钠分子三重激发态的光谱分析

利用逆向微扰法、 WKB节点法和夫兰克-康登因子相位法等计算方法,分析了Na2分子的23Σg + (ν=15,J=27)→a3Σu +、 23Πg (ν=11,J=11)→a3Σu +和43Πg (ν=12,J=23)→a3Σu +的微扰增强光学-光学双共振实验光谱,计算了23Σg +、 a3Σu +、 23Πg、 43Πg的电子态势能曲线以及相关跃迁的电子跃迁电偶矩,并在此基础上将理论计算的光谱与实验光谱相比较.     

He2+和He2++分子离子基态和激发态的特性研究

采用SAC/SAC-CI方法在CC-PV5Z基组下, 计算研究了He2+、He2++的基态及低激发态的分子特性, 给出了其基态和一些激发态的势能函数和光谱数据(Be、αe、ωe和ωeχe). 从群论出发推导了相应状态的离解极限；与已有实验结果的He2+(X2Σu+)相比, 计算结果令人满意. 还计算了激发态2Πu、4Σu+和4Πg的结构与光谱数据. 对于He2++, 计算的九个电子态中只有三个态(X1Σg+、1Σg+和1Σu+)属束缚态, 并得到了其光谱常数. 用价键理论模型的不相交规则对He2++基态的势能曲线极大点产生的原因做了较好的分析.     

BF分子X~1Σ~+,A~1Π和B~1Σ~+电子态的势能函数

使用SAC/SAC-CI和D95++,6-311++g,6-311++g**及D95(d)基组,分别对BF分子的基态X~1Σ~+、第一简并激发态A~1Π和第二激发态B~1Σ~+的平衡结构和谐振频率进行优化计算.对所有计算结果进行比较,得出6-311++g**基组为最优基组.运用6-311++g**基组和SAC方法对基态X~1Σ~+,SAC-CI方法对激发态A~1Π和B~1Σ~+进行单点能扫描计算,并用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数,得到相应电子态的势能函数解析式,由得到的势能函数计算了与X~1Σ+,A~1Π和B~1Σ~+态相对应的光谱常数,结果与实验数据较为一致.     

CO+彗尾带系（A2Π-X2Σ+）（2,3）带速度调制激光光谱研究

利用差分速度调制分子离子激光光谱技术,首次测量了CO+彗尾带系（A2Π-X2Σ+）（2,3）弱带转动吸收光谱,通过对测量谱线的标识,获得了两态的分子常数,其中下态v"=3的常数未见有文献报导。在锁相放大器1s积分时间下,实验系统的吸收测量灵敏度实测为1.56×10-6。     

CS2+离子 C2Σg+←B2Σu+跃迁的Franck-Condon因子计算以及与光解离谱的比较

将线性三原子分子离子CS2+的对称伸缩振动简化为SC和S之间的简谐振动, 用谐振子的势能曲线和波函数对CS2+分子离子 C2Σg+和 B2Σu+电子态(对称伸缩)振动能级间跃迁的Franck-Condon因子进行了计算, 得到的结果与 C2Σg+←B2Σu+跃迁的光解离谱实验强度进行了比较, 对前人给出的分子数据(转动常数、分子平衡核间距)进行了验证和分析, 讨论了经由 C2Σg+←B2Σu+电子态振动能级间跃迁的光解离机理.     

Pb和放电氧、O2(1△)的化学发光研究

在原子束装置上测量了Pb和放电氧、O_2(1Δ)反应的化学发光光谱, 获得了一些新的谱带, 并观测了氧气压力对化学发光光谱的影响。当观测区的压力大于2.5×10~(-3)Torr时, 发现B~(3Π)-X~(1Σ~+)谱带系的(3,0)、(4,0)两个振动带的强度显著增强。分析表明这新的光谱现象是a~(3Σ~+)态和b~(3Σ~+)态的PbO分子与O_2(1Δ)分子的E-E近共振传能以及PbO分子的不同电子态的微扰结果。     

Pb和放电氧、O_2(~1△)的化学发光研究

在原子束装置上测量了Pb和放电氧、O_2(1Δ)反应的化学发光光谱,获得了一些新的谱带,并观测了氧气压力对化学发光光谱的影响.当观测区的压力大于2.5×10~(-3)Torr时,发现B~(3Π)-X~(1Σ~+)谱带系的(3,0)、(4,0)两个振动带的强度显著增强.分析表明这新的光谱现象是a~(3Σ~+)态和b~(3Σ~+)态的PbO分子与O_2(1Δ)分子的E-E近共振传能以及PbO分子的不同电子态的微扰结果。     

