T_(1u)h_g杨-泰乐系统:D_(5d)势阱中的各向异性现象

杨 泰乐 (Jahn Teller缩写为JT)系统在其最低的绝热势能面上常常典型地含有一系列相互等同的势阱 .在C6 0 分子中 ,若一个电子占据该分子的三重简并的能量最低电子态 ,这一具有T1u 对称性的电子态将会与具有hg 对称性的五重简并振动态发生相互作用 ,形成所谓的T1u hgJT系统 .当考虑电声的非线性相互作用时 ,该系统的势能面上将出现D5d对称性的势阱并伴随D3d对称性的势垒 ;反之亦然 .本文在幺正平移变换的基础上 ,引入了标度变换 ,研究了该JT系统中D5d势阱中的各向异性现象 :在电子空间中 ,非线性项的引入使得阱中的能级分裂 ,通过计算 ,得到了阱中各能级的对称性及其相应的能量表达式 ;在电声耦合强度有限的情况下 ,利用幺正平移和标度变换 ,对阱中的能级分裂、声子的重叠积分以及能级的反演分裂都进行了计算 .其结果不仅展示了各向异性效应对系统中以上各物理量的影响 ,且对C6 0 分子的阴离子态C-6 0 及其相关物质的进一步研究都有着重要的意义     

T1u(×)hg Jahn-Teller系统:D 3d势阱中的频率分解与能级分裂

在C60分子中,未被填充的最低电子态具有Tlu对称性,因此,对中性的C60而言,不论是通过分子内部激发,或是外部掺杂,都易被一个电子占据而形成Jahn-Teller(JT)活跃电子态.此态与五重简并的hg声子态耦合,构成所谓的Ylu hg JT系统.在这一JT系统中,当只考虑电声的线性耦合时,其绝热势能面是一个槽形.但在实际的系统中,二阶电声耦合是存在的,理论研究表明,原来的势槽将被这二阶非线性耦合弯曲成D3d或D5d对称性的势阱.声子振动态在阱中将显示各向异性效应,使得声子沿不同的方向有不同的振动频率,进而影响势阱中的能级分布、势阱间的重叠积分,以及整个系统的隧道能级分裂等.对D3d势阱中各向异性效应进行了研究,利用幺正平移、OpikPryce和标度变换等方法计算了系统势阱中的能级,以及阱中的振动频率,研究了势阱中的能级间隔以及微绕修正能量的变化,并由此导出了这些物理量在仅有线性耦合的势槽中变化的情形.     

T_(1u)h_gJahn-Teller系统:D_(3d)势阱中的频率分解与能级分裂

在C6 0 分子中 ,未被填充的最低电子态具有T1u对称性 ,因此 ,对中性的C6 0 而言 ,不论是通过分子内部激发 ,或是外部掺杂 ,都易被一个电子占据而形成Jahn Teller(JT)活跃电子态 .此态与五重简并的hg 声子态耦合 ,构成所谓的T1u hgJT系统 .在这一JT系统中 ,当只考虑电声的线性耦合时 ,其绝热势能面是一个槽形 .但在实际的系统中 ,二阶电声耦合是存在的 ,理论研究表明 ,原来的势槽将被这二阶非线性耦合弯曲成D3d或D5d 对称性的势阱 .声子振动态在阱中将显示各向异性效应 ,使得声子沿不同的方向有不同的振动频率 ,进而影响势阱中的能级分布、势阱间的重叠积分 ,以及整个系统的隧道能级分裂等 .对D3d势阱中各向异性效应进行了研究 ,利用幺正平移、 pik Pryce和标度变换等方法计算了系统势阱中的能级 ,以及阱中的振动频率 ,研究了势阱中的能级间隔以及微绕修正能量的变化 ,并由此导出了这些物理量在仅有线性耦合的势槽中变化的情形 .     

T1u×hg Jahn-Teller系统：D3d势阱中的频率分解与能级分裂

在C60分子中，未被填充的最低电子态具有T1u对称性，因此，对中性的C60而言，不论是通过分子内部激发，或是外部掺杂，都易被一个电子占据而形成Jahn-Teller（JT）活跃电子态.此态与五重简并的hg声子态耦合，构成所谓的T1u-hg -JT系统.在这一JT系统中，当只考虑电声的线性耦合时，其绝热势能面是一个槽形.但在实际的系统中，二阶电声耦合是存在的，理论研究表明，原来的势槽将被这二阶非线性耦合弯曲成D3d或D5d对称性的势阱.声子振动态在阱中将显示各向异性效应，使得声子沿不同的方向有不同的振动频率，进而影响势阱中的能级分布、势阱间的重叠积分，以及整个系统的隧道能级分裂等.对D3d势阱中各向异性效应进行了研究，利用幺正平移、?pik Pryce和标度变换等方法计算了系统势阱中的能级，以及阱中的振动频率，研究了势阱中的能级间隔以及微绕修正能量的变化，并由此导出了这些物理量在仅有线性耦合的势槽中变化的情形. 关键词： C60 Jahn-Teller效应 各向异性 电声耦合     

