N,N-二甲基硫代乙酰胺S3(ππ*)态的衰变动力学 (cited: 1)

采用共振拉曼光谱和完全活化空间自洽场方法研究了N,N-二甲基硫代乙酰胺在被激发至S₃(ππ^*)态后的衰减动力学. 指认了紫外吸收光谱和振动光谱. 获得了乙腈、甲醇和水溶剂中不同激发波长下的A带共振拉曼光谱,以探测Franck-Condon区域的结构动力学. 开展了CASSCF计算以确定低能单重激发态和锥形交叉点的电子激发能和优化几何结构. 通过共振拉曼强度分析和CASSCF计算获得了结构参数、A带结构动力学和S₃(ππ^*)态衰减机制. 提出了主要衰减通道为_3,FC(ππ^*)→S₃(ππ^*)/S₁(nπ^*)→_1(nπ^*).     

苯基叠氮在光吸收激发态上的结构动力学-共振拉曼和量子力学计算研究

采用共振拉曼光谱学和完全活化空间自洽场方法研究了苯基叠氮被激发到S₂(A')、S₃(A')和S₆(A')光吸收态后的结构动力学. 基于傅立叶变换拉曼、傅立叶变换红外、紫外、密度泛函计算和简正模式分析,指认了紫外吸收光谱和振动光谱. 获得了环己烷、乙腈和甲醇溶剂中273.9、252.7、245.9、228.7、223.1和208.8 nm等不同激发波长下的A、B和C带共振拉曼光谱,以探测Franck-Condon区域的结构动力学. CASSCF计算获得了单重电子激发态能量最低点和势能面交叉点的电子激发能和优化几何结构. 结果表明,苯基叠氮在S₂(A')、S₃(A')和S₆(A')态上的激发态结构动力学各不相同. 与Kasha规则相符,S₂S₁(1)和S₂S₁(2)势能面交叉点在S₂(A')激发态衰变动力学和N7=N8键解离中扮演着重要角色. 提出了两条主要衰减通道：S_2,min→S₀辐射通道和S_2,FC(ππ^*)→S₂(ππ^*)/S₁(nπ^*)→S₁(nπ^*)非辐射通道.     

密度泛函理论研究黄曲霉素B1的表面增强拉曼散射效应

用密度泛函理论B3LYP方法和6-311G(d,p)/Lanl2DZ优化得到黄曲霉素B₁(AFB₁)分子及其复合物AFB₁-Ag的稳定结构,并计算了复合物的表面增强拉曼光谱和预共振拉曼光谱. 结果表明,AFB₁分子的拉曼光谱很大程度依赖于吸附位点以及入射光的激发波长. 与分子的常规拉曼光谱相比,复合物表面增强拉曼光谱中C=O伸缩振动模的增强因子约为10²～10³复合物的极化率增强而导致的静态化学增强,并分析了振动模式的振动方向与其拉曼强度的关系．选择复合物最大吸收峰附近激发光266和482 nm以及远离共振吸收波长785和1064 nm作为入射光,计算得到不同入射光激发下复合物的预共振拉曼光谱．结果表明其增强因子最大达到10⁴量级,主要是由电荷转移产生的共振增强引起的．     