N_2O~+经由B~2П_i←X~2П跃迁的光解离机理研究

在超声分子束条件下,利用360.50 nm的电离激光使N2O分子经由[3+1]共振增强多光子电离(REMPI)产生纯净的N2O+(X2Π(000))分子离子,用另一束解离激光在230-275 nm范围扫描获得N2O+经由B2Πi←X2Π跃迁产生的光解碎片(NO+和N2+)激发(PHOFEX)谱.获得的光解碎片激发谱可以归属为B2Πi(00n)←X2Π(000)序列跃迁.我们分别将线性三原子分子离子N2O+中N―N伸缩振动简化成NO和N之间的简谐振动,N―O伸缩振动简化成N2和O之间的简谐振动,用谐振子的简谐势能曲线和波函数对N2O+分子离子X2Π和B2Πi电子态振动能级间跃迁的Franck-Condon因子进行计算,和实验得到的碎片离子增强谱实验强度进行比较,对前人给出的分子数据(分子平衡核间距)进行验证,讨论了N2O+经由B2Πi(00n)←X2Π(000)电子态跃迁的光解离机理和碎片离子的分支比.     

传能反应O(1D)+CO2(1Σ+g)→O(3P)+CO2(1Σ+g)中间物机理的理论研究

利用ab initio 量子化学方法研究了自旋禁阻的传能反应O(1D)+CO2(1Σ+g)→O(3P)+CO2(1Σ+g)的反应机制, 通过中间化合物CO3的单、三重态的势能面交叉点的确认, 证明了中间物传能机理的可行性. 同时计算了交叉点处的自旋-轨道偶合和面间跃迁几率, 进一步证明了中间化合物CO3的形成在传能过程中的重要作用.     

OCS+经由A2Π←X2Π激发的光解离光谱

在超声分子束条件下,由423、420、412.2和408.4 nm的电离激光使OCS分子通过[3+1]共振增强多光子电离(REMPI)制备出OCs+ (X2Π)离子后,在260-325 nm范围内扫描解离激光获得了OCS+离子经由A2Π3/2←X2Π3/2 (000)和A2Π1/2←X2Π1/2 (000,001)跃迁的分质量光解离谱(母体离子OCS+的凹陷谱和碎片离子S+的增强谱).其中A2Π1/2←X2Π1/2 (001)跃迁的光解离谱是首次观察到.A2Π3/2←X2Π3/2(000)光解离谱得到了A2Π3/2电子态的光谱常数T0=31411.3 cm-1,v1=814.3 cm-1;由A2Π1/2←X2Π1/2 (000)光解离谱得到了A2Π1/2电子态的光谱常数v1=816 cm-1,v2=(380.4±2.8) cm-1,v3=(2052.7±5.1) cm-1,而从A2Π1/2←X2Π1/2 (001)光解离谱拟合出的A2Π1/2电子态的V1 (786.4 cm-1)稍有不同,表明在A2Π1/2←X2Π1/2(001)跃迁中A2Π1/2电子态的C-O键振动(V3)激发影响了A2Π1/2电子态C-S键的振动(V1).实验结果表明:在A2Π1/2←X2Π1/2(000,001)跃迁的光解离谱中能够显著观察到属于A2Π电子态的V2弯曲振动模激发的谱峰,例如A2Π1/2(020,120,021,…),而在A2Π1/2(v1v2v3)←A2Π3/2(000)跃迁的光解离谱中几乎没有观察到属于V2弯曲振动模激发的谱峰.这种弯曲振动激发和A2Π电子态的旋轨分裂分量(Ω)的相关性可以通过A2Π电子态的Fermi共振和Renner-Teller效应来解释.     

BH分子X 1Σ+、A 1Π和B 1Σ+ 态的势能函数

利用SAC/SAC-CI方法，使用D95++、6-311++g及cc-PVTZ等基组，对BH分子的基态(X ¹Σ⁺)、第一简并激发态(A ¹Π)及第二激发态(B ¹Σ⁺)的平衡结构和谐振频率进行了优化计算． 通过对三个基组计算结果的比较，得出了cc-PVTZ基组为三个基组中的最优基组的结论；使用cc-PVTZ基组，利用SAC的GSUM(group sum of operators)方法对基态(X ¹Σ⁺)， SAC-CI的GSUM方法对激发态(A ¹Π 和B ¹Σ⁺)进行单点能扫描计算, 用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数，得到了相应电子态的完整势能函数；从得到的势能函数计算了与基态(X ¹Σ⁺)、第一简并的激发态(A ¹Π)和第二激发态(X ¹Σ⁺)相对应的光谱常数(Be、αe、ωe 和ωeχe)，结果与实验数据较为一致． 其中基态、第一激发态与实验数据吻合得较好．     

