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.     

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.     

New ab initio Potential Energy Surfaces for Cl(2P3/2, 2P1/2)+H2 Reaction

采用多参考组态相互作用的计算方法和很大的基组构造了Cl+H₂反应体系的一组新的三维从头算势能面. 该势能面包含Cl+H₂体系的能量最低的三个绝热态,并在非绝热近似下转化为四个非绝热势能面. 另外,旋轨耦合矩阵元也基于Breit-Pauli Hamil-tonian计算得到. 对角化这四个非绝热势能和两个旋轨耦合矩阵元组成的全耦合Hamiltonian,得到了三个考虑旋轨耦合后的绝热势能面.基于这组新势能面的非绝热动力学计算结果与最新的实验符合得很好,很好地解释了     

用神经网络方法拟合的反应体系H+CH4→H2+CH3的一个全域势能 (cited:12)

利用神经网络方法,基于47783个高精度从头算能量点构建了反应体系H+CH₄→H₂+CH₃的一个全域势能面．通过大量的准经典轨线以及量子散射计算测试了势能面的收敛性质．这个势能面对于拟合过程以及从头算点的数目都已经完全收敛,拟合误差很小且比Shepard插值的势能面计算速度更快,代表了此标志性多原子反应体系最好的势能面．     

HeH~+分子X~1∑~+、A~1∑~+和a~3∑~+态的势能函数与光谱常数研究

以Aug-cc-pVDZ、Aug-cc-pVTZ、Aug-cc-pVQZ和Aug-cc-pV5Z为基函数,分别采用组态相互作用(CI)和完全活性空间自洽场(CASSCF)方法对HeH~+的X~1∑~+、A~1∑~+和a~3∑~+态的平衡结构、离解能、绝热跃迁能、谐振频率和势能曲线进行了计算.并选用Murrell-S0rbie势能函数对势能曲线进行拟合,利用拟合的参数值计算出了力常数和光谱数据.结果表明以Aug-cc-pV5Z为基函数,采用CI方法的计算值与实验值和其它理论结果吻合较好.     

基于最新势能面的C(~1D)+H_2反应的环聚合分子动力学研究（英文）

本文利用环聚合分子动力学方法对C(~1D)+H_2反应开展了详细的理论研究.计算中使用了最近构建的Zhang-Ma-Bian(ZMB)从头算势能面,该势能面对锥形交叉附近区域以及范德华区域均有精确的描述.环聚合分子动力学计算得到的热反应速率常数与最新实验值吻合很好.与前人计算结果比较,发现在?~1A'电子基态的ZMB-a势能面上获得的反应速率常数远大于前人构建的RKHS势能面上的结果,这是由于ZMB势能面上的范德华鞍具有与之前势能面上的范德华阱完全不同的动态学作用,表明环聚合分子动力学方法能够处理范德华作用引起的势能面拓扑结构所导致的动态学效应.本文还揭示了b~1A"电子激发态ZMB-b势能面以及量子效应对反应的重要性.     

噻吨酮光物理和光化学行为对溶剂的依赖性（英文）

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CH_3CN,CH_3CN/CH_3OH(1:1)和CH_3CN/H_2O(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.     

人为扰动的模型势函数及其动力学特征（英文）

目前,结合高精度从头算方法和全维量子动力学计算,对四原子气相反应,理论计算可以获得与实验结果完全一致的结果.一般情况下,一个精确的量子动力学模拟需要一个精确的势能面,但是在实际的计算当中,势能面的拟合误差是不可避免的.在本文中,我们考察了在模型势能面外加各种扰动时的动力学反应行为,在2维的势能面上进行了量子动力学计算.反应速率常数对近反应能垒区域或最小能量反应路径上的干预是较为敏感的,但是在势能面上的其它地方加入的外加干扰对反应速率影响不大.本文给出一个比较重要的和比较简单的结论,在量子动力学模拟中,在精确的势能面上增加相关的扰动,会帮助我们更深入地理解给定类型的反应,对于一个特定体系,其精确势能面上可以作为一个模型体系研究.     