1，8-二羟基-2-萘甲醛激发态双质子转移反应的MS-CASPT2//CASSCF研究

激发态双质子转移反应长期困扰着理论和实验科学家并成为了一个悬而未决的热点问题. 本文利用完全活化空间自洽场方法及其二阶微扰理论(MS-CASPT2//CASSCF)系统地研究了典型体系1,8-二羟基-2-萘甲醛(DHNA)的激发态双质子转移反应以及相关的激发态弛豫过程. 在MS-CASPT2//CASSCF水平下,本文优化了三个能量相近但结构不同的S₁态互变异构体,即S1-ENOL、S1-KETO-1和S1-KETO-2,以及两个关键的S₁/S₀锥形交叉点结构,即S1S0-KETO-1和S1S0-KETO-2. 其中,两个极小点S1-KETO-1和S1-KETO-2与实验上观测到的双荧光发射现象密切相关. 本文还利用MS-CASPT2//CASSCF方法计算了双质子转移反应的二维势能面以及从极小点到交叉点结构的线性内插路径;相应计算结果证实了DHNA体系具有分步的激发态双质子转移机制. 具体来说,从S1-ENOL到S1-KETO-1的第一个质子转移过程是无能垒的,而从S1-KETO-1到S1-KETO-2的第二个质子转移过程则需要克服一个大约6.0 kcal/mol的能垒. 此外,由于从S1-KETO-1 (S1-KETO-2)到S1S0-KETO-1 (S1S0-KETO-2)的线性内插路径显示DHNA体系需要翻越一个约为12.0 kcal/mol的能垒,因此DHNA体系将在S₁态上停留一段时间并发生双荧光发射现象. 当然,S₁/S₀锥形交叉点也会促使DHNA体系从S₁态内转换到S₀态,而这会一定程度上降低DHNA体系发射荧光的效率. 可以通过限制C5-C8-C9-O10二面角旋转来降低体系的内转换效率,进而提高DHNA体系的发光效率. 本工作不仅有助于理解激发态双质子转移机制,还有助于设计具有优异发光性能的新型分子材料.     

神经网络方法构建苯硫酚三维非绝热势能面

本文利用神经网络方法构建了苯硫酚三维的基态(S₀)绝热势能面以及激发态¹ππ^*和¹πσ^*耦合的非绝热势能面. 特别地，¹ππ^*和¹πσ^*非绝热势能面的透热化是通过神经网络拟合实现的，拟合仅基于其绝热势能，但对非绝热势能矩阵的非对角元施加了对称性的正确限制. 神经网络拟合的3个态的势能面的拟合均方根误差都非常小(<4 meV)，体现了神经网络方法的高精度. 在神经网络构建的势能面上计算得到了S₀态的低位能级和S₁ 态0⁰ 的寿命，结果均与早前非绝热势能面上的结果吻合，验证了神经网络方法构建的绝热和非绝热势能面的高精度和可靠性.     

噻吨酮光物理和光化学行为对溶剂的依赖性

本文利用纳秒瞬态吸收光谱技术,在不同溶剂中,研究了噻吨酮的光物理和光化学行为. TX的激发三重态(³TX^*)涉及2种电子态,³nπ^*和³ππ^*态. 随着溶剂极性的增强,³ππ^*态的贡献加大. 在CH₃CN,CH₃CN/CH₃OH(1:1)和CH₃CN/H₂O(1:1)溶剂中,³TX^*的自猝灭速率常数k_sq逐渐减小. 这可能由于通过氢键形成的激基复合物阻碍了³TX^*的碰撞猝灭. 二苯胺通过电子转移还原³TX^*,生成TX^·-阴离子和DPA^·+阳离子自由基. 溶剂对该转移过程的影响不明显,表明TX的³nπ^*和³ππ^*态夺取电子的能力相近. 然而,溶剂的依赖性在TX^·-的猝灭过程中表现明显. 在强酸性条件下(pH=3.0),质子化的TX和非质子化的TX之间存在着动态平衡. 在激发光作用下,生成³TXH^+*,光谱上呈现出520 nm处的吸收峰.     

THE 82S1/2→62D EXCITATION TRANSFER OF RUBIDIUM ATOMS INDUCED BY COLLISIONS WITH GROUND-STATE RUBIDIUM AND HYDROGEN MOLECULES

The processes of excitation transfer from the 8²S_1/2 state to the 6²D state of rubidium in Rb(8²S_1/2)-Rb(5²S_1/2) and Rb(8²S_1/2)-H₂ collisions have been studied experimentally. During irradiating the Rb vapor, mixed with H₂, by two light beams for selective stepwise excitation, the Rb 8²S_1/2→5²P_3/2 direct fluorescence and the Rb 6²D_3/2→5²P_1/2 sensitized fluorescence have been measured as a function of H₂ gas pressure. The measurements yielded the cross-sections σ(8²S_1/2→6²D) and σ^*(8²S_1/2→6²D) of Rb 8²S_1/2→6²D excitation tranfer induced by collisions with 5²S_1/2 atom and H₂ molecules respectively. The results are discussed in detail.     

