions, while the luminescence band at 2.65 eV - due to triplet-to-singlet transitions in a silicon-related intrinsic defect. This defect occurs both in the bulk and on the surface. Luminescence polarization data indicate C_2v symmetry. The most probable model for this center is a silicon atom with only two neighboring oxygens. Such defects form a separate class of valence alternation defects, characteristic for amorphous materials having atoms in tetrahedral coordination.     

在动量空间讨论二氯乙烯的同分异构性

通过量化计算得到了二氯乙烯偏式、顺式和反式三种同分异构体的几何结构参数, 并利用电子动量谱学方法计算了二氯乙烯偏式、顺式和反式同分异构体的四个芯轨道的动量密度二维分布图和动量谱线. 对比不同异构体的四个芯轨道在坐标空间和动量空间的电子分布情况发现, 在坐标空间无法体现的原子轨道间的相互干涉作用在动量空间被放大了, 表现为动量曲线具有多峰结构和一定的周期性. 通过计算周期值可以求出不同异构体相邻原子间的间距; 通过判断周期轴的方向能够得到三种异构体的分子轴取向.     

Infrared fluorescence from exciting the v1 and v8 modes of CF2Cl2 with a TEA CO2 laser

Infrared fluorescence from CF₂Cl₂ molecules excited with a TEA CO₂ laser below dissociation threshold, is time resolved with a HgCdTe detector without spectral resolution in the range 1100-700 cm^-1. The signal fits well to a sum of three exponentials, which are interpreted as a bulk vibration-vibration (V-V) energy transfer between the fraction of highly excited and non-excited molecules in the irradiated volume, vibro-translation (V-T) deactivation and diffusional heat and mass transport to the surrounding. The measured V-V and V-T rates increase with vibrational excitation and the V-T deactivation is independent on the observed modes (v₁/v₆ or v₈) if v₈ or v₁ are excited respectively.     

类石墨烯复杂晶胞光子晶体中的确定性界面态

拓扑绝缘体是当前凝聚态物理领域研究的热点问题.利用石墨烯材料的特殊能带特性来实现拓扑输运特性在设计下一代电子和能谷电子器件方面具有较广泛的应用前景.基于光子与电子的类比,利用光子拓扑材料实现了确定性界面态;构建了具有C_(6v)。对称性的类似石墨烯结构的的光子晶体复杂晶格;通过多种方式降低晶格对称性来获得具有C_(3v),C_3,C_(2v)和C_2对称的晶体,从而打破能谷简并实现全光子带隙结构;将体拓扑性质不同的两种光子晶体摆放在一起,在此具有反转体能带性质的界面上,实现了具有单向传输特性的拓扑确定性界面态的传输.利用光子晶体结构的容易加工性,可以简便地调控拓扑界面态控制光的传播,可为未来光拓扑绝缘体的研究提供良好的平台.     

Effects of collision energy and rotational quantum number on stereodynamics of the reactions:H(~2S)+NH(v=0,j=0,2,5,10)→N(~4S)+H_2

The stereodynamical properties of H(~2S) + NH(v = 0,j = 0,2,5,10)→N(~4S) + H_2 reactions are studied in this paper by using the quasi-classical trajectory(QCT) method with different collision energies on the double many-body expansion(DMBE) potential energy surface(PES)(Poveda L A and Varandas A J C 2005 Phys.Chem.Chem.Phys.7 2867).In a range of collision energy from 2 to 20 kcal/mol,the vibrational rotational quantum numbers of the NH molecules are specifically investigated on v = 0 and j = 0,2,5,10 respectively.The distributions of P(θ_r),P(φ_r),P(θ_r,φ_r),(2π/σ)(dσ_(00)/dω_t)differential cross-section(DCSs) and integral cross-sections(ICSs) are calculated.The ICSs,computed for collision energies from 2 kcal/mol to 20 kcal/mol,for the ground state are in good agreement with the cited data.The results show that the reagent rotational quantum number and initial collision energy both have a significant effect on the distributions of the k-j',the k-k'-j',and the k-k' correlations.In addition,the DCS is found to be susceptible to collision energy,but it is not significantly affected by the rotational excitation of reagent.     

NFX(X=-1,0,+1)分子离子基态的结构与势能函数

用密度泛函理论的B3LYP方法,分别以6-311++g(df,3pd),6-311g(3d,3p)和6-311++g(3df,3pd)为基函数对NF分子、NF⁺和NF^-离子基态进行几何优化和频率计算,并进行单点能扫描计算.用最小二乘法拟合得到NF^X(X=-1,0,+1)分子离子基态的Murrell-Sorbie势能函数.利用得到的解析势能函数计算出的NF分子和NF⁺离子基态光谱常数(B_e,α_e,ω_e,ω_eχ_e)与实验值符合很好.首次得到NF^-离子基态的光谱常数(B_e,α_e,ω_e,ω_eχ_e)和力常数(f₂,f₃,f₄),为NF-离子基态的后期研究提供理论参考.     

PuH3分子的几何构型及基态附近势能特征计算

目前还没有关于PuH₃的分子结构和分子光谱公开解密的资料与数据.基于密度泛函理论的全数值自洽场计算方法——离散变分方法(DVM),数值解相对论Dirac方程,在自由的钚原子和氢原子波函数的数值基及原子能级基础上计算了PuH₃分子的不同几何结构及势能曲线.等边三角棱锥形PuH₃分子基态的数据为:Pu-H键长=2.097726Å,键角θ(H-Pu-H)=119.102Å,H-H距离为3.616817Å,轨道总能量为-19869.834a.u.,费米能级E_f=-16.856eV.分析了反演对称等价的分子态以及非质心坐标对轨道总能量的影响.比较了PuH₂和PuH₃分子参数的全电子计算结果.     

特殊构型Si_2N_2分子团簇电致激发特性的密度泛函理论研究

以在可见光区有吸收峰的Cs构型的Si2N2分子团簇为研究对象,利用密度泛函B3LYP方法,在aug-ccpVTZ基组水平下优化得到了处于不同外电场中的Si2N2分子团簇的稳定结构.分析发现:在不同的外电场中,Si2N2分子构型对称性没有发生改变,均为Cs对称性,且都有6种振动模式;随着外电场强度的逐渐增大,Si2N2分子振动频率较低的前三种振动模式的频率略有减小,而后三种振动模式的频率逐渐增加;随着外电场强度的逐渐增大,在一定电场范围内最高占据分子轨道与最低空分子轨道的能隙值出现振荡,之后能隙值随着外电场强度的增大而减小.在此基础上,采用含时密度泛函TD-B3LYP方法研究了外电场对Si2N2分子吸收谱的影响规律.计算得到的吸收谱范围在紫外-可见光区,这与实验值相符合.随着外电场强度的逐渐增大,在可见光区吸收谱发生红移,最大跃迁振子强度逐渐增大.结果表明,施加外电场有利于Si2N2分子在可见光区的吸收,也有利于操控分子特定激发态的电子状态,进而调节相应的跃迁光谱特性,可达到获得所需特定波长的要求.