碱金属双原子分子部分电子态的完全振动能谱和离解能

对大多数双原子分子电子态的高阶振动能谱,现代实验方法和量子力学理论计算都难以得到较精确的振动能级.文中应用基于二阶微扰理论的代数方法(AM)以及计算双原子分子离解能的新表达式研究了碱金属双原子分子Li₂的3³Σ⁺_g,1³Δ_g和2³Π_g,Na₂的B¹Π_u以及K₂的4¹Σ⁺_g电子态的完全振动能谱{E_υ^AM}和离解能,理论计算结果不仅与已有的实验值相符,而且还给出了实验尚未得到的高阶振动能级.这些结果为碱金属双原子分子精确振动能谱和离解能的科学研究提供了重要数据. 关键词： 碱金属分子 高阶振动能级 离解能 代数方法     

碱金属氢化物双原子分子部分电子态的完全振动能谱和分子离解能的精确研究

应用作者建立的基于微扰理论能级表达式的代数方法，研究了碱金属氢化物双原子分子⁶LiH，⁷LiH，NaH，KH，RbH和CsH的A¹Σ⁺电子态的完全振动能谱{E_υ}，并应用基于代数方法的代数能量方法分别研究了以上各分子电子态的离解能.得到了这些电子态的精确的振动光谱常数和包括接近分子离解极限在内的完全振动能谱以及正确的理论离解能，从而为许多需要这些双原子分子的精确振动光谱的科学研究提供了必要的数据. 关键词： 碱金属氢化物 代数方法 振动能级 离解能     

NaRb分子部分电子态的完全振动能谱与离解能的精确研究

本文应用孙卫国等最近建立的代数方法(AM)和精确计算双原子分子离解能的新解析表达式研究了NaRb分子的X1∑ ,(1)3∑ 和a3∑ 电子态的完全振动能谱和离解能.得到的完全振动能谱既重复了已知的实验能级,又给出了尚没有实验数据的高振动激发能级的正确数值,获得的各电子态离解能精确地符合实验值.这些结果为需要NaRb分子的精确振动能谱和离解能的科学研究提供了重要的数据.     

Na2分子部分电子态的完全振动能谱和离解能的精确研究

对于大多数双原子分子的电子态，用现代实验方法或精确的量子理论方法往往可以获得含m个振动能级的能谱子集合［Ev］，而不易得到包含最高振动能级在内的所有高振动量子态能级的完全振动能谱{Ev}.鉴于Na2分子电子态的振动能谱和分子离解能De在实际研究和应用中的重要性，使用基于微扰理论的代数方法（AM），获得了Na2分子一些电子态的振动光谱常数和完全振动能谱；使用基于AM的代数能量方法（AEM）获得了这些电子态的正确离解能.研究结果表明：AM方法能从少数精确的实验能级获得精确的分子振动光谱常数集合和正确的完全振动能谱{Ev}，AEM方法获得的分子离解能比由文献发表的振动光谱常数计算得到的近似离解能值更准确，对于难以获得分子离解能的那些电子激发态，AEM方法能给出合理的离解能数据. 关键词： Na2分子 代数方法 振动能级 离解能 电子激发态     

Na2分子部分电子态的完全振动能谱和离解能的精确研究

对于大多数双原子分子的电子态,用现代实验方法或精确的量子理论方法往往可以获得含m个振动能级的能谱子集合[Ev],而不易得到包含最高振动能级在内的所有高振动量子态能级的完全振动能谱{Ev}.鉴于Na2分子电子态的振动能谱和分子离解能De在实际研究和应用中的重要性,使用基于微扰理论的代数方法(AM),获得了Na2分子一些电子态的振动光谱常数和完全振动能谱;使用基于AM的代数能量方法(AEM)获得了这些电子态的正确离解能.研究结果表明:AM方法能从少数精确的实验能级获得精确的分子振动光谱常数集合和正确的完全振动能谱{Ev},AEM方法获得的分子离解能比由文献发表的振动光谱常数计算得到的近似离解能值更准确,对于难以获得分子离解能的那些电子激发态,AEM方法能给出合理的离解能数据.     

