用B样条函数计算氢分子离子的能级和波函数

采用B样条函数展开方法数值求解了氢分子离子的定态薛定谔方程,计算了不同核间距时氢分子离子的基态和第一激发态的能级,结果表明,将氢分子离子的核位置作为B样条函数的节点,即使对较大的核间距,基态和第一激发态的能级值仍可达到很高的精度,所得基态径向波函数与用GAUSSIAN化学软件计算的结果符合得很好.     

基态分子波函数对N2分子在强激光场中产生高次谐波的影响

在强场近似下,利用简单的近似波函数作为分子基态最高占据轨道的波函数,研究了N2分子在强激光场中产生高次谐波的特性,并将结果与用精确的分子波函数作为基态波函数得到的结果进行了比较.结果表明.采用这两种不同的分子基态波函数得到的高次谐波在分子轴与激光偏振方向间的夹角较小时符合得很好,而在夹角较大的情况下,两者的结果差异较大.通过分析不同波函数所给出的电子密度分布,给出了产生这种差异的原因.     

H_2(X~1∑_g~ )—H_2(E~1∑_g~ )系统的相互作用

采用显含电子对相关坐标的波函数,在微扰论的框架下计算了E~l∑_g~ 态氢分子与基态氢分子取cross构型时的中长程相互作用。结果表明,该相互作用在分子间距6.5α_0附近存在着一个活化能势垒,在4.5α_0附近显示出较强的化学键行为。     

原子物理二题

1.氢原子和氧原子都是顺磁性的,氢气和氧气是顺磁性的还是抗磁性的?为什么? 氢原子和氧原子的基态分别是2S1、3P2,它们的J值均不为零,所以都是顺磁性的。氢气和氧气的磁性是由氢分子和氧分子决定的,由原子物理中关于分子态的描述,(加上一些简单的量子力学知识)得O2、H2的电子排布如表1。再由与求原子基态类似的方法求出上述气体的分子基态(在最后一栏)由此看出,氢分子的总角动量(即与原子态J相应的分子态的∑的右下标的值)为零,而氧分子的总角动量不为零,即存在固有的磁偶极矩,所以氢气是抗磁性气体,而氧气则是顺磁性气体。表中还列出了N…     

基态分子波函数对N2分子在强激光场中产生高次谐波的影响

在强场近似下,利用简单的近似波函数作为分子基态最高占据轨道的波函数,研究了N₂分子在强激光场中产生高次谐波的特性,并将结果与用精确的分子波函数作为基态波函数得到的结果进行了比较.结果表明,采用这两种不同的分子基态波函数得到的高次谐波在分子轴与激光偏振方向间的夹角较小时符合得很好,而在夹角较大的情况下,两者的结果差异较大.通过分析不同波函数所给出的电子密度分布,给出了产生这种差异的原因. 关键词： 强激光场 强场近似 分子的高次谐波     

超冷(36D5/2+6S1/2)里德伯分子的制备及其电偶极矩的测量

里德伯-基态分子由一个里德伯原子和一个基态原子组成,束缚机制是里德伯电子与基态原子的低能电子散射相互作用.理论上,通过低能电子散射Fermi赝势模型,数值计算了铯(36D_5/2+6S_1/2)里德伯-基态分子的绝热势能曲线,提取了里德伯分子的束缚能和平衡核间距等光谱参数.实验上,利用双光子光缔合技术成功制备了散射三重态(^T∑,Triplet)和散射单重态-三重态混合(^S,T∑,Mixed)形成的里德伯-基态分子,获得了里德伯分子的光缔合光谱,测量的势阱深度与理论计算结果相吻合.另外,以散射三重态为例,分析了里德伯分子的光缔合光谱在外加电场中的展宽现象,获得其平均永久电偶极矩|d|为(12.10±1.65) Debye ((4.76±0.65)ea₀),与理论计算结果保持一致.该研究为实验上制备D态里德伯-基态分子提供了可行的实验方案,对理解里德伯分子的光谱特性具有重要意义.     

用ab initio方法计算NaLi分子基态(X1∑+)的势能函数及光谱常数

运用原子分子群表示方法,首先确定NaLi分子的电子基态(X1∑ ).然后选用6-311 G(3df,2pd)基组优化计算得到NaLi分子基态(X1∑ )的平衡结构和离解能,采用电子相关QCISD(T)方法结合6-311 G(3df,2pd)基组对NaLi分子基态进行单点能扫描计算.最后用单点扫描计算值结合优化计算所得参数去拟合Murrell-Sorbie函数,得到了NaLi分子基态的势能函数.用该势能函数计算的光谱常数与实验结果符合得很好,表明拟合确定的势能函数能精确地描述基态NaLi分子的结构和性质.     

~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.     

二维和三维氢分子中原子间的电子关联的比较

讨论了非正交基（类氢原子的１ｓ态）和正交基下，二维和三维氢分子的基态波函数中，反映原子间电子关联大小的离子键成分与共价键成分的权重之比η随核间距Ｒ的变化情况，分析了两种基下存在差别的原因，认为正交基下反映的情况更为客观，并得出二维氢分子中原子间的电子关联明显强于三维氢分子中原子间的电子关联这一重要结论。     

LiBr分子基态光谱常数和分子常数研究

采用高精度的量子化学从头计算多参考组态相互作用方法和相关一致基, 计算了LiBr分子基态的光谱常数和势能曲线. 为获得更准确的结果, 计算中还考虑了二阶Douglas-Kroll-Hess相对论修正对LiBr分子基态的平衡键长、谐振频率和离解能影响. 将计算得到的势能曲线拟合为Murrell-Sorbie解析势能函数形式, 并进一步计算得到LiBr分子基态的其它光谱常数,ωeχe, αe, Be, D0. 比较发现它们与实验值符合的非常好. 通过求解核运动径向Schrodinger方程, 找到了LiBr分子基态的全部振动态. 还计算了每一个振动态的振动能级、经典转折点和惯性转动常数, 这些结果与已有的实验值一致.     