THE 82S1/2→62D EXCITATION TRANSFER OF RUBIDIUM ATOMS INDUCED BY COLLISIONS WITH GROUND-STATE RUBIDIUM AND HYDROGEN MOLECULES

The processes of excitation transfer from the 8²S_1/2 state to the 6²D state of rubidium in Rb(8²S_1/2)-Rb(5²S_1/2) and Rb(8²S_1/2)-H₂ collisions have been studied experimentally. During irradiating the Rb vapor, mixed with H₂, by two light beams for selective stepwise excitation, the Rb 8²S_1/2→5²P_3/2 direct fluorescence and the Rb 6²D_3/2→5²P_1/2 sensitized fluorescence have been measured as a function of H₂ gas pressure. The measurements yielded the cross-sections σ(8²S_1/2→6²D) and σ^*(8²S_1/2→6²D) of Rb 8²S_1/2→6²D excitation tranfer induced by collisions with 5²S_1/2 atom and H₂ molecules respectively. The results are discussed in detail.     

超导临界温度理论(Ⅰ)

本文求出了Eliashberg方程在T=T_c时的解,得到了下面的临界温度级数表示式:T_c=α₀(μ^*)(λ〈ω²〉)^1/2{1+1/λα₁(μ^*)〈ω⁴>/〈ω²>²+1/λ²(α₂₁(μ^*)〈ω⁶>/〈ω²>³+α₂₂(μ^*)〈ω⁴>²/〈ω²>⁴) +1/λ³(α₃₁(μ^*)〈ω⁸>/〈ω²>⁴+α₃₂(μ^*)(〈ω⁴>〈ω⁶>)/〈ω²>⁵)+α₃₃(μ^*)〈ω⁴>³/〈ω²>⁶+…},其中α₀(μ^*),α₁(μ^*)等仅是μ^*的函数。新的T_c公式表明了,T_c不仅依赖于λ、μ^*和〈ω²〉,而且依赖于有效声子谱α²F(ω)的各级矩〈ω²ⁿ〉。     

Ti+(CO2)2Ar和Ti+(CO2)n(n=3-7)络合物离子的红外光解离光谱 (cited: 1)

利用脉冲激光溅射-超声分子束载带方法制备了气相Ti⁺(CO₂)₂Ar和Ti⁺(CO₂)_n(n=3-7)络合物离子．采用红外光解离光谱研究了这些选定的质量离子的振动光谱． 对于每一种络合物离子, 在CO伸缩振动频率范围都观察到了振动峰,表明这些离子具有插入的OTi⁺CO(CO₂)_n-1结构． 对于n≦5的OTi⁺CO(CO₂)_n-1离子,其CO振动和CO₂的反对称伸缩振动频率都比自由的CO和CO₂的频率要高,表明CO和CO₂配体与中心金属离子之间主要是静电相互作用．实验结果还表明TiO⁺可以直接络合五个配体(1个CO和4个CO₂分子)．对于n=2络合物体系,除了插入的OTi⁺CO(CO₂)结构以外,还观察到了具有弯曲结构的OCO-Ti⁺-OCO异构体的存在     

Preparation and Characterization of Storage and Emission Functional Material of Chlorine Anion: [Ca24Al28O64]4+·(Cl-)3.80(O2-)0.10

通过碳酸钙、γ-三氧化二铝、氯化钙在氯气/氩气混合气气氛下的固态反应制备了一种氯负离子存储-发射功能材料[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺·(Cl^-)_3.80(O^2-)_0.10(C12A7-Cl^-)．通过离子色谱、电子顺磁共振、拉曼光谱验证,C12A7-Cl^-材料中存储的负离子主要是氯负离子,浓度为(2.21±0.24)×10²¹ cm^-3,此外还有小部分的氧二价负离子、氧负离子、氧分子负离子．这与通过飞行时间质谱得到的结果一致：从C12A7-Cl^-材料表面发射出的负离子主要是氯负离子(大约90%),还有小部分的氧负离子和电子．材料结构和表观变化分别由X射线衍射和场发射扫描电子显微镜表征     