分子部分电子态的高阶振动能级和离解能的精确研究

鉴于K₂分子电子态的振动能谱和分子离解能D_e在实际研究和应用中的重要性,应用Sun,Ren等人提出的基于微扰理论的代数方法(AM)和基于AM的代数能量方法(AEM)研究了K₂分子的X¹Σ⁺_g,a³Σ⁺_u,0^-_g,B¹Π_{u< 关键词： 2}分子')" href="#">K₂分子 代数方法 高阶振动能级 离解能     

用代数方法精确研究HF分子B1Σ的振转能谱

基于代数方法(algebraic method)可以获得双原子分子的包含最高振动能级在内的所有高阶振动能级的精确数值这一事实,又提出了一种新的代数方法(algebraic method 2)来精确研究双原子分子电子态的振转能谱和转动常数. 以HF分子的B¹Σ电子态为例,应用algebraic method 2方法研究了该电子态的振动量子数从ν=0到ν=10的所有振转能谱,获得了与实验值符合得非常好的理论结果. 关键词： 代数方法 双原子分子 振转能级     

变分代数能量自洽法研究Li_2分子部分电子态的解析势能

在课题组前期建立的计算双核分子体系解析势能函数的代数能量自洽法(algebraic energy consistent method,AECM)的基础上,引入了经改进得到的精确研究双核分子完全振动能谱的变分代数法(variational algebraic method,VAM),获得了计算双核分子体系精确解析势能函数的变分代数能量自洽法(variational algebraic energy consistent method,VAECM)。基于有限的精确实验振动能谱数据,利用VAECM方法研究了Li_2分子1~3Δ_g,3~3Σ_g~+,1~3Σ_g~-和b~3Π_u等4个电子态的完全振动能谱和解析势能函数。获得了各电子态包含高阶的振动光谱常数、完全振动能谱、振动力常数fn和势能展开系数an,并通过可调变分参数λ最终确定了VAECM解析势能函数的具体表达形式。计算结果与其他方法的研究结果进行了比较,VAECM方法获得的振动能谱数据和势能解析表达形式能更好地描述这些电子态在渐近区和离解区的物理行为,消除了利用前期AECM方法研究这些电子态在离解区出现的非物理势垒现象。     

Li_2部分电子态的完全振动能谱与离解能的精确研究

本文将孙卫国等建立的精确计算双原子分子离解能的解析表达式作为分子振动能级正确收敛的重要物理判据,应用代数方法,进一步研究了重要的碱金属Li2的5个电子态的完全振动能谱和离解能,获得了这些电子态的精确振动光谱常数,同时也得到了包括接近分子离解极限在内的完全振动能谱和与实验值符合得很好的理论离解能.这些计算结果为许多需要这些电子态振动数据的研究领域提供了重要的研究数据.     

碱金属氢化物部分电子态的完全振动能谱和离解能的精确研究

应用孙卫国等建立的代数方法和计算离解能的新公式,研究了双原子分子6LiH,7LiH及其同位素7LiD的C1∑ 电子态的完全振动能谱和理论离解能,获得了实验上所没有得到的高振动激发能级的正确数据.     

GeO分子激发态的电子结构和跃迁性质的组态相互作用方法研究

应用多参考组态相互作用方法计算了GeO分子的第一解离极限(Ge(³P_g)+O(³P_g))对应的18个Λ-S电子态的电子结构. 计算中纳入了Ge原子的3d轨道电子的内壳层-价壳层电子关联效应、标量相对论效应和Davidson修正. 基于计算的电子态的电子结构, 通过求解径向Schrödinger方程获得了束缚电子态的光谱常数R_e, T_e, ω_e, ω_eχ_e, B_e, 理论计算给出的这些电子态的光谱常数与之前的实验结果符合得很好. 计算了电子态的电偶极矩随核间距的变化, 分析了电子态的组态成分的变化对电偶极矩的影响. 计算的势能曲线表明, 激发态A¹Π, 1¹Σ^-, D¹Δ, a³Π, a’³Σ⁺, d³Δ 和 e³Σ^-的绝热激发能密集地分布于26000-37000 cm^-1范围内, 这些密集分布的电子态之间的相互作用对振动波函数有明显扰动作用. 借助于激发态之间的自旋-轨道耦合矩阵元, 阐明了邻近的激发态对A¹Π和a³Π的扰动作用. 基于计算的A¹Π-X¹Σ⁺和A’¹Σ⁺-X¹Σ⁺跃迁的电偶极跃迁矩和Franck-Condon 因子, 给出了A¹Π 和A’¹Σ⁺态的最低的六个振动能级的辐射寿命.     

