基于組態(tài)相互作用方法對(duì)AuB分子低激發(fā)態(tài)電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)躍遷性質(zhì)的研究*

朱宇豪 李瑞

1) (西安建筑科技大學(xué)理學(xué)院,西安 710055)

2) (齊齊哈爾大學(xué)教師教育學(xué)院,齊齊哈爾 161006)

因?yàn)锳uB 分子的電子態(tài)信息缺乏相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)量,本文采用高精度的組態(tài)相互作用方法開(kāi)展對(duì)AuB 分子激發(fā)態(tài)電子結(jié)構(gòu)的研究,計(jì)算得到12 個(gè)Λ-S 態(tài)的勢(shì)能曲線.基于勢(shì)能曲線,束縛態(tài)的光譜常數(shù)通過(guò)數(shù)值求解薛定諤方程獲得.計(jì)算還包括部分低激發(fā)態(tài)的偶極矩,展示了分子不同電子態(tài)的電荷分布信息.在計(jì)算中也考慮了自旋軌道耦合效應(yīng)對(duì)電子態(tài)的影響.其中能量最低的4 個(gè)Λ-S 態(tài)之間的自旋軌道耦合矩陣元,因?yàn)樽孕壍礼詈系挠绊?這4 個(gè)Λ-S 態(tài)會(huì)劈裂為12 個(gè)Ω 態(tài).由于自旋軌道耦合矩陣元并沒(méi)有交叉現(xiàn)象,所以這4 個(gè)Λ-S 態(tài)不存在預(yù)解離的情況.本文最后計(jì)算得到Ω 基態(tài) A1Π1 和第一激發(fā)態(tài) X1Σ0+ 的光學(xué)躍遷矩陣元等信息,分析Franck-Condon 因子和輻射壽命,發(fā)現(xiàn)AuB 分子中該光吸收模式被激光冷卻的可能性較小.本文數(shù)據(jù)集可在https://www.

1 引言

黃金作為一種比較昂貴的金屬,具有豐富的化學(xué)物理性質(zhì)[1].然而,由于黃金較易磨損,導(dǎo)致黃金制品的應(yīng)用受到極大的限制[2].內(nèi)在的原因主要是因?yàn)辄S金過(guò)于柔軟.對(duì)于黃金制品而言,如果表面存在明顯的劃痕,會(huì)使得黃金制品的價(jià)值產(chǎn)生較大貶值.金屬硼化技術(shù)是一種非常重要,且能夠提升金屬表面硬度的技術(shù)[3].對(duì)金的表面硬化,硼化技術(shù)也發(fā)揮了重要的作用.從技術(shù)上來(lái)講,重金屬的硼化物通常是經(jīng)過(guò)硼在高溫下緩慢擴(kuò)散而產(chǎn)生的.所以AuB 分子是在對(duì)金表面進(jìn)行硼化過(guò)程中產(chǎn)生的主要產(chǎn)物,而且其對(duì)硼化技術(shù)也有巨大的影響.此外,硼化物也廣泛存在于自然界之中,所以對(duì)硼化物的研究受到廣泛的關(guān)注[4-17].

摻硼材料同時(shí)也在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用,其可用于雙極晶體管器件的構(gòu)建[17,18].這些材料中包含了一些重金屬的硼化物,比如GeB[6-8],PbB[16],SnB[17]以及AuB[19]等.最近Wang[9]對(duì)金與半導(dǎo)體硼的相互作用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,優(yōu)化了等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積碳化硼器件的性質(zhì).其中AuB 分子對(duì)碳化硼器件的性質(zhì)的提升具有很大的作用,說(shuō)明AuB 分子同樣在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也具有十分重要的作用.了解AuB 的光譜性質(zhì),可以提升產(chǎn)業(yè)上對(duì)AuB 分子的檢測(cè)技術(shù)的精度,通過(guò)各種譜線的探測(cè),可精確分析AuB的含量.但是,對(duì)于AuB 分子的光譜研究還非常匱乏,所以AuB 分子有一定的光譜研究需求.

