BH分子8个Λ-S态和23个Ω态光谱性质的理论研究

本文利用内收缩多参考组态相互作用方法计算了BH分子8个低电子态(X~1∑~+、a~3∏,A~1∏,b~3∑~-,2~3∏,1~3∑~+,1~5∏~-和1~5∏)和在自旋-轨道耦合效应下所产生的23个Ω态的势能曲线、以及X~1∑_0~+~+,a~3∏_0~+,a~3∏₁,a~3∏₂和A~1∏₁态之间6对跃迁的跃迁偶极矩.为了获得精确的势能曲线,计算中修正了单双电子激发、核价相关效应、相对论效应和基组截断带来的误差.获得的BH分子的光谱和跃迁数据与现有的理论值和实验值符合得很好.计算结果表明:BH分子的A~1∏₁(v’=0-2,J’=1,+)→X~1∑_0~+~+(v"=0-2,J"=1,-)跃迁具有较大的爱因斯坦A系数和加权的吸收振子强度、高度对角化分布的振动分支比,A~1∏₁态具有较短的辐射寿命.另外,a~3∏_0~+和a~3∏₁态对A~1∏₁(v’=0)...     

AlH~+离子5个Λ-S态和10个?态的光谱性质以及激光冷却的理论研究

利用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-ccpV6Z计算了AlH~+离子前两个离解极限对应的5个Λ-S态和10个?态的势能曲线.为了提高势能曲线的可靠性和精确性,计算中考虑了自旋轨道耦合效应、芯电子价电子相关和标量相对论修正以及将势能外推至完全基组极限.基于得到的势能曲线,获得了束缚和准束缚的4个Λ-S态和8个?态的光谱常数和振动能级,与已有的实验结果符合.计算了2(1/2)→X~2Σ_(1/2)~+和A~2Π_(3/2)→X~2Σ_(1/2)~+跃迁的跃迁偶极距.利用计算的精确的势能曲线和跃迁偶极矩,获得了2(1/2)~(第一势阱)(υ′=0, 1)→X~2Σ_(1/2)~+(υ′′)和A~2Π_(3/2)(υ′=0, 1)→X~2Σ_(1/2)~+(υ′′)跃迁的高度对角化分布的Franck-Condon因子(f_(00)和f_(11))和大的振动分支比;预测了2(1/2)~(第一势阱)(υ′=0, 1)和A~2Π_(3/2)(υ′=0, 1)态短的自发辐射寿命和窄的辐射宽度,这适合于AlH~+离子的快速激光致冷.所需的3束激光冷却波长都在紫外区域.这些结果表明了激光冷却AlH~+离子的可行性.此外,评估了自旋轨道耦合效应对光谱常数、振动能级和激光冷却AlH~+离子的影响.     

SiCl自由基X2Π和A2Σ+态的光谱性质

采用内收缩多参考组态相互作用(ic MRCI)方法结合Dunning等相关一致基,计算Si Cl自由基X²Π和A²Σ⁺态的势能曲线.讨论参考能和相关能外推对X²Π和A²Σ⁺态光谱的影响.对势能进行相对论修正及核价修正计算.拟合势能曲线得到X²Π和A²Σ⁺态的光谱常数.它们与实验结果一致.利用Breit-Pauli算符,计算旋轨耦合效应,得到X²Π_1/2和X²Π_3/2的势能曲线、并计算它们的光谱常数.求解双原子分子核运动的径向SchrÖdinger方程,获得无转动SiCl自由基2个Λ-S态及X²Π态的耦合分裂态的全部振动态.得到J=0时X²Π态的自旋-轨道耦合常数、较高振动态的惯性转动常数以及X²Π_1/2和X²Π_3/2的振动能级等分子常数.     

Ab initio方法研究~(40)Ca~(35)Cl分子的自旋轨道耦合效应和跃迁性质

本文研究了~(40)Ca~(35)Cl分子低态的自旋轨道耦合分裂以及获得更精确的光谱常数和更高的激发态.以从头算理论为基础,使用多参考组态相互作用方法获得了该分子的势能曲线和自旋轨道分裂,之后求解径向一维薛定谔方程获得光谱常数.得到了~(40)Ca~(35)Cl分子7个Λ-S低电子态的势能曲线和永久偶极矩,以及A~2Π→~2Σ~+,1~2Δ和C~2Π→~2Σ~+,1~2Δ跃迁的跃迁偶极矩,得到的光谱常数(不管是考虑了自旋轨道耦合(SOC)还是没有考虑SOC)与实验值非常符合,且要好于之前的理论计算结果 .值得注意的是,目前的计算还首次得到了C~2Π→~2Σ+,1~2Δ跃迁的跃迁性质,为之后实验观察~(40)Ca~(35)Cl分子的高激发态光谱和跃迁性质提供有益的理论参考.     