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.     

icMRCI+Q理论研究BF~+离子电子态的光谱性质和预解离机理

采用考虑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-ccpV5Z和aug-cc-pV6Z,计算了BF+离子前两个离解极限B~+(~1S_g)+(~2P_u)和B+(~3P_u)+F(~2P_u)对应的14个Λ-S态(X~2Σ~+,1~2Π,2~2Π,2~2Σ~+,1~4Σ~+,1~4△,1~4Σ~-,1~2△,1~2Σ~-,3~2Σ~+,1~4Π,2~4Π,2~4Σ~+和3~2Π)和30个Ω态的势能曲线.在势能曲线的计算中,考虑了旋轨耦合效应、核价相关和标量相对论修正以及将参考能和相关能分别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12个A-S态和28个Ω态的光谱常数,并且X~2Σ~+态的光谱常数与已有的实验结果符合.此外,计算了BF分子X~1Σ~+态到BF+离子X~2Σ~+,1~2Π和2~2Σ~+态的垂直电离势和绝热电离势,并且BF~+(X~2Σ~+)←BF(X~1Σ~+)的垂直电离势和绝热电离势与相应的实验结果非常符合.由X~2Σ~+,2~2Π,1~4Σ~+,3~2Σ~+和3~2Π态和其他的激发A-S态势能曲线的交叉现象,借助于计算的旋轨耦合矩阵元,首次分析了X~2Σ~+和3~2Π态的预解离机理以及2~2Π(v′≥9),1~4Σ~+(v′≥4)和3~2Σ~+(v′≥4)的振动能级受到其他电子态的微扰.计算了30个Ω态离解极限处的相对能量,并且与实验结果十分符合.最后计算了2~2Π(v′=0—9)—X~2Σ~+,2~2Σ~+(v′=0—2)—X~2Σ~+,(3)1/2—(1)1/2~(势阱一)和(2)3/2(v′=0—9)—(1)1/2~(势阱一)跃迁的Franck-Condon因子、爱因斯坦自发辐射系数和辐射寿命.     

一氟化碳电子态的光谱性质和预解离机理的理论研究

采用考虑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-pV5Z和aug-cc-pV6Z首次计算了一氟化碳(CF)11个Λ-S 态(X²Π , a⁴Σ^-, A²Σ⁺, B²Δ, 1⁴Π, 1²Σ^-, 2⁴Π, 1^{4}Δ , 1⁴Σ⁺, 2²Σ^-和2⁴Σ^-) 所产生的25个Ω 态的势能曲线. 计算中考虑了旋轨耦合效应、核价相关和标量相对论修正以及将参考能和相关能分别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Λ-S态和Ω 态的光谱常数, 与已有的实验结果非常符合. 分析了束缚和准束缚的Λ-S态在各自平衡核间距R_e处的主要电子组态. 由于1⁴Π 和2⁴Π态的避免交叉, 发现准束缚态2⁴Π. 由Λ-S态势能曲线的交叉现象, 借助于计算的旋轨耦合矩阵元, 分析了a⁴Σ^-和B²Δ 态的预解离机理. 计算了25个Ω 态的离解关系, 给出了它们的离解极限. 最后研究了A²Σ⁺-X²Π 跃迁特性, 本文计算得到的A²Σ⁺-X²Π跃迁的Frank-Condon 因子和辐射寿命与已有实验值也符合得非常好.     

BN、BH分子辐射带系的Franck-Condon因子计算

在双原子分子核运动的波动方程中,计入分子的振转相互作用项,在Morse势近似下,得出的波函数除与振动量子数有关外,还与转动量子数有关。用该波函数编程计算了BN分子A³Π-X³Π辐射带系及BH分子A¹Π-X¹∑⁺带系的Franck-Condon因子。计算中转动量子数取值由J=0至J=180,结果适用于低温、高温和强激波条件。     

MRCI+Q study of the low-lying electronic states of CdF including spin-orbit coupling