在過(guò)去的二十年間,各種類(lèi)型的雙原子分子的激光冷卻過(guò)程分別在實(shí)驗(yàn)和理論上被研究[20-28],但是在實(shí)驗(yàn)上成功被激光冷卻的分子十分有限,所以理論上尋找在實(shí)驗(yàn)上具備能成功被激光冷卻潛力的雙原子分子還是比較迫切的.目前,相關(guān)理論已經(jīng)研究了眾多的雙原子分子,包括BCl[28],BBr[28]和GaH[25]等等.AuB 分子與GaH 分子有相似的價(jià)電子結(jié)構(gòu),因此AuB 也同樣具備被激光冷卻的潛力,可作為實(shí)驗(yàn)研究的候選分子.激光冷卻的分子一般要求有很強(qiáng)的光吸收,且有高度對(duì)角化的振動(dòng)分支比(高度對(duì)角化的Feanck-Condon 因子)[29].光躍遷吸收對(duì)激光冷卻的作用主要體現(xiàn)在分子可以大量吸收一個(gè)固定頻率波長(zhǎng)的激光,如此,分子在該頻率的大量光子中進(jìn)行阻尼運(yùn)動(dòng),會(huì)極大降低分子的平動(dòng)能.盡管通過(guò)理論研究,某些分子有被激光冷卻的潛力,但是實(shí)驗(yàn)要成功冷卻這些分子依然面臨十分巨大的挑戰(zhàn)[20-24].無(wú)論對(duì)于實(shí)驗(yàn)還是理論,高精度的光譜數(shù)據(jù)對(duì)激光冷卻篩選候選分子有不可或缺的作用[25-27],尤其對(duì)那些光譜數(shù)據(jù)缺少實(shí)驗(yàn)測(cè)量的分子,理論計(jì)算變得尤為重要.所以,AuB 具備激光冷卻的潛力,對(duì)其光譜性質(zhì)的理論計(jì)算也是不可忽視的.

據(jù)了解,目前還未發(fā)現(xiàn)AuB 分子相關(guān)的光譜信息測(cè)量的實(shí)驗(yàn).本文將采用高精度的多參考組態(tài)相互作用加戴維森修正的方法計(jì)算AuB 分子的電子態(tài)勢(shì)能曲線.而且自旋軌道耦合的影響也會(huì)考慮到計(jì)算中.基于電子態(tài)的勢(shì)能曲線,可以得到光譜常數(shù)和基態(tài)與激發(fā)態(tài)相關(guān)的光躍遷信息.本文具體結(jié)構(gòu)如下:第2 節(jié)介紹理論計(jì)算方法,第3 節(jié)提供計(jì)算結(jié)果并作出討論,第4 節(jié)對(duì)本文工作進(jìn)行簡(jiǎn)單的總結(jié).

2 理論方法

針對(duì)AuB 分子的高精度電子結(jié)構(gòu)計(jì)算,我們使用的是MOLPRO 2012 量子化學(xué)計(jì)算程序包[30,31].由于MOLPRO 程序包的限制,計(jì)算電子結(jié)構(gòu)所采用的點(diǎn)群是阿貝爾群C2v.值得注意的 是,C2v點(diǎn)群保持A1/B1/B2/A2不可約表示,其中所計(jì)算的不同對(duì)稱(chēng)態(tài)可以分別表示為:Σ+=A1,Π=B1+B2,Δ=A1+A2和Σ-=A2.

本工作中AuB 分子的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算主要分為3 步:第1 步利用Hartree-Fock 方法計(jì)算得到單組態(tài)的波函數(shù),以此作為初始波函數(shù);第2 步,基于態(tài)平均完全活性空間的自洽場(chǎng)方法[32,33]優(yōu)化初始波函數(shù)得到參考波函數(shù);第3 步,以上一步的參考波函數(shù)作為基礎(chǔ),考慮精確的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián),加入多個(gè)參考組態(tài),得到總的波函數(shù)[34],計(jì)算分子勢(shì)能曲線的每一個(gè)能量點(diǎn).在上述步驟中,第2 步是整個(gè)計(jì)算的核心部分,因?yàn)槠錁O大影響了電子結(jié)構(gòu)的精度.計(jì)算中也將加入戴維森修正,這種修正主要是因?yàn)槎鄥⒖冀M態(tài)計(jì)算方法引起的尺寸不一致問(wèn)題提出的[35].自旋軌道耦合效應(yīng)是通過(guò)引入微擾的方式,電子結(jié)構(gòu)考慮到自旋軌道耦合效應(yīng)后,其計(jì)算精度也會(huì)得到相應(yīng)提升.通過(guò)在哈密頓量中加入Breit-Pauli 算符,可以精確計(jì)算自旋軌道耦合矩陣元.