GeS分子基态和低激发态的势能曲线与光谱性质

本文以aug-cc-pv5Z为基组, 采用考虑Davidson修正的多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)得到了GeS分子基态(X¹Σ⁺)和5个低激发态(1¹Σ, 1¹Δ, A¹Π, 1⁵Σ⁺, 2⁵Σ⁺)的势能曲线. 计算结果表明: 2⁵Σ⁺态为排斥态, 其余5个态为束缚态; 6个态有着共同的离解通道, 离解极限均为Ge(³P)+S(³P). 利用计算得到的势能曲线得了X¹Σ⁺, 1¹Σ^-, 1¹Δ, A¹Π和1⁵Σ⁺态的垂直跃迁能T_e, 平衡键长R_e, 离解能D_e, 谐振频率ω_e, 非谐性常数ω_ex_e及平衡位置的电偶极矩. X¹Σ⁺态的R_e 为2.034 Å, D_e 为5.728 eV, ω_e为571.73 cm^-1, ω_ex_e为1.6816 cm^-1, 平衡位置的电偶极矩为1.9593 Debye. 激发态1¹Σ, 1¹Δ, A¹Π, 1⁵Σ⁺的T_e 依次为25904.81, 26209.22, 32601.19, 43770.26 cm^-1; R_e依次为2.313, 2.322, 2.188, 2.8790 Å; D_e依次为2.524, 2.487, 1.694, 0.3036 eV, ω_e依次为358.90, 353.08, 376.32, 134.96 cm^-1; ω_ex_e依次为1.2421, 1.2151, 1.6608, 1.9095 cm^-1; 平衡位置的电偶极矩依次为1.3178, 1.4719, 1.5917, -1.9785 Debye. 通过求解核运动的薛定谔方程得到了J=0时X¹Σ⁺, 1¹Σ^-, 1¹Δ, A¹Π和1⁵Σ⁺态前30个振动态的振动能级G_v和分子常数B_v, 得到的结果和已有的实验值及其他理论值符合较好.     

NaK低激发态光谱性质和辐射寿命的从头算

本文对NaK的电子结构做了高级从头算. 计算了与三个最低解离极限相关的10个?-S态的势能曲线. 基于计算的势能曲线,得到了束缚?-S态的光谱常数,与实验结果吻合较好. 用半经典散射理论分析了单重态基态X¹Σ⁺和三重态基态a³Σ⁺的最大振动量子数. 研究了包括跃迁偶极矩、夫兰克-康登因子和辐射寿命在内的跃迁特性. 研究结果表明,这种计算方法可以为超冷碱双原子分子实验提供较为可靠的参数估计.     

LiCl~–阴离子的光谱性质和跃迁性质

采用多参考组态相互作用方法结合全电子基组计算了LiCl~-阴离子5个电子态(X~2Σ~+,A~2Π,B~2Σ~+,3~2Σ~+,2~2Π)的电子结构.为了得到精确的光谱常数,计算中考虑了Davidson修正、芯-价电子关联效应和自旋-轨道稱合效应.拟合得到各电子态的光谱常数、分子常数、自发辐射速率和自发辐射寿命.基态的光谱常数与实验值和其他理论值符合较好,同时报道了LiCl~-阴离子激发态的光谱常数以及其到基态的跃迁性质.计算结果表明A~2Π?X~2Σ~+跃迁具有高对角分布的弗兰克-康登因子f₀₀,第一激发态A~2Π有较短的自发辐射寿命.构造A~2Π(v’)? X~2Σ~+(v)准循环跃迁进行激光冷却LiCl~-阴离子需要一束主激光和两束抽运激光.以上结果预测了激光冷却LiCl~-阴离子是可行的.     

SiH+(X1S+)的势能曲线、光谱常数、振转能级和自旋-轨道耦合理论研究

基于Molpro 2012程序包, 应用包含Davidson修正的多参考组态相互作用方法, 使用AVX Z和AVX dZ(X = T, Q, 5, 6)基组进行单点能从头算, 然后采用Aguado-Paniagua函数进行拟合, 得到了SiH+(X1S+)离子在不同基组、不同方法和是否考虑自旋-轨道耦合(SOC)情况下...     