B2H6分子在C2v势阱中的频率分解及其各向异性效应

依据杨-泰勒效应理论、量子理论和群论探讨了具有D3h对称性构型的B2H6分子的E  e′系统在C2v势阱中的频率分解及其各向异性现象。借助么正平移变换和标度变换计算出了杨-泰勒畸变后的系统振动频率,结果表明,畸变导致系统二重简并的振动模式e′的振动频率发生了分解,对于系统的4个C2v势阱而言,无论系统处在哪一个势阱中,畸变所导致的频率分解都是相同的;畸变同时还导致系统的振动基态能量比畸变前降低了。正是这种基态能量的降低,使得畸变后系统就达到了一个更加稳定的状态。文中利用群论进一步探讨了系统的频率分解,结果发现,畸变导致系统的二重简并振动态e′分解为两种非简并的振动态,它们分别具有C2v群下的a1与b2对称性。系统的频率分解与基态能量的降低就意味着系统的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性。     

B2H6分子在C2v势阱中的频率分解及其各向异性效应

依据杨-泰勒效应理论、量子理论和群论探讨了具有D_3h对称性构型的B2Hs分子的E（?）e′系统在C_2v势阱中的频率分解及其各向异性现象.借助么正平移变换和标度变换计算出了杨-泰勒畸变后的系统振动频率,结果表明,畸变导致系统二重简并的振动模式e′的振动频率发生了分解,对于系统的4个C_2v势阱而言,无论系统处在哪一个势阱中,畸变所导致的频率分解都是相同的;畸变同时还导致系统的振动基态能量比畸变前降低了.正是这种基态能量的降低,使得畸变后系统就达到了一个更加稳定的状态.文中利用群论进一步探讨了系统的频率分解,结果发现,畸变导致系统的二重简并振动态e′分解为两种非简并的振动态,它们分别具有C_2v群下的a₁与b₂对称性.系统的频率分解与基态能量的降低就意味着系统的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性.     

C42+分子的T(○)e系统的Jahn-Teller效应与各向异性现象

依据Jahn-Teller效应理论与量子理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了具有Td对称性构型的C42+分子的T(○)e系统的Jahn-Teller效应与各向异性问题.构建了T(○)e系统的电声耦合哈密顿量,借助么正平移变换求出了系统的基态与激发态及其能量.结果发现,由于电声耦合作用的缘故,系统发生了Jahn-Teller畸变,畸变导致在系统的势能面上形成了3个具有D2d对称性的势阱.无论系统处在哪一个势阱中,系统原初三重简并的能级都将分裂为两条能级.畸变还导致C42+分子从Td对称性降低到D2d对称性,同时C42+分子的振动频率发生分解,而频率的分解致使C42+分子的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性.     

C42+分子的T  e系统的Jahn-Teller效应与各向异性现象

依据Jahn-Teller效应理论与量子理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了具有Td对称性构型的C42+分子的T  e 系统的Jahn-Teller效应与各向异性问题。构建了T  e系统的电声耦合哈密顿量,借助么正平移变换求出了系统的基态与激发态及其能量。结果发现,由于电声耦合作用的缘故,系统发生了Jahn-Teller畸变,畸变导致在系统的势能面上形成了3个具有D2d对称性的势阱。无论系统处在哪一个势阱中,系统原初三重简并的能级都将分裂为两条能级。畸变还导致C42+分子从Td对称性降低到D2d对称性,同时C42+分子的振动频率发生分解,而频率的分解致使C42+分子的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性。     

C42+分子的T  e系统的Jahn-Teller效应与各向异性现象

依据Jahn-Teller效应理论与量子理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了具有Td对称性构型的C42+分子的T  e 系统的Jahn-Teller效应与各向异性问题。构建了T  e系统的电声耦合哈密顿量,借助么正平移变换求出了系统的基态与激发态及其能量。结果发现,由于电声耦合作用的缘故,系统发生了Jahn-Teller畸变,畸变导致在系统的势能面上形成了3个具有D2d对称性的势阱。无论系统处在哪一个势阱中,系统原初三重简并的能级都将分裂为两条能级。畸变还导致C42+分子从Td对称性降低到D2d对称性,同时C42+分子的振动频率发生分解,而频率的分解致使C42+分子的各向同性遭到破坏而呈现出各向异性。     

具有D3h对称性构型的B2H6分子的杨-泰勒效应与能级分裂

文中依据杨-泰勒效应理论与配位场理论,利用群论和对称性分析的方法探讨了B2H6分子在具有D3h对称性构型的情况下,E e′系统的杨-泰勒效应及其相关问题。研究了B2H6分子的电子态与声子态以及活跃声子态,构建了B2H6分子的E e′杨-泰勒系统的电声耦合哈密顿量,利用么正平移变换将系统的哈密顿量分解为无声子激发部分与有声子激发部分之和,由此计算出了E e′杨-泰勒系统的基态与激发态及其能级。结果表明由于电声耦合作用的缘故,在E e′系统的势能面上形成了四个具有C2v对称性势阱。无论系统处在哪一个势阱中,系统初始的二重简并的能级都将发生分裂,因此杨-泰勒畸变导致系统能级的简并性完全被消除。文中利用群论又进一步探讨了系统的杨-泰勒畸变方向与能级分裂方式,发现系统的杨-泰勒畸变方向是D3h→C2v,能级的分裂方式为E′→A1+B2或者E″→A2+B1。