OCS+经由A2П←X2П激发的光解离光谱

在超声分子束条件下,由423、420、412.2和408.4nm的电离激光使OCS分子通过[3+1]共振增强多光子电离(REMPI)制备出OCS+(X2Π)离子后,在260-325nm范围内扫描解离激光获得了OCS+离子经由A2Π3/2←X2Π3/2(000)和A2Π1/2←X2Π1/2(000,001)跃迁的分质量光解离谱(母体离子OCS+的凹陷谱和碎片离子S+的增强谱).其中A2Π1/2←X2Π1/2(001)跃迁的光解离谱是首次观察到.由A2Π3/2←X2Π3/2(000)光解离谱得到了A2Π3/2电子态的光谱常数T0=31411.3cm-1,ν1=814.3cm-1;由A2Π1/2←X2Π1/2(000)光解离谱得到了A2Π1/2电子态的光谱常数ν1=816cm-1,ν2=(380.4±2.8)cm-1,ν3=(2052.7±5.1)cm-1,而从A2Π1/2←X2Π1/2(001)光解离谱拟合出的A2Π1/2电子态的ν1(786.4cm-1)稍有不同,表明在A2Π1/2←X2Π1/2(001)跃迁中X2П1/2电子态的C-O键振动(ν3)激发影响了A2Π1/2电子态C-S键的振动(ν1).实验结果表明:在A2Π1/2←X2Π1/2(000,001)跃迁的光解离谱中能够显著观察到属于A2Π电子态的ν2弯曲振动模激发的谱峰,例如A2Π1/2(020,120,021,…),而在A2П3/2(υ1υ2υ3)←X2Π3/2(000)跃迁的光解离谱中几乎没有观察到属于ν2弯曲振动模激发的谱峰.这种弯曲振动激发和A2П电子态的旋轨分裂分量(Ω)的相关性可以通过A2Π电子态的Fermi共振和Renner-Teller效应来解释.     

超声射流下12C16O+离子A2Π1/2,3/2←X2Σ+激光诱导荧光激发谱

用一束波长为230.1nm的激光,通过(2 1)共振增强多光子电离(REMPI)过程激发超声射流冷却的CO分子制备处于基电子态X2Σ 的CO ,随后引入另一束可调谐激光将CO 离子激发至A2Π1/2,3/2态,利用光电倍增管(PMT)检测发射的荧光信号强度随激发光波长的变化,分别在487-493nm和453-459nm波长范围内获得了CO 离子A2Π1/2,3/2←X2Σ 电子态跃迁(0,0)和(1,0)带的激光诱导荧光(LIF)激发谱.     

Li2 Autler-Townes分裂的实验观察

用光学-光学双共振激光光谱研究了 7Li2A 1Σ+u态的Autler-Townes (A-T) 分裂.一个强的耦合场 (泵浦激光)激发 7Li2A 1Σ+u v′, J′← X 1Σ+g v″, J″跃迁,诱发A 1Σ+u v′, J′能级和 X 1Σ+gv″, J″能级的A-T分裂.另一个探测激光从A 1Σ+u v′,J′能级进一步激发到4 1Σ+g态.扫描探测激光,监测4 1Σ+g态碰撞诱导紫色荧光,从而探测A 1Σ+u v′, J′能级的A-T分裂.当耦合场频率偏离共振时,激发光谱线出现双重分裂.在该实验条件下,分裂大小和泵浦激光频率偏离共振频率的失谐量成正比. 研究了A-T分裂的两条线的相对强度与泵浦、探测光的强度及缓冲气体压力的关系.     