Cl(2P)+D2→DCl+D反应中波恩-奥本海默近似有效性的交叉分子束研究

本文利用高分辨的里德堡态氘原子标识-交叉分子束装置，研究了碰撞能为4.5∽6.5 kcal/mol范围内Cl(²P)[Cl(²P_3/2)和Cl^*(²P_1/2)]与D₂的反应. 虽然自旋轨道激发态反应Cl^*(²P_1/2)+D₂在波恩-奥本海默(B-O)近似下本应是禁阻的，但实验中观测到了该反应的贡献. 通过测量靠近后向的碰撞能相关的微分散射截面连线，发现低碰撞能下的产物主要来自于B-O近似禁阻的反应Cl^*+D₂. 随着碰撞能的提高，自旋轨道基态反应Cl+D₂的反应性增加明显要比自旋轨道激发态反应Cl^*+D₂更快，并且在高碰撞能下成为产物的主要来源. 实验结果表明：在低碰撞能下，Cl^*中自旋轨道激发态的额外能量，可以帮助B-O近似禁阻的反应Cl^*+D₂越过势垒；然而当碰撞能接近和高于反应势垒时，B-O近似允许的反应Cl+D₂占主导地位. Cl/Cl^*+D₂反应中B-O近似有效性的特征与其同位素反应Cl/Cl^*+H₂是一致的.     

RAMAN SCATTERING OF α-ET3(ReO4)2 CHARGE-TRANSFER SALT

We describe the results of Haman studies on C=C stretch modes in α-ET₃(ReO₄)₂ charge-transfer salt with the incident laser beam polarised perpendicular and parallel to the large flat face of plate-like crystal. We have assigned central C=C stretch mode at 1454 cm^-1 and ring C=C stretch mode at 1470cm^-1. The change in ring C=C stretch vibration was observed at the metal-insulator transition of α-ET₃(ReO₄)₂ on warming due to the distortion of the ET molecules.     

吡啶离子液体与水混合体系中蒽醌-2-磺酸钠的激光闪光光解机理

利用激光闪光光解技术研究了蒽醌-2-磺酸钠(AQS)在吡啶离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸盐([BPy][BF₄])与水(H₂O)混合体系中的光化学反应过程. 实验结果表明,AQS的激发三重态(³AQS^*) 会与H₂O快速反应,不断增加[BPy][BF₄]在混合体系中的体积比(V_IL),瞬态吸收光谱发生了很大变化. 510 nm附近的瞬态吸收带变化最大,在0< V_IL< 0.1时,吸光度会随着[BPy][BF₄]的增加而增加;而在V_IL>0.1时,吸光度则随着比例的增加而减小. 然而380 nm附近吸收带的吸光度却一直在增加. 通过拟合近似地得到了瞬态物种B和³AQS^*的表观动力学参数. 另外还讨论了³AQS^* 与阳离子之间的夺氢反应,通过对350~420 nm处光谱图的分析,推断出这一范围的瞬态吸收光谱是³AQS^*与AQSH^·的叠加谱. 在混合体系中,³AQS^*分别与H₂O和[BPy][BF₄]的反应是一对竞争反应. 还发现在高浓度的离子液体环境下,体系的整体反应速率会减弱.     

基于激发态运动方程耦合簇的神经网络透热势能矩阵：苯硫酚1πσ*态-介导的光解

本文用最近发展的神经网络拟合方法[Chin. J. Chem. Phys. 34,825 (2021)]构造了一个新的涉及苯硫酚¹πσ^*态-介导光解的¹ππ^*和¹πσ^*态耦合非绝热势能面. 势能面包含了解离过程中的三个关键振动模式,即S-H伸缩、弯曲和扭转振动. 由于单双激发态运动方程耦合簇方法具有简单、效率高、精度高的优点,采用激发态运动方程耦合簇方法计算了苯硫酚激发态¹ππ^*和¹πσ^*的绝热能量. 神经网络拟合绝热激发态S₁和S₂态的均方根误差分别为0.89和1.33 meV,表明神经网络方法具有很高的拟合精度. 在构建非绝热势能面的过程中,仅利用了体系绝热势能,避免了非常耗时的非绝热耦合计算,极大地提高了效率. 为了检测新的非绝热势能面的可靠性,本文进一步展开了苯硫酚光解非绝热动力学模拟. 动力学计算得到的S₁振电态0⁰和3¹的寿命与实验和之前的理论结果均吻合,验证了基于激发态运动方程耦合簇绝热能量构建的非绝热势能面的可靠精确性,并可进一步应用到实际大分子体系中.     

