BP^+基态和激发态的势能曲线和光谱性质的研究

作者:郭雨薇;张晓美;刘彦磊;刘玉芳 刊名:物理学报 上传者:何杰

【摘要】本文利用量子化学中的多参考组态相互作用方法(MRCI),在aug-cc-pVQZ级别计算了在环境科学中具有重要作用的离子BP+.得到了对应三个离解极限B+(1Sg)+P(4Su), B+(1Sg)+P(2Du)以及B+(1Sg)+P(2Pu)的6个Λ-S态势能曲线.在计算中还考虑了Davidson修正(+Q)和标量相对论效应,用以提高计算精度.通过分析Λ-S态的电子结构,确认了电子态的多组态特性.计算中首次纳入了旋轨耦合效应,获得了由BP+离子的6个Λ-S态分裂出的10个Ω态的势能曲线.计算得到的势能曲线表明相同对称性的Ω态的势能曲线存在着明显的避免交叉.在得到的Λ-S态和?态的势能曲线的基础上,运用LEVEL8.0程序通过求解核径向的Schrodinger方程,得到了相应的Λ-S态和Ω态的光谱常数Te, Re,ωe,ωeχe, Be和De,其中基态X4Σ?的光谱常数与已有的理论值符合的非常好,文中其他电子态的光谱常数均为首次报道.

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物 理 学 报 Acta Phys.Sin. Vo1.62。No.19(2013) 193301 Bp+基态和激发态的势能曲线和光谱性质的研究冰 郭雨薇 张晓美 刘彦磊 刘玉芳十 (河南师范大学,物理与电子工程学院,新乡 453007) (2013年5月 21日收到;2013年 6月24日收到修改稿) 本文利用量子化学中的多参考组态相互作用方法 (MRCI),在 aug.CC—pVQZ级别计算了在环境科学中具有重要 作用的离子 BP+.得到了对应三个离解极限B+( )+P( ),B+( )+P( D )以及 B+( )+P( 尸u)的6个 A— 态势 能曲线.在计算中还考虑了Davidson修正 (+Q)和标量相对论效应,用以提高计算精度.通过分析 ^一 态的电子结 构,确认了电子态的多组态特性.计算中首次纳入了旋轨耦合效应,获得了由Bp+离子的 6个 A— 态分裂出的 10个 Q 态的势能曲线.计算得到的势能曲线表明相同对称性的 Q态的势能曲线存在着明显的避免交叉.在得到的 A.S 态和 Q态的势能曲线的基础上,运用 LEVEL8.0程序通过求解核径向的 Schr6dinger方程,得到了相应的 .̂ 态和 Q 态的光谱常数 ,尺。, , ,B。和 D。,其中基态 x 三一的光谱常数与已有的理论值符合的非常好,文中其他电 子态的光谱常数均为首次报道. 关键词:多参考组态相互作用方法 (MRCI),势能曲线,光谱常数,旋轨耦合效应 PACS:33.20.一t,31.15.Ar’33.20.Df DOh 10.7498/aps.62.193301 1引 言 从理论计算的角度导出双原子分子的势能函 数一直是原子与分子物理重要的研究课题之一 _1J_ 分子势能函数是在 Born.Oppenheimer(B—O)近似下 对分子性质的完全描述,同时也是研究原子与分子 碰撞和反应动力学的基础 [21,在原子团簇的形成、 离解及稳定性分析中尤为重要.BP分子属于一种 半导体材料,它和它的离子 Bp+在分子反应中的物 理化学性质引起了研宄者的广泛关注 [3-H1.早在 1972年,Gingerich[3 J运用 Knudsen质谱仪测定了 BP分子的离解能和电离能上限.21年后 Boldyrew 等 】运用 Moiler—Plesset和 QCISD(T)方法对 BP 分子的低激发态做了计算.1994年后,对于分子 BP 的理论研究仍有报道 [6-10J.直到 2008年,Roberto 等 _1l】首次报道了Bp+的基态X 一和最低激发态 A 仃 的MRCI计算结果,并确定了它们的光谱常数 ,尺。,妣 ,妣 和 B。. 从前人的研究可以看出,在过去的几十年时间 里,大多数研究主要集中在BP分子上,对于Bp+离 子的研究要少得多.到目前为止,对 Bp+的理论计 算集中在基态和最低激发态上.我们的工作是在前 人的基础上利用内收缩多参考组态相互作用MRCI 方法开展的,MRCI方法被认为是目前处理相关能 的最好的方法 [12,13],在计算量和精度两方面取得 了很好的平衡 _14].具体地讲就是利用 MRCI[15,16】 计算了Bp+离子的基态和5个激发态的势能曲线, 并以此为基础,利用 LEVEL8.0程序拟合出光谱常 数,并与 RobertoLingueri等 _ll_对人一 态 X 三一的 计算结果做对比,表明得到的结果非常接近.我们 的工作不仅为实验上研究 Bp+复杂的

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