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双原子分子多光子电离强场效应的含时波包动力学研究

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原子与分子物理学报 2006年第2期23卷 241-244页

作者：孟庆田刘春华张庆刚韩克利山东师范大学物理与电子科学学院济南250014 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室大连116023

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应.由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理,“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案.本文基于含时波包动力学的基本理论,将激光场看作经... 详细信息

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应.由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理,“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案.本文基于含时波包动力学的基本理论,将激光场看作经典场,利用“缀饰态”模型研究了强场下双原子分子(NO、RbI等)的多光子电离过程.研究表明,激光场的强度、泵浦-探测脉冲延迟时间等对多光子电离光电子能谱的形状有着重要的影响,而这种影响是由光诱导势引起的.另外,在研究具有两个连续态的RbI体系时,自电离现象的发生也与势能面的交叉密切相关,并受外场强度的影响.本文计算模拟外场中分子的光电子能谱时所得到的强场效应对理解和实现原子分子过程的激光操控具有重要的意义.

关键词：强场效应含时波包动力学多光子电离光电子能谱自电离

双原子分子多光子电离强场效应的含时波包动力学研究

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原子与分子物理学报 2006年第B4期23卷 215-217页

作者：孟庆田刘春华张庆刚韩克利山东师范大学物理与电子科学学院济南250014 中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室大连116023

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应．由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理。“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案．本文基于含时波包动力学的基本理论，将激光场看... 详细信息

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应．由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理。“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案．本文基于含时波包动力学的基本理论，将激光场看作经典场，利用“缀饰态”模型研究了强场下双原子分子（NO、RbI等）的多光子电离过程．研究表明，激光场的强度、泵浦-探测脉冲延迟时间等对多光子电离光电子能谱的形状有着重要的影响。而这种影响是由光诱导势引起的．另外，在研究具有两个连续态的Rbl体系时，自电离现象的发生也与势能面的交叉密切相关，并受外场强度的影响．本文计算模拟外场中分子的光电子能谱时所得到的强场效应对理解和实现原子分子过程的激光搛控具有重要的意义．

关键词：强场效应含时波包动力学多光子电离光电子能谱自电离

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双原子分子光解的含时波包动力学研究

双原子分子光解的含时波包动力学研究

作者：徐会强山东师范大学

学位级别：硕士

分子反应动力学是从原子、分子层次出发研究化学反应微观动态和机理的科学,它的研究不仅可以阐明分子反应过程中各种瞬态物质的结构、性质和作用,还能通过对态-态反应动力学,以及对分子相干态之间作用的深入研究来阐明化学反应的内在规... 详细信息

分子反应动力学是从原子、分子层次出发研究化学反应微观动态和机理的科学,它的研究不仅可以阐明分子反应过程中各种瞬态物质的结构、性质和作用,还能通过对态-态反应动力学,以及对分子相干态之间作用的深入研究来阐明化学反应的内在规律。光解反应动力学是光化学的一部分,也是分子反应动力学的一个重要分支。作为分子反应动力学重要研究工具的含时波包动力学理论在分子物理和场与分子相互作用等研究领域也有着广泛的应用。含时波包法有许多优点,除了数值计算上的高效率外,该方法还为动力学研究提供了物理意义明确而直观的图像,它既具有经典的直观,又不乏量子力学的准确。本论文主要是基于Born-Oppenheimer近似,应用含时波包动力学方法研究了双原子分子—NaH光解的吸收截面,讨论了时间传播方法、势能面、初始波包对光解截面的影响,主要的研究内容和结果如下:首先在绝热近似下,利用傅立叶格点-哈密顿方法(FGH)求解含时薛定谔方程、劈裂算符方法作为波包传播方案计算了NaH分子从基态X 1∑+( v" = 0)跃迁到激发态B 1∏上的光解截面。为了研究不同的波包传播方案对NaH分子光解截面的影响,我们将计算结果与使用Chebyshev多项式展开方法得到的结果进行比较,结果表明这两种时间传播方案对总的光吸收截面的计算是等效的。其次,依据离解阈能的实验值,我们将势能曲线进行了重置,然后将计算结果与Bhattacharjee等人的结果进行比较,得到了影响光解截面的关键因素。最后选取了四个不同的振动态( v " = 0、1、2、3)作为初始波包,研究了不同的初始波包对光解截面的影响。论文共分为五章。第一章为综述,主要介绍了分子反应动力学的基本理论及波包动力学方法的发展。第二章对光解动力学进行了简介。第三章介绍了研究光解动力学所用到的理论和方法。第四章,主要介绍了研究过程和计算结果,并讨论了时间传播方法、势能面、初始波包对光解截面的影响。第五章是本论文的结束语,简要地对本论文进行了总结。

