BeC分子基态和低激发态光谱性质和解析势能函数

作者:张计才;孙金锋;施德恒;朱遵略; 刊名:物理学报 上传者:马占山

【摘要】BeC是一个具有丰富低激发电子态的分子,本文基于动态权重完全活性空间自冾场方法获得的参考波函数,采用多参考组态相互作用方法对BeC分子进行高精度的从头计算,获得了BeC分子X~3Σ~-,A~3Π,b~1Δ,c~1Π和d~1Σ~+共5个电子态的势能曲线.为了获得精确的光谱结果,在计算中考虑了标量相对论效应修正,并把相互作用能外推至完全基组极限.在此基础上获得了这些态的光谱常数和偶极距,以及一些允许跃迁的跃迁偶极距、弗兰克-康登因子和辐射寿命.最后,通过扩展的Rydberg函数拟合获得了基态势能曲线精确的解析表达式.

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    BeC 分子基态和低激发态光谱性质和 解析势能函数* 张计才†    孙金锋    施德恒    朱遵略 (河南师范大学物理与材料科学学院, 新乡 453007) (2018 年 9 月 11日收到; 2018 年 12 月 19日收到修改稿) X3Σ− A3Π b1Δ c1Π d1Σ+ BeC是一个具有丰富低激发电子态的分子, 本文基于动态权重完全活性空间自冾场方法获得的参考波 函数, 采用多参考组态相互作用方法对 BeC分子进行高精度的从头计算, 获得了 BeC分子 ,  ,  , 和 共 5个电子态的势能曲线. 为了获得精确的光谱结果, 在计算中考虑了标量相对论效应修正, 并 把相互作用能外推至完全基组极限. 在此基础上获得了这些态的光谱常数和偶极距, 以及一些允许跃迁的跃 迁偶极距、弗兰克-康登因子和辐射寿命. 最后, 通过扩展的 Rydberg函数拟合获得了基态势能曲线精确的解 析表达式. 关键词:动态权重, 光谱常数, 跃迁特性, BeC PACS:31.15.vn, 32.70.Cs, 33.20.–t  DOI: 10.7498/aps.68.20181695 1   引 言 作为在银河系中质量丰度位列第四的元素, 碳 在地壳中的含量仅为 0.2%, 质量丰度排名为第十 五, 而铍是最轻的碱土金属元素, 被广泛应用于制 造轻便硬质合金. 铍以及含铍合金具有独特的物理 化学特性, 在电子、原子能和航空航天等不同的工 业领域中得到广泛应用. 碳化铍在等离子体物理[1,2]、 宇宙化学[3−5] 以及新材料的开发等领域有着非常 大的潜在应用. 但是到目前为止, 仅有少数几个实 验和理论工作来研究铍 -碳二元团簇 [6−15], 因对 Be与 C相互作用的研究能够为碳化铍二元团簇的 研究提供可靠的理论依据, 所以, 对双原子分子 BeC的理论研究引起了广泛关注[6−19]. 在分子轨道理论中, 强束缚表明成键分子轨道 的高占有和较大的键级. 在研究分子的某个激发态 时, 该激发态可能与其他电子态相互作用, 这个态 的电子组态随着核间距离的改变可能发生剧烈的 变化. 由于电子态的相互作用, 离解能将不再适合 用于表征键的强度, 而电子态的平衡位置和振动频 率则可以. 通常把具有比基态平衡位置小的和谐振 频率大的态称之为强束缚态 (strongly-bound state). 如果分子电子态的能量低于相应态的离解极限, 则 称该电子态为束缚态. 如果该电子态的总能比所有 可能的离解通道的总能低, 则称为热力学稳定态. 1993年, Wright和 Kolbuszewski[7] 通过研究发现 BeC分子具有强束缚双激发态的特性, 并给出了 这些低激发电子态的势能曲线和光谱常数; 同年, Borin和 Omellas[8] 使用多参考单双激发组态相互 作用方法研究了 BeC分子的电子结构和光谱性质, 计算了 13个低激发电子态的势能曲线, 给出了这 些态的光谱常数、激发能、振动能级以及偶极距等 数据 . 在 2004年 ,  Pelegrini等 [10] 利用  6-311+G 基组并使用多参考组态相互作用 (multi-reference configuration interaction,  MRCI)  方 法 研 究 了   *  国家自然科学基金 (批准号: 61275132, 11274097)资助的课题. †  通信作者. E-mail: jicaiz@htu.cn © 2019 中国物理学会  Chine

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