LiBr分子基态光谱常数和分子常数研究

采用高精度的量子化学从头计算多参考组态相互作用方法和相关一致基, 计算了LiBr分子基态的光谱常数和势能曲线. 为获得更准确的结果, 计算中还考虑了二阶Douglas-Kroll-Hess相对论修正对LiBr分子基态的平衡键长、谐振频率和离解能影响. 将计算得到的势能曲线拟合为Murrell-Sorbie解析势能函数形式, 并进一步计算得到LiBr分子基态的其它光谱常数,ωeχe, αe, Be, D0. 比较发现它们与实验值符合的非常好. 通过求解核运动径向Schrodinger方程, 找到了LiBr分子基态的全部振动态. 还计算了每一个振动态的振动能级、经典转折点和惯性转动常数, 这些结果与已有的实验值一致.     

OH分子基态(X2Ⅱ)的结构与势能函数

采用密度泛函理论的B3LYP方法和二次组态相互作用(QCISD(T))方法优化计算了OH分子基态(X2Ⅱ)的平衡结构、振动频率和离解能.根据原子分子反应静力学原理,导出了OH分子基态(X2Ⅱ)的合理离解极限,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(Be,αe,ωe和ωe xe),计算结果与实验数据符合得相当好.     

OH分子基态(X~2Π)的结构与势能函数

采用密度泛函理论的B3LYP方法和二次组态相互作用(QCISD(T))方法优化计算了OH分子基态(X2Π)的平衡结构、振动频率和离解能.根据原子分子反应静力学原理,导出了OH分子基态(X2Π)的合理离解极限,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(Be,αe,ωe和ωeχe),计算结果与实验数据符合得相当好.     

O3+与H2碰撞中解离电子俘获过程的全量子计算

利用全量子的分子轨道强耦合方法,我们研究了基态的O3+(2s22p2P)与氢分子碰撞的解离电荷转移过程.分子轨道强耦合计算中采用了自旋耦合价带理论计算的三原子分子势能面和径向耦合矩阵元.对氢分子的自身转动,我们采用无限阶的冲量近似方法.在入射离子能量为0.1 eV/u到500 eV/u的能量区间,我们得到了非解离碰撞过程的振动态选择单电子俘获截面和解离碰撞过程的单电子俘获微分截面,发现解离碰撞截面大约占非解离过程的10%.这表明在实际的应用中,必须包含解离俘获过程的贡献.     

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(Be,αe,ωe和ωexe),计算结果与实验数据符合得相当好.     

GaAs基InAs量子点中类氢杂质的束缚能

在有效质量近似下,采用微扰法研究了InAs/GaAs量子点内类氢杂质基态及低激发态的束缚能.受限势采用抛物形势,在二维平面极坐标下,精确地求解了电子的薛定谔方程.数值计算结果表明,类氢杂质基态及低激发态的束缚能敏感地依赖于抛物形势的角频率,受类氢杂质的影响,谱线发生蓝移.这一结果对设计和制备量子点器件是有价值的.     

AlC,SiC基态分子结构与分析势能函数的量子力学计算

用密度泛函理论的B3LYP方法和二次组态相互作用(QCISD(T))方法,选择6-31G(d,p)、6-311 G(2df,2pd)、6-311 G(3df,3pd)、cc-PVTZ、AUG-cc-PVTZ基组,优化计算了AlC和SiC分子基态的能量,平衡结构,谐振频率.根据原子分子反应静力学原理,导出了AlC和SiC分子基态的合理离解极限和离解能.通过优化计算结果和实验数据的对比,选择QCISD(T)/6-311 G(3df,3pd)方法对AlC和SiC分子基态的势能面进行了单点能扫描.采用最小二乘法拟合得到了AlC和SiC分子基态的Murell-Sor-bie势能函数.同时计算了光谱参数(Be,eα,ωe,ωeχe)和力常数(f2,f3,f4),并与实验结果进行比较.结果表明,计算结果与实验数据吻合的较好.     

OD、OT、DT分子基态的结构和解析势能函数

本文采用密度泛函方法(B3LYP)和组态相关方法(QCISD(T))优化计算了OD、OT、DT分子基态(X2Ⅱ)的平衡结构、振动频率和离解能.根据原子分子反应静力学原理.导出了OD、OT、DT分子基态(X2 Ⅱ)的合理离解极限,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(Be,ae,we和wexe),计算结果与实验数据符合得相当好.     

量子力学基态能量计算的改进蚁群优化算法

为进一步减少迭代次数和改善解的质量,对蚁群优化方法进行改进.在求解体系基态能上与传统的变分法相比有很大的优势.求解了氦原子基态能量,并应用于不同半径量子点中砷化镓类氢施主基态能量的计算.通过与变分法和遗传算法的比较,展示了算法的性能.     

H2(X1∑g+)—H2(E1∑g+)系统的相互作用

采用显含电子对相关坐标的波函数,在微扰论的框架下计算了E^l∑_g⁺态氢分子与基态氢分子取cross构型时的中长程相互作用。结果表明,该相互作用在分子间距6.5α₀附近存在着一个活化能势垒,在4.5α₀附近显示出较强的化学键行为。 关键词：