关键词：含时波包动力学傅立叶格点-哈密顿方法(FGH) 光解截面 NaH

双原子分子多光子电离强场效应的含时波包动力学研究

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双原子分子多光子电离强场效应的含时波包动力学研究

溶液中弱束缚电子反应性从头算分子动力学模拟及含时波包法研究

第十三届全国原子与分子物理学术会议

作者：孟庆田刘春华张庆刚韩克利山东师范大学物理与电子科学学院山东师范大学物理与电子科学学院山东师范大学物理与电子科学学院中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应．由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理,“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案．本文基于含时波包动力学的基本理论,将激光场看作... 详细信息

强激光非线性条件下分子的多光子电离过程呈现出较为明显的强场效应．由于这种效应不能用传统的量子微扰论来处理,“缀饰态”模型方法提供了物理图象清晰的处理光与物质相互作用的方案．本文基于含时波包动力学的基本理论,将激光场看作经其场,利用“缓饰态”模型研究了强场下双原子分子（NO、 RbI等）的多光子电离过程．研究表明,激光场的强度、泵浦-探测脉冲延迟时间等对多光子电离光电子能谱的形状有着重要的影响,而这种影响是由光诱导势引起的．另外,在研究具有两个连续态的RbI体系时, 自电离现象的发生也与势能面的交叉密切相关,并受外场强度的影响．本文计算模拟外场中分子的光电子能谱时所得到的强场效应对理解和实现原子分子过程的激光操控具有重要的意义．

关键词：强场效应含时波包动力学多光子电离光电子能谱自电离

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溶液中弱束缚电子反应性从头算分子动力学模拟及含时波包法研究

劈裂算符—傅立叶变换方案在多光子电离动力学计算中的应用

中国化学会第29届学术年会

作者：张常哲步宇翔山东大学化学与化工学院

本工作提出了一种包括从头算分子动力学模拟方法及基于定域复合势的含时波包动力学方法的组合计算动力学方法,并进一步研究了溶液中溶剂化电子诱导分子破坏的动力学细节。其主要特点就是利用从头算分子动力学模拟获得与溶剂化电子分布... 详细信息

本工作提出了一种包括从头算分子动力学模拟方法及基于定域复合势的含时波包动力学方法的组合计算动力学方法,并进一步研究了溶液中溶剂化电子诱导分子破坏的动力学细节。其主要特点就是利用从头算分子动力学模拟获得与溶剂化电子分布、转移有关的位能面,结合基于定域势的含时波包动力学方法表征反应动力学细节,同时反映溶剂化电子的结构状态及其演化动力学。

关键词：溶剂化电子演化动力学结构及状态含时波包动力学

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河南师范大学学报（自然科学版） 2007年第2期35卷 73-76页

作者：张文文孟庆田李荣蔡爱敏山东师范大学物理与电子科学学院济南250014

利用含时波包动力学理论中的劈裂算符—傅立叶变换方案模拟不同分子的共振增强多光子电离光电子能谱,并从一维空间问题拓展到二维空间问题,以此得出该方案在二维空间问题中的适用性.

关键词：劈裂算符-傅立叶变换方案含时波包动力学光电子能谱

PN分子若干低能级电子激发态间吸收谱的振动结构分析

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PN分子若干低能级电子激发态间吸收谱的振动结构分析

作者：管文慧华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

分子光谱学是研究分子与光相互作用的学科,是了解分子本身结构、内部运动以及物理和化学性质最重要的方法之一。作为星际观测中最早发现的含磷(P)分子,PN分子的相关研究对星际探索具有重要意义。本文基于量子化学计算得到各电子态的势... 详细信息

