GeS分子基态和低激发态的势能曲线与光谱性质  

作者:黄多辉;万明杰;王藩侯;杨俊升;曹启龙;王金花 刊名:《物理学报》 上传者:陈艳

【摘要】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(X^1-+)和5个低激发态(1^1Σ,1-1△,A^1Ⅱ,1^5Σ+2-5-Σ+)的势能曲线.计算结果表明:2-5Σ^+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X^1Σ^+1^1Σ-,1^1△,A^1和1-5-Σ+态的垂直跃迁能Te,平衡键长Re,离解能De,谐振频率ωe,非谐性常数ωexe及平衡位置的电偶极矩.X^1Σ^+的Re为2.034A,De为5.728 eV,ωe为571.73 cm^-1,ωexe为1.6816 cm^-1,平衡位置的电偶极矩为1.9593 Debye.激发态1^1Σ1^1△,A-,1^5Σ+Te依次为25904.81,26209.22,32601.19,43770.26 cm^-1;Re依次为2.313,2.322,2.188,2.8790A;De依次为2.524,2.487,1.694,0.3036 eV,ωe依次为358.90,353.08,376.32,134.96 cm^-1;ωexe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,-.Debye.通过求解核运动的薛定谔方程得到了J时X^1-+,1^1Σ-,1^1△,A^1和1^5Σ+前30个振动态的振动能级Gv和分子常数Bv,得到的结果和已有的实验值及其他理论值符合较好。

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物理 学 报 Acta Phys.Sin.Vo1.65,No.6(2016) 063102 GeS分子基态和低激发态的势能曲线与光谱性质水 黄多辉 万明杰 王藩侯十 杨俊升 曹启龙 王金花 (宜宾学院,计算物理四川省高等学校重点实验室,宜宾 644000) (2015年9月8日收到;2016年1月7日收到修改稿) 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 (x ∑+)和5个低激发态 (1 ∑,1 △,A Ⅱ,1 ∑+,2 ∑+1的势能曲线.计算结果表明:2 ∑+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(0P)+s(0P).利用计算得到的势能 曲线得了x ∑+,1 ∑一,1 △,A Ⅱ和 l5∑+态的垂直跃迁能 ,平衡键长R。,离解能D。,谐振频率 。,非谐 性常数 。 。及平衡位置的电偶极矩.X ∑+态的R。为2.034 A,D。为5.728 eV, 。为571.73 cm_。, x。为 1.6816 cm_。,平衡位置的电偶极矩为1.9593 Debye.激发态1 ∑,1 △,A Ⅱ,1 ∑+的 依次为25904.81, 26209.22,32601.19,43770.26 cm_。;R。依次为 2.313,2.322,2.188,2.8790 A;D。依次为 2.524,2.487,1.694, 0.3036 eV, 。依次为 358.90,353.08,376.32,134.96 cm_|l; 。x 依次为 1.2421,1.2151,1.6608,1.9095 cm_。; 平衡位置的电偶极矩依次为 1.3178,1.4719,1.5917,一1.9785 Debye.通过求解核运动的薛定谔方程得到了 J:0时x ∑+,1 E一,1 △,A Ⅱ和 1 ∑+态前30个振动态的振动能级G 和分子常数 B ,得到的结果和已 有的实验值及其他理论值符合较好. 关键词:势能曲线,光谱常数,偶极矩,分子常数 PACS:31.15.aj,31.30.Gs,31.50.Bc,31.50.Df DOh 10.7498/aps.65.063102 1 引 言 由第四主族元素Ge和第五主族元素S所构 成的化合物GeS由于是窄带隙的半导体 f带隙约 1 eV),在光 电领域中有着广泛 的应用而备受关 注[i-5】.众所周知,分子和光谱特性的详细知识, 可以为改进和发展半导体材料制备工艺中的光谱 检测技术提供理论依据 【6]_为了获得GeS分子精 确的分子和光谱性质,在过去的几十年里,人们对 此进行了大量的实验和理论研究[7—21J. 在 实验 方面,Shapiro等 [ ]首 次在 紫外 区 2782-2464 A和3358-2709 A范围 内观察 到了 GeS分子A Ⅱ X ∑+的跃迁.Magat等 [ ]利用 转动分析法得到 了X ∑+和A Ⅱ态的光谱常数. Shetty等 [0]采用微波 (2450 MHz)放电法得到了 0GeS分子的发射光谱,并利用高分辨率的艾伯特 光栅摄谱仪 (10.6 m)拍摄A Ⅱ一X ∑+的跃迁,得 到了这两个态的光谱常数和分子常数等性质.Ue— hara等[ ]观察到了高温 (900 K)GeS分子的发射 光谱.不久,Uehara等 _1lJ利用二极管激光光谱仪 观测到了GeS分子振转谱,并利用傅里叶变换对 所得的振转谱进行处理,得

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