在AuB 分子的電子結(jié)構(gòu)計(jì)算中,其中Au 選取了高斯類(lèi)型基aug-cc-pwcvtz-DK,B 選取了ccpvqz 基組[36].活性空間的選取為(5,2,2,1),這符合Au 的6s,5d 原子軌道以及B 的2s,2p 原子軌道結(jié)構(gòu).除了活性空間選取之外,在第3 步加入大量組態(tài)波函數(shù)中,總的組態(tài)波函數(shù)是對(duì)參考組態(tài)做單雙激發(fā)得到的,具體為單激發(fā)組態(tài)數(shù)量為23100,雙激發(fā)組態(tài)數(shù)量為61588.

基于上述步驟計(jì)算出來(lái)的各個(gè)電子態(tài)的勢(shì)能曲線,可以通過(guò)數(shù)值求解核運(yùn)動(dòng)的薛定諤方程計(jì)算得到其中束縛態(tài)的光譜常數(shù),如平衡核間距,原子核振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)波函數(shù)以及Franck-Condon 因子等.光譜常數(shù)等參數(shù)計(jì)算采用LEVEL 程序包[37].

3 計(jì)算結(jié)果與討論

3.1 Λ-S 態(tài)的勢(shì)能曲線和光譜常數(shù)

本文計(jì)算了12 個(gè)Λ-S 態(tài)的勢(shì)能曲線,具體不同電子態(tài)的勢(shì)能曲線隨核間距變化的信息如圖1 所示.從圖1 中能看到,除了電子態(tài) e3Π 之外,所計(jì)算的其余11 個(gè)電子態(tài)都可以形成明顯的束縛勢(shì)井.圖1 中,基態(tài) X1Σ+的束縛能非常大,達(dá)到了25000 cm-1.還可以注意到,計(jì)算的電子態(tài)中包含了兩個(gè) Δ 態(tài),但是,這兩個(gè) Δ 態(tài)的能量與相鄰的 Π 態(tài)十分相近,以至于在圖1 的標(biāo)度中,兩條勢(shì)能曲線重合為一條.所以,圖1 中雖然計(jì)算了12 個(gè)Λ-S 態(tài)的勢(shì)能曲線,因?yàn)閯?shì)能曲線能量過(guò)于靠近的原因,圖1 中可見(jiàn)的勢(shì)能曲線只有10 條.第一激發(fā)態(tài) A1Π 與第二激發(fā)態(tài) B1Δ 的勢(shì)井深度非常接近,大約為15500 cm-1.同樣的情況也出現(xiàn)在第四激發(fā)態(tài)b3Π 和第五激發(fā)態(tài) c3Δ,具有很接近的勢(shì)井深度.本文計(jì)算的勢(shì)能曲線總共有4 個(gè)解離極限,具體數(shù)值分別為24295.37,27567.74,41765.55 和43490.62 cm-1.其中基態(tài)對(duì)應(yīng)能量是最低的解離極限,電子態(tài) C1Σ 也對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的解離極限.另外5 個(gè)電子態(tài) A1Π,B1Δ,a3Σ+,b3Π和c3Δ 在較遠(yuǎn)的核間距處有相同的解離極限,其能量高于基態(tài)的解離極限但低于 C1Σ 態(tài)的解離極限.剩下的所有電子態(tài)都對(duì)應(yīng)最大的解離極限.此外,也在圖1 中分別標(biāo)出了每個(gè)解離極限對(duì)應(yīng)的原子態(tài).

圖1 基于多參考組態(tài)相互作用方法計(jì)算的AuB 分子12 個(gè)Λ-S 態(tài)的勢(shì)能曲線隨原子核間距的變化Fig.1.Potential energy curves of 12 Λ-S states for AuB molecule at multi-reference configuration interaction level.

為了驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的可靠性,采用不同大小的基組做了收斂性驗(yàn)證.針對(duì)Au 原子和B 原子,分別使用了tz (triple-zeta)基組和qz (quadruplezeta)基組進(jìn)行了如圖1 的勢(shì)能曲線計(jì)算.在此基礎(chǔ)上,將能量通過(guò)

外推到了cbs (complete basis set limit)級(jí)別[38].為了更好地展現(xiàn)計(jì)算結(jié)果,在基態(tài)平衡核間距附近,選取1.9 ?的核間距,得到了不同大小基組的具體能量值.表1 展示了收斂性計(jì)算的結(jié)果,分別展示了不同基組情況下激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量差值和我們當(dāng)前計(jì)算結(jié)果的對(duì)比誤差.從表1 可以發(fā)現(xiàn),計(jì)算誤差基本都在1%以?xún)?nèi),證明本文當(dāng)前的計(jì)算結(jié)果比較可靠.