硫脲21A激发态扭曲几何结构的共振拉曼光谱和理论研究

获得了硫脲在水和乙腈溶液中A吸收带的共振拉曼光谱,通过B3LYP/6-311++G(3df,3pd)和RCIS/6-311++G(3df,3pd)分别对硫脲的电子跃迁和2¹A 激发态鞍点结构进行了研究．对共振拉曼光谱进行了归属,并通过含时波包理论对吸收光谱和共振拉曼光谱进行拟合,结果表明硫脲动态结构特征主要沿着：C=S伸缩振动ν₆(|△|=0.95)、H₅N₃H₆+H₈N₄H₇弯曲振动ν₅(|△|=0.19)、NCN对称伸缩振动+C=S伸缩振动+N₃H₆+H₈N₄弯曲振动ν₄(|△|=0.18)．ν₁₅倍频2ν₁₅和4ν₁₅强度主要归因于ν₁₅激发态频率的改变而不是简正模位移量的变化．对S=CN₂面外变形振动ν₁₅倍频出现的机理进行了探究,结果表明Franck-Condon区域势能面鞍点是标准A项共振拉曼散射里的二次声子机制的驱动力,导致碳原子中心的锥形化,并使硫脲在2¹A激发态发生几何结构扭曲.     

飞秒时间分辨拉曼光谱用于研究β-胡萝卜素单重激发态内转换和振动弛豫过程

搭建了飞秒时间分辨受激拉曼光谱(FSRS)装置，并用于研究全反式β-胡萝卜素单重电子激发态超快内转换和振动弛豫过程.基于三脉冲“抽运-探测”方案搭建的时间分辨受激拉曼光谱装置同时实现了150fs的时间分辨率和23.7cm^-1的光谱分辨率，光谱检测范围为300—4000cm^-1.对全反式β-胡萝卜素电子激发态的飞秒时间分辨拉曼光谱研究表明，β-胡萝卜素被激发到S₂态后，经由寿命约为0.3ps的中间态S_X态实     

环式M(SO2)(M=Zn, Cd)分子及其阴离子的基质隔离红外光谱和密度泛函理论计算

激光溅射锌和镉原子与SO₂分子反应的低温基质隔离红外光谱实验表明,在氩和氖的惰性基质中,形成了环式M(SO₂)分子及其阴离子M(SO₂)^- (M=Zn, Cd)．相关同位素(³⁴SO₂和S¹⁸O₂)替代实验及密度泛函理论计算均证实了这一结果．此外,自然电荷布居分析表明电子从金属锌和镉的s轨道转移到了SO₂配体上形成了M⁺(SO₂)^-“离子对”复合物,且该分子中的Zn-O键以及Cd-O键均表现出强的极化共价性．而Hg原子在与SO₂反应中所表现出来的惰性可由其较强的相对论效应所致的6s价电子层收缩与高电离电位得以解     

态|ψ5(3)〉q中广义电场的2(2m+1)次方Y压缩特性

利用多模压缩态理论,研究了由多模复共轭相干态|{Z_j^*}〉_q(j =1,2,3,…,…,q)、多模复共轭相干态的相反态|{-Z_j^*}〉_q和多模虚相干态|{iZ_{j}〉q的线性叠加所组成的第Ⅴ类三态叠加多模叠加态光场|ψ5⁽³⁾〉q中广义电场分量的等幂次N次方Y压缩特性 .结果发现 :当压缩次数N=2 p且p=2m+1(m=0,1,2,…,…)时,在一定的条件下,态|ψ5⁽³⁾〉q的广义电场分量(即第二正交相位分量)可呈现出周期性变化的、偶数次的等幂次2(2m+1)次方Y压缩效应 .}     

组分夸克模型对重子共振态的纵向跃迁的相对论计算

相对论组态混合效应对重子共振态的纵向跃迁振幅S_1/2(Q²)的影响进行了讨论. 研究表明这种组态混合效应会对纵向跃迁振幅S_1/2(Q²)起着明显的作用.