BCl分子X~1Σ~+,a~3Π和A~1Π态的光谱性质

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)及Dunning等的相关一致基aug-ccpV6Z计算了BCl分子X1Σ+,a3Π和A1Π态的势能曲线.利用总能量外推公式,将这3个态的总能量分别外推至完全基组极限.对势能曲线进行核价相关修正及相对论修正计算,得到了同时考虑这两种修正的外推势能曲线.拟合势能曲线得到了3个态的主要光谱常数Te,Re,ωe,ωexe,Be,αe和De等,它们与已有的实验结果较为一致.利用获得的势能曲线,通过求解双原子分子核运动的径向Schrdinger方程,找到了BCl分子X1Σ+,a3Π和A1Π态的全部振动态,并得到了相应的振动能级和惯性转动常数等分子常数.还计算了a3Π—X1Σ+和A1Π—X1Σ+的跃迁偶极矩、Franck-Condon因子,预测了若干跃迁的辐射寿命.     

PS自由基X2Π态的势能曲线和光谱性质

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法(icMRCI+Q) 结合Dunning等的相关一致基计算了PS自由基X²Π 态势能曲线. 利用三阶Douglas-Kroll Hamilton近似结合cc-pV5Z相对论收缩基进行了相对论修正计算. 利用aug-cc-pCV5Z基组对势能曲线进行了核价相关修正计算, 并将总能量外推至完全基组极限. 拟合得到了X²Π态的主要光谱常数R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e, α_e 和D_e, 与实验结果符合较好. 利用Breit-Pauli算符, 研究了旋轨耦合效应对势能曲线的影响, 得到了两条Ω 态的势能曲线. 详细分析了在旋轨耦合计算中, 核电子相关与冻结核近似对电子结构和光谱性质的影响. 在icMRCI+Q/56+DK+CV+SO理论水平上得到了两个Ω 态的主要光谱常数T_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e 和α_e, 结果与实验结果一致. 在平衡位置处, 本文的X²Π态旋轨耦合能量分裂值为 323.73 cm^-1, 与实验结果321.93 cm^-1较为一致. 通过求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 找到了无转动PS自由基X²Π态及其两个Ω 态的全部振动态, 还分别计算了它们相应的振动能级和惯性转动常数等分子常数, 这些结果与已有的实验值一致. 关键词： 势能曲线 光谱常数 分子常数 旋轨耦合     

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.     

icMRCI+Q理论研究Cl_2~+离子 X~2Π_g和A~2Π_u态的光谱性质

利用考虑Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用(icMRCI+Q)方法结合相关一致基组aug-cc-pV6Z计算了Cl_2~+离子X~2Π_g和A~2Π_u态及其它们所产生的4个Ω态的势能曲线.为了提高势能曲线的可靠性和精确性,计算中考虑了旋轨耦合效应、核价相关和标量相对论修正.基于得到的势能曲线,获得了X~2Π_g、A~2Π_u态和4个Ω态的光谱常数和振动能级,与已有的实验结果非常符合.分析表明首次报道的A~2Π_(u,1/2)态的光谱常数以及X~2Π_g, A~2Π_u, A~2Π_(u,3/2)和A~2Π_(u,1/2)态的振动能级也应是可靠的.     

SnO分子的X~1∑~+,a~3Π和A~1Π态的势能曲线与光谱性质

对O原子以aug-cc-pvTZ为基组,Sn原子以aug-cc-pvTZ-PP为基组,分别采用多参考组态相互作用方法(MRCI)及运用Davidson修正的多参考组态相互作用方法对SnO分子基态X~1Σ~+及两个激发态a~3Π和A~1Π态的势能曲线进行计算,进而得到了各态的平衡键长R_e,谐振频率w_2,非谐振常数ω_ex_e,转动常数B_r,垂直跃迁能T_e以及离解能D_e,通过群论原理确定了各电子状态和离解通道,计算结果表明:3个电子态有共同的离解通道,即Sn(~3p)+O(~3p);利用Level程序对势能曲线进行拟合得到的光谱数据表明,MRCI方法的计算结果与实验值符合更好;通过求解核运动的Schrodinger方程得到了J=0时这三个电子态的前30个振动态的B_v和D_v等分子常数和振动能级E。     

BH分子基态和激发态解析势能函数和光谱性质

运用多参考组态相互作用的方法和Dunning’s相关调和基函数并含扩散基的大基组aug-cc-pV5Z,获得了BH分子基态（X¹Σ⁺）和6个电子激发态（a³П, A¹П, B¹Σ⁺, b³Σ⁺, b³ 关键词： 势能曲线 解析势能函数 多参考组态相互作用方法 光谱常数     

N2同位素分子X1∑g+态的光谱常数与分子常数

利用内收缩多参考组态相互作用方法争核价相关一致极化基aug-cc-pCV5Z在0.04-0.54 nm的核间距范围内计算了N2分子X1∑g+态的势能曲线.利用这一势能曲线并在同位素质量识别的基础上,拟合出了同位素分子14N2(X1∑g+),15N2(X1∑g+)和14N15N(X1∑g+)的光谱常数(D0,De,Re,ωe,ωexe,αe和Be)和无转动时的振动能级G(υ)、惯性转动常数Bυ和离心畸变常数Dυ等分子常数.这些结果与已有的实验值十分一致.     