表1 勢(shì)能曲線在不同基組情況下,核間距1.9 ?能量值與當(dāng)前計(jì)算結(jié)果的誤差,其中,基組分別為tz,qz 及外推的cbs Table 1.The error between the energy value with the nuclear distance of 1.9 ? under different basis sets and the current calculation result.The basis sets are tz,qz,and cbs.

AuB 分子束縛態(tài)光譜常數(shù)的計(jì)算是基于圖1的勢(shì)能曲線得到的.表2 展示了其中9 個(gè)Λ-S 態(tài)的光譜常數(shù).因?yàn)殡娮討B(tài) A1Π和B1Δ 勢(shì)能曲線的能量非常接近,光譜常數(shù)的計(jì)算主要依賴(lài)勢(shì)能曲線的能量,所以這兩個(gè)態(tài)的光譜常數(shù)基本一致,同樣的情況也出現(xiàn)在電子態(tài) b3Π和c3Δ 之間.對(duì)于電子態(tài) F1Σ-,從圖1 可以看到其不能形成束縛態(tài),因此表2 中也沒(méi)該態(tài)的光譜常數(shù).在我們的計(jì)算中,電子態(tài) e3Π 的平衡核間距和態(tài)能量是目前9 個(gè)Λ-S態(tài)中最大的.然而,除了基態(tài)之外,最低的態(tài)能量是電子態(tài) b3Π .盡管表2 中沒(méi)有相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果對(duì)比,但是我們的理論光譜常數(shù)可以在未來(lái)幫助實(shí)驗(yàn)研究AuB 分子的電子態(tài)結(jié)構(gòu).

表2 AuB 分子的束縛電子態(tài)的光譜常數(shù),分別為態(tài)能量 Te,平衡核間距 Re,振動(dòng)和 轉(zhuǎn)動(dòng)頻率ωe,BeTable 2.Spectroscopic constants of AuB.Specifically speaking,state energy Te,equilibrium internuclear distance Re,vibrational and rotational frequency ωe,Be .

3.2 Λ-S 態(tài)的偶極矩

偶極矩是一個(gè)非常重要的物理參數(shù),因?yàn)槠淇梢杂行Х磻?yīng)雙原子分子在處于不同電子態(tài)時(shí)的電荷密度分布.圖2 和圖3 分別展示了在最低解離極限下不同單重態(tài)和三重態(tài)的偶極矩隨核間距改變的變化.圖中偶極矩的轉(zhuǎn)變表明了電子態(tài)電荷分布的反轉(zhuǎn).從圖2 能發(fā)現(xiàn),AuB 分子的電子基態(tài)極性在核間距為1.8 a.u.(a.u.為原子單位)是Au+B-,該核間距處對(duì)應(yīng)圖1 的位置可以形成勢(shì)井較深的束縛態(tài).我們還可以看到,在核間距從2.0—3.5 a.u.段,電子態(tài) X1Σ+和C1Σ-的偶極矩變化呈同樣的趨勢(shì).在同樣的核間距區(qū)間,電子態(tài) A1Π,E1Π和D1Σ+的變化主要是逐步遞增,三者增長(zhǎng)趨勢(shì)十分相似.然而,在核間距1.5—2.25 a.u.之間,研究發(fā)現(xiàn)電子態(tài) D1Σ+和F1Σ-有振蕩的現(xiàn)象,這反映了在近原子核間距內(nèi),上述兩個(gè)電子態(tài)極性有較大的不穩(wěn)定性.

圖2 AuB 分子的6 個(gè)單重態(tài)偶極矩隨核間距的變化,電子態(tài)分別為 X1Σ+,A1Π,C1Σ-,F1Σ-,E1Π 和D1Σ+Fig.2.Dipole moments of AuB for 6 singlet states versus the bond length,the states are X1Σ+,A1Π,C1Σ-,F1Σ-,E1Π and D1Σ+ .

圖3 AuB 分子的4 個(gè)三重態(tài)偶極矩隨核間距的變化,電子態(tài)分別為 a3Σ+,b3Π,d3Π 和e3ΠFig.3.Dipole moments of AuB for 4 triplet states versus the bond length.The states are a3Σ+,b3Π,d3Π and e3Π.