Cd F molecule, which plays an important role in a great variety of research fields, has long been subject to numerous researchers. Due to the unstable nature and heavy atom Cd containing in the Cd F molecule, electronic states of the molecule have not been well studied. In this paper, high accurate ab initio calculations on the Cd F molecule have been performed at the multi-reference configuration interaction level including Davidson correction(MRCI + Q). Adiabatic potential energy curves(PECs) of the 14 low-lying Λ–S states correlating with the two lowest dissociation limits Cd(~1S_g) + F(~2P_u) and Cd(~3P_u) + F(~2P_u) have been constructed. For the bound Λ–S and ? states, the dominant electronic configurations and spectroscopic constants are obtained,and the calculated spectroscopic constants of bound states are consistent with previous experimental results. The dipole moments(DMs) of 2 Σ+ and 2Π are determined, and the spin–orbit(SO) matrix elements between each pair of X2Σ+, 22Σ+, 12Π, and 22Π are obtained. The results indicate that the sudden changes of DMs and SO matrix elements arise from the variation of the electronic configurations around the avoided crossing region. Moreover,the Franck–Condon factors(FCFs), the transition dipole moments(TDMs), and radiative lifetimes of low-lying states-the ground state X2Σ+are determined. Finally, the transitional properties of 22Π–X2Σ+and 22Σ+–X2Σ+are studied. Based on our computed spectroscopic information of Cd F, the feasibility and challenge for laser cooling of Cd F molecule are discussed.     

Configuration interaction studies on the spectroscopic properties of PbO including spin-orbit coupling

Lead oxide(Pb O), which plays the key roles in a range of research fields, has received a great deal of attention. Owing to the large density of electronic states and heavy atom Pb including in Pb O, the excited states of the molecule have not been well studied. In this work, high level multireference configuration interaction calculations on the low-lying states of Pb O have been carried out by utilizing the relativistic effective core potential. The effects of the core-valence correlation correction, the Davidson modification, and the spin–orbital coupling on the electronic structure of the Pb O molecule are estimated. The potential energy curves of 18 Λ-S states correlated to the lowest dissociation limit(Pb(~3P_g) + O(~3P_g)) are reported. The calculated spectroscopic parameters of the electronic states below 30000 cm~(-1), for instance, X~1Σ~+, 1~3Σ~+,and 1~3Σ~-, and their spin–orbit coupling interaction, are compared with the experimental results, and good agreements are derived. The dipole moments of the 18 Λ-S states are computed with the configuration interaction method, and the calculated dipole moments of X~1Σ~+and 1~3Σ~+are consistent with the previous experimental results. The transition dipole moments from 1~1Π, 2~1Π, and 2~Σ to X~1Σ~+and other singlet excited states are estimated. The radiative lifetime of several low-lying vibrational levels of 1~1Π, 2~1Π, and 2~1Σ~+ states are evaluated.     

Low-lying electronic states of CuN calculated by MRCI method

The high accuracy ab initio calculation method of multi-reference configuration interaction(MRCI) is used to compute the low-lying eight electronic states of CuN.The potential energy curves(PECs) of the X~3∑~-,1~3Π,2~3∑~-,1~3△,1~1△,1~1∑~-,1~1Π,and ~5∑~- in a range of R=0.1 nm-0.5 nm are obtained and they are goodly asymptotes to the Cu(~2S_g) + N(~4S_u) and Cu(~2S_g)+N(~2D_u) dissociation limits.All the possible vibrational levels,rotational constants,and spectral constants for the six bound states of X~3∑~-,1~3Π,2~3∑~-,1~1△,1~1∑~-,and 1~1 Π are obtained by solving the radial Schrdinger equation of nuclear motion with the Le Roy provided Level 8.0 program.Also the transition dipole moments from the ground state X~3∑~- to the excited states 1~3Π and 2~3∑~- are calculated and the result indicates that the 2~3∑-X~3∑ transition has a much higher transition dipole moment than the 1~3Π-X~3∑~- transition even though the l~3Π state is much lower in energy than the 2~3∑~- state.     

激光冷却OH分子的理论研究

采用高精度的多参考组态相互作用方法计算OH分子基态和第一激发态的势能曲线.为获得更精确的计算结果,在计算过程中考虑Davidson修正、标量相对论效应、核价相关效应和自旋轨道耦合效应.基于计算的Λ-S和?态的势能曲线,对一维径向薛定谔方程进行数值求解,得到各个电子态的光谱数据,与已报道的实验值和理论值相符合.获得OH分子的永久偶极矩、跃迁偶极矩、振动能级、Franck-Condon因子及辐射寿命,结果表明,A~2Σ~+→X~2Π跃迁具有高度对角化的Franck-Condon因子(0.9053)和短的辐射寿命(5.8363×10~(-7)s),符合激光冷却分子的条件.制定了激光冷却OH分子的具体方案,计算得到激光冷却跃迁A~2Σ~+→X~2Π所需的三束激光波长,主光束波长为307.1532 nm,两束重抽运激光波长为344.9163和349.7659 nm.计算结果为超冷OH分子的实验制备提供重要的理论依据.     

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.