AlCl分子X1Σ+电子态的光谱性质

运用耦合簇单双取代三重微扰方法[CCSD(T)]和内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI)结合系列相关一致基, aug-cc-pV(n+d)Z(n = D, T, Q, 5, 6), 研究了AlCl(X1Σ+)分子的光谱性质. 比较了两种理论方法及不同的基组对AlCl(X1Σ+)分子的光谱常数的影响. 在优选的MRCI/aug-cc-pV(5+d)Z理论水平下于0.05-2.0 nm核间距范围内计算了AlCl(X1Σ+)分子的势能曲线. 拟合势能曲线得到其光谱常数De, D0, Re, ωe, ωexe, Be和αe. 它们分别为5.1942 eV, 5.1644 eV, 0.21350 nm, 481.67 cm-1, 2.1022 cm-1, 0.2416 cm-1和0.0016 cm-1. 这些结果与已有的实验结果均较为相符. 利用这一势能曲线, 通过求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 计算了AlCl分子基态的振转能级. 找到了J = 0时的全部182个振动态. 针对每一振动态, 还分别计算了其对应的振动能级、惯性转动常数和离心畸变常数等分子常数. 文中的大部分分子常数属首次报导.     

理论研究BeS(X1∑+)的光谱常数及分子常数

采用Davidson较正的内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)结合相关一致五重基cc-pV5Z在二阶Douglas-Kroll Hamiltonian近似下,计算了BeS分子X1∑+态的势能曲线.对势能曲线进行核价相关效应修正计算,得到了同时含有核价相关效应修正及相对论效应的势能曲线.拟合修正的势能曲线,获得BeS(X1∑+)的光谱常数Rc,wc,ωcxc,wcyc,Bc,ac,,β和D0,分别为:0.17429 nm,997.06 cm-1,6.1056 cm-1,0.0041 cm-1,0.7893 cm-1,0.006657 cm-1,6.8002×10-9 cm-1和4.2609 eV.与已有的实验结果及其它理论结果的比较表明,本文BeS(X1∑+)的光谱常数的计算结果达到了较高的精度.通过求解双原子分子核运动的径向Schr(o)nger方程,找到了非转动BeS(X1Σ+)的前40个振动态.针对每一振动态还分别计算了相应的振动能级、惯性转动常数和离心畸变常数等分子常数.     

Ab Initio方法研究NO分子红外光谱参数

分子光谱参数是红外辐射计算的基础数据,目前国内还没有类似HITRAN数据库的气体光谱数据库,在国家数值风洞工程的支持下,本文开发了高温空气光谱参数计算代码,目的是为目标红外辐射计算提供支持。NO是高超声速飞行器高温空气流场中的主要化学反应产物之一,其振转能级跃迁产生的辐射处于红外探测器的典型波段。本文基于ab initio计算的NO分子分裂后的分子势和永久偶极矩,计算了NO分子的线强度(温度达到了8000 K);在300 K和3000 K温度下,目前的理论计算结果与HITRAN数据库中的数据符合得非常好;本文还采用窄带模型计算了296 K和2000 K温度下NO分子X²Π_1/2态的吸收系数。目前所用方法可以不借助实验光谱常数,使低振动态和高振动态都得到比HITRAN数据库更多的线位置,可为国家数值风洞目标辐射特性计算提供NO分子高温光谱数据。     

N2同位素分子X1Σ+g态的光谱常数与分子常数

利用内收缩多参考组态相互作用方法和核价相关一致极化基aug-cc-pCV5Z在0.04-0.54 nm的核间距范围内计算了N2分子X1Σ+g态的势能曲线. 利用这一势能曲线并在同位素质量识别的基础上, 拟合出了同位素分子14N2(X1Σg+), 15N2(X1Σg+)和14N15N(X1Σg+)的光谱常数(D0, De, Re, ωe, ωexe, αe和Be)和无转动时的振动能级G(υ)、惯性转动常数Bυ和离心畸变常数Dυ等分子常数. 这些结果与已有的实验值十分一致.