圖3 繪制了部分三重態(tài)偶極矩隨核間距變化的信息.非常明顯的是,相比于單重態(tài),三重態(tài)的偶極矩變化并不劇烈,如圖3 所示,所有的偶極矩變化曲線都比較平緩.圖3 中,電子態(tài) b3Π,e3Π 和d3Π 的偶極矩變化趨勢(shì)比較相似.但是電子態(tài)a3Σ+的偶極矩變化相比上述3 個(gè)態(tài)有相反的變化趨勢(shì),這很有可能是因?yàn)殡娮討B(tài)對(duì)稱(chēng)性的不同造成的.

3.3 自旋軌道耦合和預(yù)解離

從圖1 的勢(shì)能曲線可以發(fā)現(xiàn)哪些核間距處電子態(tài)的密度比較大.電子態(tài)密度和自旋軌道耦合矩陣元可以反映出一些解離的信息.在圖1 中,在能量段17000—28000 cm-1之間,單重態(tài) A1Π 和兩個(gè)三重態(tài) a3Σ+,b3Π 的勢(shì)能曲線較為密集.身為雙原子分子的AuB,其中一個(gè)原子為重金屬的Au,具有較強(qiáng)的自旋軌道耦合效應(yīng).則不同電子態(tài)之間的自旋軌道耦合會(huì)對(duì)部分電子激發(fā)態(tài)的振動(dòng)波函數(shù)造成巨大影響.為了考慮低激發(fā)態(tài)的預(yù)解離情況,我們計(jì)算了最低的4 個(gè)Λ-S 態(tài)的自旋軌道耦合矩陣元,這些態(tài)分別是 X1Σ+,A1Π,a3Σ+和b3Π .考慮自旋軌道耦合之后,這4 個(gè)Λ-S 態(tài)會(huì)劈裂為12 個(gè)Ω 態(tài).圖4 展示了上文提及的4 個(gè)Λ-S 態(tài)之間自旋軌道耦合矩陣元的絕對(duì)值隨著核間距變化的信息.但是,通過(guò)計(jì)算后在能形成束縛態(tài)的核間距范圍內(nèi)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)自旋軌道耦合矩陣元有任何交叉的情況.所以,針對(duì)我們考慮的4 個(gè)Λ-S 態(tài),由于沒(méi)有自旋軌道耦合矩陣元交叉的現(xiàn)象,所以這4 個(gè)Λ-S 態(tài)并不會(huì)因自旋軌道耦合效應(yīng)導(dǎo)致預(yù)解離.對(duì)于具有相同對(duì)稱(chēng)性的Ω 態(tài),自旋軌道耦合效應(yīng)可以使這些態(tài)的勢(shì)能曲線避免交叉,所以不同電子態(tài)的振動(dòng)態(tài)就會(huì)混合.從圖4 可以看到,參與自旋軌道耦合最多的電子態(tài)是 b3Π,其具有較強(qiáng)的自旋軌道耦合效應(yīng),會(huì)極大影響振動(dòng)波函數(shù),那么該態(tài)的譜線位置、強(qiáng)度和輻射壽命也會(huì)發(fā)生較大的改變.

圖4 AuB 分子部分電子態(tài)之間的自旋軌道耦合矩陣元隨核間距的變化,這些矩陣元主要包含4 個(gè)低激發(fā)態(tài),分別為 X1Σ+,A1Π,a3Σ+ 和b3ΠFig.4.Absolute values of spin-orbit matrix elements of AuB as a function of bond length.The elements mainly include the four low-lying electronic states which are X1Σ+,A1Π,a3Σ+ and b3Π .

3.4 Ω 基態(tài)和Ω 第一激發(fā)態(tài)之間的光躍遷性質(zhì)

激光冷卻要求分子電子態(tài)之間需要有很強(qiáng)的光躍遷吸收,因?yàn)榉肿討B(tài)在考慮光吸收過(guò)程中必須加入振動(dòng)維度的影響.在本節(jié)中精確計(jì)算了AuB分子Ω 基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)的光躍遷性質(zhì).這兩個(gè)態(tài)之間的光躍遷有作為激光冷卻的候選的潛力,為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供參考價(jià)值.圖5 計(jì)算了相鄰態(tài)躍遷A1Π1-X1Σ0+的躍遷偶極矩隨核間距變化的信息.從圖中能夠看到,在核間距區(qū)間從1.5—3.5 ?的范圍內(nèi)(該范圍內(nèi)可形成有效的束縛態(tài)),躍遷偶極矩的變化十分平滑,證明電子態(tài) A1Π1和X1Σ0+的波函數(shù)并未受到其他電子態(tài)的擾動(dòng).所以電子態(tài)A1Π1和X1Σ0+是比較純的態(tài),后續(xù)計(jì)算的光躍遷性質(zhì)也不會(huì)受其他電子態(tài)的干擾.