S3解离中的非绝热过程

采用量子力学从头计算方法研究了硫的三聚物S3低激发态解离过程.构造了S3分子的解离极限.对态态间跃迁极矩的计算表明,在势能曲面的交叉区域态态间存在相互转换的非绝热过程,从而确定了在S3解离为S2的复杂过程中,非绝热预解离是重要的解离通道.     

铁原子与NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算研究铁原子与NO反应的相关微观反应机理.全参数优化了四重态和六重态反应势能面上各驻点的几何结构,用频率分析方法和内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的反应势能面曲线,并讨论了势能面的交叉情况.结果表明,该反应为典型的两态反应,反应通道一中出现了一个势能交叉点,反应通道二中出现了两个势能交叉点,反应通道三中出现了三个势能交叉点.势能面上的交叉点能够有效降低反应的活化能,增加反应放热,这在动力学和热力学上都是有利的.     

利用新构建势能面3A研究S(3P)+H2→HS+H反应含时波包量子散射

利用高精度从头算能量点构建三重态³A' 势能面. 单点能计算采用的方法是完全活性空间自洽场和多组态相互作用,计算中所用的基组是aug-cc-pV5Z,并利用多体展开方法结合AP函数形式对所有能量点进行了拟合. 在新构建的势能面基础上,在平动能0.8～2.2 eV进行了含时波包散射计算,计算中同时采用了离心突然近似和紧耦合方法. 另外还对初始振动态ν=0～3(j=0)情况下的总反应几率进行了计算,结果发现初始振动激发对该体系有很大的增强作用.     

手征夸克模型下ud四夸克态的研究(英文)

在手征SU(3)夸克模型和扩展的手征SU(3)夸克模型的框架下,用变分的方法系统地研究了同位旋为0、1,自旋宇称为0~ 、1~ 和2~ 的ud■四夸克系统6个低组态的能量.模型的参数取自以前的工作,它能很好地描述核子-核子散射相移以及核子-超子散射截面.S道相互作用的参数由拟合K介子和K~*介子的质量定出,并且考虑了具有相同量子数的态之间的态混合效应.结果表明,同位旋为0且自旋宇称为1~ 的ud■能量低于相应的K~*K~*的阈能,且该组态中KK~*的成分相当小,因此该组态的宽度可能较小,可视为一个可能的四夸克态的候选者.     

人为扰动的模型势函数及其动力学特征

目前,结合高精度从头算方法和全维量子动力学计算,对四原子气相反应,理论计算可以获得与实验结果完全一致的结果。一般情况下,一个精确的量子动力学模拟需要一个精确的势能面,但是在实际的计算当中,势能面的拟合误差是不可避免的。在本文中,我们考察了在模型势能面外加各种扰动时的动力学反应行为,在2维的势能面上进行了量子动力学计算。反应速率常数对近反应能垒区域或最小能量反应路径上的干预是较为敏感的,但是在势能面上的其它地方加入的外加干扰对反应速率影响不大。本文给出一个比较重要的和比较简单的结论,在量子动力学模拟中,在精确的势能面上增加相关的扰动,会帮助我们更深入地理解给定类型的反应,对于一个特定体系,其精确势能面上可以作为一个模型体系研究。     

铁原子与SO_2反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法在6-311+G(d,p)的计算水平上研究了铁原子与SO_2在三重态以及五重态反应势能面上的反应机理.全参数优化了三重态以及五重态反应势能面上各驻点的几何构型,并用频率分析法以及内禀反应坐标(IRC)方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的反应势能面曲线和微观反应路径.结果表明,铁原子与SO2在三重态与五重态反应势能面上的几何构型相似,三重态的能量均比五重态高,说明铁原子与SO_2的反应主要在五重态反应势能面上进行.整个体系为放热反应,反应的活化能为30.6 k Cal/mol.     

C (~3P)+NO (X~2Ⅱ)→CN (X~2∑+)+O (~3P) 反应的矢量相关研究

采用准经典轨线方法研究了三个不同碰撞能下,反应C(~3P)+NO (X~2∏)→CN (X~2∑+)+O(~3P) 在Nyman等拟合的两个势能面(~2A″和~2A′)上反应物与产物之间的矢量相关.结果表明在两个势能面上产物的转动角动量矢量不仅取向,而且沿着y轴垂直于散射平面定向,产物的角动量定向依赖于碰撞能和势能面.同时,计算的四个重整化极化依赖微分截面显示产物在三个散射角被强烈极化,这与在两个势能面上的三个过渡态有关.     