一氧化碳的双共振多光子电离研究

用两束脉冲染料激光进行了CO的光学双共振四光子电离, 获得了转动分辩的CO A~(1Π)←X~(1Σ~+)和B~(1Σ~+)←A~(1Π)跃迁的光谱。观察到了在此2+1光子相继吸收中特有的选择定则。动力学研究表明CO基态到A~(1Π)态的双光子吸收是速率决定步骤, 其吸收截面约为1×10~(-49) cm~4 s。还测定了A~(1Π)态的单态转动传能截面。对于宇称指数e守恒、△J×±1的过程的截面约为0.05 nm; 随△J值增大而减小。对相同的△J, e正负变号的过程的截面总是小于e不变过程的截面。     

硫族铅化物阳离子低电子态的理论研究

采用我们最近发展的含旋轨耦合的运动方程耦合簇计算电离能(EOMIP-CC)方法,在CCSD级别上计算了硫族铅化物PbS、PbSe、PbTe阳离子低电子态的平衡键长和谐振频率以及绝热和垂直电离能,得到的结果与已有的实验值吻合较好.不考虑旋轨耦合(SOC)的情况下通过与CCSD(T)的计算结果比较,考察了三重激发对计算结果的影响,结果显示考虑三重激发的贡献后得到的键长和频率结果与实验值吻合更好.计算结果表明PbTe+中2Π态的能量分裂明显大于PbS+和PbSe+中2Π态的能量分裂,但是PbTe+中2Π1/2和2Σ1/2态之间的相互耦合则明显弱于PbS+和PbSe+中这两个态之间的耦合.PbTe+中2Π1/2和2Σ1/2态之间耦合很弱,一方面是因为2Σ+态和2Π态的能量差比PbS+和PbSe+中2Σ+态和2Π态的能量差大,另一方面还由于PbTe+中2Π1/2和2Σ1/2态之间的旋轨耦合矩阵元只是PbS+和PbSe+中2Π1/2和2Σ1/2态之间的旋轨耦合矩阵元的一半.这些计算结果为PbS+、PbSe+、PbTe+阳离子的低电子态性质提供了新的理论数据,可以为将来的实验数据提供参考.     

微波硫灯发射光谱的理论模拟

通过实验观测了微波硫灯的发光光谱. 利用从头计算的多组态准简并微扰理论方法, 采用cc-pVQZ基组计算了S2分子B3Σu--X3Σg-态和B″3Πu-X3Σg-态的跃迁矩及其振动态之间跃迁的弗兰克-康登因子, 导出了S2分子振动分辨发射谱. 同时, 利用含时密度泛函方法计算了Sn(n=2~8)分子的吸收谱. 将计算得到的S2分子振动分辨发射谱与实验所测得的光谱分布进行了比较分析, 解释了微波硫灯的宽谱区发光光谱的特性.     

FeO+(6Σ+)催化CO还原N2O的理论研究

在B3LYP/6-311+G(2d)//B3LYP/6-31G(d)计算水平下, 考察了FeO+(6Σ+)分子如何催化CO还原N2O微观机理. 计算结果表明, FeO+(6Σ+)是一种有效的催化剂, 其可从N2O中夺取一个O原子, 然后再传递给CO, 完成整个氧转移过程. 结果发现, 反应中可能生成各种过氧[Fe(O2)+]或双端氧(OFeO+)物种, 其中前者比较稳定, 后者更活泼.     

N(4S)+ NO(X2Π)→N2(X3Σg-)+O(3P) 反应的立体动力学研究

采用准经典轨线方法研究了在不同碰撞能下，碰撞反应N(4S)+NO(X2Π)→ N2(X3Σg- )+O(3P)在两个最低势能面3A 和 3A'上产物与反应物之间的矢量相关. 结果表明，对于不同的碰撞能，在两个势能面上反应产物的转动取向展示了不同的特征和趋势. 随着碰撞能的增加，发生在3A 势能面上的反应主要受外平面机理支配，而发生在 3A' 势能面上的反应倾向于受内平面机理支配. 这些差异来自于两个势能面的不同构型.     

Au+(1S, 3D)与N2O(1Σ+)反应机理的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法, O和N用6-311+G*基组, Au+用赝势基组(8s7p6d)/[6s5p3d], 研究了Au+(1S, 3D)离子和N2O(1Σ+)分子的反应机理. 报道了在基态单重态和激发三重态势能面上各反应物、中间体和过渡态的构型特征及能量. 结果表明, 两个主反应通道Au+(1S)+ N2O(1Σ+)→1NA-Complex-1→1NA-TS1→1NA-Complex-2→1NA-Crossing→[3OAuNN]+和Au+(1S)+ N2O(1Σ+)→1NB-Complex→1NB-Crossing→[AuNN(1Σ+)]++O(3P)都需经过反应交叉势能面, 出现“系间窜越”. 用内禀坐标单点计算垂直激发态的方法确定了势能面交叉点, 并用含时密度泛函TD-B3LYP方法进一步探讨了自旋翻转机理.