圖5 AuB 分子態(tài)躍遷 A1Π1- 的躍遷偶極矩隨核間距的變化Fig.5.The transition dipole moment of AuB for the transition A1Π1- via internuclear distance.

為了解電子態(tài) A1Π1和X1Σ0+之間的光躍遷更多的性質(zhì),計(jì)算了愛(ài)因斯坦系數(shù)及Franck-Condon因子,可以有效反映考慮振動(dòng)維度后該光躍遷的具體性質(zhì).計(jì)算的詳細(xì)結(jié)果如表3 所示.激光吸收要求更少的振動(dòng)態(tài)能級(jí)的參與,以此避免過(guò)多光子數(shù)的浪費(fèi).因此,只選擇了這兩個(gè)電子態(tài)各自最低的4 個(gè)振動(dòng)態(tài)能級(jí)加入計(jì)算.電子態(tài) A1Π1和X1Σ0+之間不同振動(dòng)能級(jí)ν′躍遷到ν′′的愛(ài)因斯坦系數(shù)可以由以下公式計(jì)算:

表3 AuB 分子態(tài)躍遷 A1Π1-X1Σ0+ 的愛(ài)因斯坦系數(shù) (單位s-1)和Franck-Condon 因子 ,注意本表格中考慮的最高振動(dòng)態(tài)能級(jí)是ν=4Table 3.Einstein coefficients (in s-1) and Franck-Condon factors for the transition A1Π1-X1Σ0+ .Noting that the highest vibrational level ν=4 .

我們計(jì)算的電子態(tài) A1Π1和X1Σ0+之間的光躍遷的輻射壽命大約是3.42 μs.目前,實(shí)驗(yàn)上成功能夠被激光冷卻的雙原子分子都具有較短的輻射壽命,基本都在μs 量級(jí)以下.雖然,輻射壽命對(duì)選擇的振動(dòng)態(tài)能級(jí)數(shù)目和電子態(tài)結(jié)構(gòu)基組都非常敏感,但是本工作計(jì)算的輻射壽命也可以作為未來(lái)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的參考.

4 結(jié)論

本文采用高精度的多參考組態(tài)加戴維斯修正的計(jì)算方法研究了AuB 分子的低激發(fā)態(tài)的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì).計(jì)算中也充分考慮了分子殼層的電子關(guān)聯(lián)性以及自旋軌道耦合性質(zhì),以此確保電子態(tài)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性.我們獲得了12 個(gè)Λ-S 態(tài)的勢(shì)能曲線,基于這些勢(shì)能曲線,還通過(guò)數(shù)值求解薛定諤方程計(jì)算了束縛態(tài)的光譜常數(shù).依據(jù)AuB 分子不同電子態(tài)的偶極矩,分析了其對(duì)分子極性的影響.考慮了部分低電子激發(fā)態(tài)的自旋軌道耦合效應(yīng),我們討論了自旋軌道耦合效應(yīng)與電子態(tài)預(yù)解離的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)計(jì)算的電子態(tài)因?yàn)樽孕壍礼詈暇仃囋创嬖诮徊媲闆r所以并沒(méi)有預(yù)解離現(xiàn)象發(fā)生.最后,作為激光冷卻候選的光躍遷,即計(jì)算了Ω 基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)的光吸收具體參數(shù),躍遷偶極矩、Franck-Condon因子、愛(ài)因斯坦系數(shù)和輻射壽命等.然后,從這些物理參數(shù)發(fā)現(xiàn),該躍遷過(guò)程針對(duì)激光冷卻并不理想.總體來(lái)講,本工作在理論上加深了對(duì)AuB 分子低激發(fā)態(tài)的電子態(tài)結(jié)構(gòu)以及相關(guān)光躍遷性質(zhì)的理解,可作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究的有力參考.

數(shù)據(jù)可用性聲明

支撐本研究成果的數(shù)據(jù)集可在補(bǔ)充材料(online)和科學(xué)數(shù)據(jù)銀行 https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00009 中訪問(wèn)獲取.

感謝西安建筑科技大學(xué)理學(xué)院對(duì)本工作的大力支持,也非常感謝袁翔博士的討論.