铁原子与NO反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论（DFT）计算研究铁原子与NO反应的相关微观反应机理。全参数优化了四重态和六重态反应势能面上各驻点的几何结构,用频率分析方法和内禀反应坐标（IRC）方法对过渡态进行了验证,得到了该反应的反应势能面曲线,并讨论了势能面的交叉情况。结果表明,该反应为典型的两态反应,反应通道一中出现了一个势能交叉点,反应通道二中出现了两个势能交叉点,反应通道三中出现了三个势能交叉点。势能面上的交叉点能够有效降低反应的活化能,增加反应放热,这在动力学和热力学上都是有利的。     

紫外光解动力学DNCO+hv→D+NCO:两个竞争解离通道（英文）

本文利用D原子里德堡态时间飞行谱研究了DNCO分子在波长200～235 nm范围的光解动力学.实验测量了产物的平动能分布和空间角分布.在210～235 nm光解离下,观测到接近统计分布和各向同性的产物,该产物有可能来自从S_1势能面内转换到S_0势能面,然后在S_0势能面上解离.在更短的解离波长下,除了统计分布的产物,另外一种分布的产物出现在高平动能的地方,具有很高的各向异性,该产物来自从S_1势能面上的直接解离.相比较HNCO的解离结果,DNCO直接解离通道出现在更高的激发能量.通过对NCO产物内能态的归属,发现NCO产物主要是弯曲振动激发和适当的伸缩振动激发.     

水分子高激发态的绝热势能面与光解机制

本文在从头算icMRCI+Q水平上,发展了水分子的基态和九个激发态?、?、B、C、D、D''、D''、?''和F的全维绝热势能面. 势能面的拟合采用了高斯过程回归并结合置换不变多项式方法. 通过选择大的活动空间与添加额外弥散函数的基组来准确描述这些里德堡状态,计算得到的垂直激发能和平衡构型与先前的理论与实验值十分吻合. 相对于前三个被广泛研究的低能量电子态,对高激发态光解的理论与实验研究仍然十分有限. 本文研究了水在真空紫外光解过程中涉及到的高激发态的全部三个解离通道. 特别是基于新发展的势能面,首次清晰地阐明了D-E''、E''-F、?-?和?-C电子态之间的锥形交叉等信息,文中详细讨论了这些电子激发态的非绝热解离途径,为阐明这些高里德堡态的光解离机制提供了帮助.     

不同初始振动态下D2O在B带的态-态光解动力学

利用高精度的非绝热从头算势能面,采用量子实波包方法研究了D₂O在3个不同初始振动态(0,1,0)、(1,0,0)和(0,0,1)下光激发到~B态解离过程的态-态量子动力学．结果表明,由于初始振动波函数的形状不同,从不同振动态产生的吸收光谱、产物分布和产物分支比具有不同的动力学特性．弯曲振动态(010)的吸收谱呈现出两波瓣的形状且中间具有较浅的极小值,其基态产物OD( ~X)在高能量区域会出现轻微的振动态反转现象．所有初始振动态得到的激发态产物OD(_?)的振-转态分布都随能量的变化出现强烈的震荡,这是由于受到了激发态势能面上长寿命共振态的影响．反对称伸缩振动态(0,0,1)在高能量区域具有较大的产物分支比OD(_?)/OD( ~X),表明绝热通道在某些情形下是主要的解离通道．     

HF+He密耦散射的半经典研究

拟合在对称性匹配微扰理论(SAPT)水平下精确计算的HF分子在3个不同核间距时的相互作用能,获得了He-HF复合物的解析振转势能面;这个势能面与现有的理论势符合得很好.在此势能面上,使用密耦近似计算了He-HF碰撞能量从160 cm~(-1)到694 cm~(-1)范围内的分波截面,并采用半经典方法详细讨论了长程吸引和短程各向异性相互作用对弹性和非弹性分波截面的影响.