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基于多组态含时hartree-fock方法研究电子关联对于H_2分子强场电离的影响

物理学报 2018年第10期67卷 17-27页

作者：张斌赵健赵增秀西北核技术研究所西安710024 国防科技大学物理系长沙410073

发展了三维的处理双原子分子非微扰电子动力学的多组态含时hartree-fock方法,并利用该方法研究了电子关联对于H_2分子强场电离概率的影响.该方法采用能够精确处理双中心库仑势的椭球坐标系,以及减小双电子积分计算量的有限元-离散变量... 详细信息

发展了三维的处理双原子分子非微扰电子动力学的多组态含时hartree-fock方法,并利用该方法研究了电子关联对于H_2分子强场电离概率的影响.该方法采用能够精确处理双中心库仑势的椭球坐标系,以及减小双电子积分计算量的有限元-离散变量基函数方法.利用多组态含时hartree-fock方法计算了H_2分子随分子取向角度变化的XUV光电离结果,并通过与单组态结果的对比研究了电子关联对于单电离和双电离概率的不同影响.研究表明,电子关联对于单电离过程影响很小,而在双电离过程中则发挥了重要作用,导致了电离概率的减小.该方法为进一步研究强场物理过程中的电子关联效应奠定了基础.

关键词：多组态含时hartree-fock 电子关联强场电离氢分子

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电子-电子相互作用对聚合物中极化子动力学性质的影响

电子-电子相互作用对聚合物中极化子动力学性质的影响

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作者：王秀艳河北师范大学

学位级别：硕士

有机聚合物不仅可以导电,还可以发光,又具有聚合物的易加工、有柔韧性、而且价格低廉等优点,使得它成为极具有开发前景的新型材料。与传统的无机材料不同,有机聚合物具有较强的电子-晶格相互作用,这导致其中的载流子不再是传统的电子和... 详细信息

有机聚合物不仅可以导电,还可以发光,又具有聚合物的易加工、有柔韧性、而且价格低廉等优点,使得它成为极具有开发前景的新型材料。与传统的无机材料不同,有机聚合物具有较强的电子-晶格相互作用,这导致其中的载流子不再是传统的电子和空穴,而是具有内部晶格结构的孤子、极化子、双极化子等元激发。20世纪70年代,Su,Schrieffer和Heeger创立的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型抓住了有机材料强电子-晶格耦合的特点,很好的描述了有机聚合物中的一些物理性质。此后,Bishop,Sun,Conwell,Xie等人对SSH哈密顿进行了修正,研究了各种元激发的静态性质以及它们的动力学过程。例如:经过SSH模型模拟计算得到有机发光二极管中,电荷从金属电极注入,由于强电子-晶格相互作用,聚合物链中将形成极化子;在外加电场下,正负极化子对运动相遇,复合形成激子;激子经过辐射发光。整个过程中,极化子的输运过程在有机光电器件中发挥着重要作用。事实上,有机聚合物不仅存在较强的电子-晶格相互作用,而且存在不可忽略的电子-电子相互作用。但是,之前对于聚合物中光电物理过程的动力学研究大部分只考虑了电子-晶格的耦合,而忽略了电子关联效应。本文基于SSH和Pariser-Parr-Pople(SSH+PPP)模型,采用多组态含时hartree-fock(MCTDHF)方法结合非绝热分子动力学,研究了有机共轭聚合物系统中电子-电子相互作用对极化子性质的影响,尤其是长程电子-电子相互作用对极化子动力学性质的影响。具体模拟了同一格点电子-电子相互作用势U和长程电子-电子相互作用这些因素变化时,极化子的定域度、电场下运动的饱和速度以及临界解离电场的变化情况。通过具体数值模拟,我们发现:(1)在Hubbard模型下,极化子的饱和速度随同一格点电子-电子相互作用势U的增加单调减少,这是由于随U的增加,极化子定域度增大,有效质量增大,因此饱和速度减小;(2)在同一格点电子-电子相互作用势U一定时,极化子的饱和速度随长程相互作用强度的增强先减小,达到最小值后,随长程相互作用强度增加反而增大,其变化存在非单调关系,在最小值处,极化子定域度最大,这预示着有效质量最大,因此饱和速度达到最小值;(3)当同一格点电子-电子相互作用以及长程相互作用按固定比例同时存在时,极化子饱和速度随其相互作用势强度增加而减小,这体现出两者存在竞争时,同一格点电子-电子相互作用占主要地位。在较强电场下极化子将被解离,极化子的解离性质与电子-电子相互作用也存在密切关系。通过计算得到(1)当同一格点电子-电子相互作用以及长程相互作用以一定比例同时存在时,随其相互作用势强度增加,极化子的临界解离电场增加;(2)在同一格点电子-电子相互作用势U一定时,极化子的临界解离场随长程相互作用强度的增加先增大,达到最大值后,然后随长程相互作用强度增加反而减小,即其变化存在非单调关系。cE

关键词：极化子多组态含时hartree-fock 非绝热分子动力学电子-电子相互作用长程电子关联

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