分子光谱学是研究分子与光相互作用的学科,是了解分子本身结构、内部运动以及物理和化学性质最重要的方法之一。作为星际观测中最早发现的含磷(P)分子,PN分子的相关研究对星际探索具有重要意义。本文基于量子化学计算得到各电子态的势能曲线,进行核动力学研究。通过有限差分法求解体系初始波函数,并利用分裂算符法传播波函数。本文计算了 PN分子的五个低能级电子激发态(X1∑+、A1∏、C1∑-、D1Δ、21∏)之间跃迁产生的吸收谱,并分析了振动结构。通过对计算结果的分析,我们可以看出,跃迁前后势能曲线平衡核间距的偏移以及初态和末态解离极限的差值显著影响了吸收谱中振动结构的分布。当跃迁前后势能曲线平衡核间距的偏移非常小或两个电子态的解离能非常接近时,跃迁过程中振动量子数变化较小,振动结构塌陷为少数几个孤立的峰。反之,当跃迁前后势能曲线极小值的偏移较大或两个电子态的解离能相距较远时,跃迁过程中振动量子数变化明显,这使得振动结构有很高的态密度,能谱分布范围更宽。在Frank-Condon理论中,电子跃迁偶极矩近似等于常数,但在实际跃迁过程中,跃迁电偶极矩是核坐标的函数,需要考虑跃迁电偶极矩随核间距R分布对谱线的影响。为了便于分析跃迁电偶极矩分布对谱线的影响,我们将跃迁电偶极矩直接作用在振动基态波函数上,对其进行分布修正,修正前后波函数的变化与谱线分布变化直接相关。当电子跃迁偶极矩随核间距R的变化幅度较小时,跃迁电偶极矩修正后的振动波函数与初始振动波函数相比分布基本保持不变,相应的吸收谱分布未出现明显变化。当电子跃迁偶极矩的变化幅度较大时,跃迁电偶极矩修正后的振动波函数与初始振动波函数相比整体向左偏移且分布变化显著,能谱分布范围更宽。

关键词： PN分子吸收谱含时波包动力学电子跃迁偶极矩

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多原子分子反应动态学的理论研究

多原子分子反应动态学的理论研究

作者：张鑫中国科学院研究生院（大连化学物理研究所）

学位级别：硕士

在多原子分子反应动力学的研究中,目前面临的很大挑战是寻找可行的计算方法给出所关心的动力学信息。首先对于多原子分子化学反应,势能面的拟合和构造由于所涉及的独立自由坐标较多显得格外困难;其次量子动力学的研究也需要发展近似模型... 详细信息

在多原子分子反应动力学的研究中,目前面临的很大挑战是寻找可行的计算方法给出所关心的动力学信息。首先对于多原子分子化学反应,势能面的拟合和构造由于所涉及的独立自由坐标较多显得格外困难;其次量子动力学的研究也需要发展近似模型,而经典动力学的求解也需要新的积分方案。本文中,我们利用SVRT模型和量子含时波包方法对H+HOD和H+CH反应体系进行了简约维数量子动力学计算;利用数值拟合和模型势结合的方法构造了F+CH的全维数势能面并且进行了速率常数计算;筛选了新的常微分方程积分方案保证了总能量的守恒和大大提高了计算速度。计算表明在利用SVRT模型处理初始振动激发化学反应时,如果反应物分子的初始振动激发模式能够比较好地利用赝振动模型表示,SVRT模型就能得到准确的计算结果;而对H+CH→H+CH反应同位素效应的研究表明,由于隧道效应,H原子迁移反应比D原子迁移反应在低温和低碰撞能时易于进行。基于化学上准确的F+CH→HF+CH反应全维势能面的动力学计算表明,HF拉伸振动的强烈激发归因于产物突然形成机理;而CH产物处于微弱的振动激发归因于比较缓慢的产物形成过程。在碰撞能等于2.040Kcal/mol时反应几率有一个很小的振荡峰,这应该是由于量子效应引起的;随着J的增大,振荡峰位置也在向较高的碰撞能方向移动。利用VTST理论通过量子化学计算和势能面得到的速率常数与SVRT计算得到的结果数值上基本比较接近。其中MZYH势能面能够很好的重现实验中观察到的低温速率常数的行为,这是因为修改后的势能面具有负有效能垒的原因。对几种数值积分方法的研究表明,6阶和8阶辛算法能够非常好的保证体系总能量的守恒(精度为10Kcal/mol);同时6阶算法能够在保证精确度的前提下,大大的提高计算速度。

关键词：准经典轨线含时波包动力学势能面