从头计算研究BCl+基态和激发态的势能曲线和光谱性质

作者:于坤;张晓美;刘玉芳 刊名:物理学报 上传者:秦小英

【摘要】基于相关一致极化4zeta(aug-cc-pVQZ)基组, 应用量子化学从头计算中高水平的多参考组态相互作用方法计算了BCl+ 两个离解极限B+(1Sg)+Cl(2Pu)和B (2Pu)+Cl+ (3Pg)的14个Λ-S态势能曲线. 在计算中考虑了Davidson修正(+Q)和标量相对论效应, 并首次在计算中考虑了BCl+ 的旋轨耦合效应, 获得了由能量最低的4个Λ-S态分裂出的7个Ω 态. 计算结果表明相同对称性的Ω 态的势能曲线存在着非常明显的避免交叉. 通过分析Λ-S态的电子结构, 得到了各态的电子跃迁特性, 并确认了电子态的多组态性质. 使用LEVEL程序通过求解径向的Schr?dinger方程得到了束缚Λ-S 和Ω态的光谱参数De, Re, Te, ωe, ωeχe和Be. 通过和已有的Λ-S态X2∑+ 的实验数据进行对比发现, 本文所得的计算结果与实验结果非常一致. 而文中其他电子态的光谱参数均为首次报道.

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物 理 学 报 ActaPhys.Sin. Voi.62,No.6(2013)063301 从头计算研究BC1+基态和激发态的势能 曲线和光谱性质术 于坤 )2) 张晓美2) 刘玉芳2)干 1)(兴义民族师范学院物理系,兴义 562400) 2)(河南师范大学物理与电子工程学院,新乡 453007) (2012年 10月29日收到;2012年 l1月19日收到修改稿) 基于相关一致极化4zeta(aug.CC.pVQZ)基组,应用量子化学从头计算中高水平的多参考组态相互作用方法计算 了BC1+两个离解极限 B+( Sg)+Cl( )和 B( Pu)+C1+( )的 14个 A. 态势能曲线.在计算中考虑了Davidson修 正 (+Q)和标量相对论效应,并首次在计算中考虑了BC1+的旋轨耦合效应,获得了由能量最低的4个 一̂S态分裂出 的7个 n 态.计算结果表明相同对称性的Q态的势能曲线存在着非常明显的避免交叉.通过分析^一S态的电子结 构,得到了各态的电子跃迁特性,并确认了电子态的多组态性质.使用 LEVEL程序通过求解径向的Schr6dinger方 程得到了束缚 一̂S和 Q态的光谱参数 D ,R , ,∞ ,∞ 和 曰 .通过和已有的A. 态 x +的实验数据进行对 比发现,本文所得的计算结果与实验结果非常一致.而文中其他电子态的光谱参数均为首次报道. 关键词:势能曲线,光谱参数,多参考组态相互作用方法,旋轨耦合 PACS:33.20.-t,31.15.Ar'33.20.Df DOI:10.7498/aps.62.063301 1引 言 卤代硼化物在半导体材料、金属蚀刻和微电 子器件制造等过程中起着非常重要的作用 [1j2】.由 于卤代硼化物与金属表面相互作用的过程中会产 生大量的中性 BC1自由基 以及它的阳离子 BC1+, 所以通过研究BC1和BC1+的物理化学性质有助于 人们理解卤代硼化物在工业过程中的反应机理. BC1和 BC1+在分子反应中的物理化学性质已 经引起了研究者的广泛关注,许多研究者试图通 过研究它们的光谱特性和电子结构来探究其在反 应过程中的重要作用 [3_11].Hildenbrand[9]通过实 验确定了 BC1+基态离解能为 3.53 eV士0.11 eV. Bauschlicher和 Ricca[1 UJ进 行 了理 论 B3LYP/6. 31l+G(2df)级别的从头计算确定了B ,BF ,BC1 和 BCIn+ =1—3)的几何结构和振动频率.Irikura 等【l1】通过从头计算EE—EOM—CCSD方法结合相关 一 致 aug—CC—pVTZ基组确定了BC1+基态的光谱参 数 R。,∞。,∞。 。.然而,对于BC1十分子的电子结构 和光谱性质,前人的工作仅仅局限于对 BC1+基态 的研究 [9-11】,关于激发态的研究还未见报道.最近, 虽然我们对 BC1自由基的电子结构进行了深入的 研究 .8J'但是对于BC1+激发态的势能曲线和光谱 性质还未进行过研究. 本文利用了能够充分考虑动力学相关的内收 缩多参考组态相互作用方法计算了BC1+自由基的 基态和 13个激发态的势能曲线,为了得到更加准 确的势能曲线,计算中考虑了Davidson矫正和标量 相对论修正以及BC1+自由基的4个A— 自旋轨道 耦合效应.利用 LEVEL8.0程序拟合了束缚人. 态 和Q态的光谱参数,并与已有的^一 态X2E+的实 验结果进行了

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