导读:本文包含了振转光谱论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光谱,势能,分子,常数,作用力,长程,摩斯。
振转光谱论文文献综述
白旭,韩超英,朱华[1]（2019）在《范德华复合物Kr-C_2H_2的势能面和振转光谱的理论研究》一文中研究指出采用[CCSD(T)]-F12方法和aug-cc-pVTZ基组,同时引入中心键函数(3s3p2d1f1g)构建了Kr-C_2H_2体系的高精度四维势能面.在构建势能面时考虑了分子间的振动方式及C_2H_2单体内的ν1对称伸缩和ν3反对称伸缩振动.将计算得到的四维势能面在Q1方向和Q3方向分别做积分得到C_2H_2单体分别处于振动基态和(ν1,ν3)=(1,1)激发态的平均势能面.计算结果表明,这2个平均势能面均存在2个等价的T型全局极小值和2个等价线性极小值.全局极小值的几何构型位于R=0. 41 nm,θ=65. 6°/114. 4°,势阱深度为151. 88cm-1.对径向部分采用离散变量表象法(DVR),角度部分采用有限基组表象法(FBR),并结合Lanczos循环算法计算了Kr-C_2H_2的振转能级和束缚态.计算结果表明,复合物在(ν1,ν3)=(1,1)区域的带心位移为-1. 48 cm-1,表现为红移,与实验值-1. 38 cm-1很接近;计算得到的红外跃迁频率也与实验值相吻合,说明得到的从头算势能面具有高精度.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2019年08期）
刘静敏[2]（2018）在《OCS与H_2分子二聚体、叁聚体、团簇及CO-N_2振转光谱理论研究》一文中研究指出自超流现象发现以来,人们就对这种宏观尺度上的量子力学现象产生了浓厚的研究兴趣。氦-4和氦-3是目前为止唯一直接确认具有超流性质的物质。因此,相当大的兴趣在于发现新的超流物质。与氦相似的仲氢是最热门的候选者,但由于仲氢叁相点过高(13.8K),使实验很难获得其超流状态,而把主要的研究途径放在把氢分子浸入氦滴的研究当中。仿照对氦的超流研究中,把单个生色分子浸入到超流介质中,通过光谱探测分析,获得体系有效转动常数的方法,人们把生色分子浸入到仲氢中进行光谱的探测,然而,随着氢分子个数的增加,掺杂生色分子的氢分子团簇的谱线迅速增加,图谱更加复杂,无法准确辨认,因此理论模拟在辨别光谱上至关重要。目前理论模拟有两方面工作正在进行,一是通过精确计算掺杂分子在不同氢簇中的光谱,指认体系的光谱谱线。二是直接模拟生色分子在氢簇中的转动常数,探究其超流起始位置,这两种方法也是目前探测超流体的主要手段。无论进行理论模拟团簇光谱,还是量子动力学模拟,高精度的势能面必不可少。构建高精度势能面首先需要精确的从头算能量点,选取即精确又计算量合理的计算方法是关键。其次需要把高精度的从头算能量拟合成一个具体的函数形式,本文选用摩斯长程势能模型,因为摩斯长程势是目前发展的不但能准确的表征原子间的短程势能相互作用,而且能有效的包含原子间的长程势的势能模型。此外,若要理论模拟团簇的红外光谱,中心分子的分子内振动耦合就必须考虑进来。本文选用最经典的生色分子OCS作为探针分子,首先构建了OCS-H_2二聚体的高精度势能面,理论模拟其振转光谱,与实验光谱的高度吻合证明了OCS-H_2二聚体势能面的精确性。其次我们将研究进一步扩展到OCS-(H_2)_2叁聚体的振转光谱的研究,最后发展到对OCS-H_2团簇的模拟。我们的具体研究如下:1.用明确相关耦合簇方法构建了包含OCS分子Q_1,与Q_3伸缩振动的OCS-H_2以及氢分子同素异形体的二聚体六维势能面,并把振动平均的能量点用最小二乘法拟合成四维的摩斯长程势能函数。基于四维势能函数,理论模拟了OCS-H_2的振动基态与振动激发态的振转能级,预测出来的振动频率位移与红外光谱都与实验十分吻合,证明了该势能面的准确性。2.基于OCS-H_2二聚体的精确势能面,我们利用“Adiabatic-hindered-rotor”方法将OCS-H_2势能面进行约化维度处理,基于约化维度后的双体势能面,用多体展开构建了OCS-(H_2)_2叁聚体势能面,在叁聚体势能面基础上计算了OCS-(H_2)_2以及OCS-pH_2-He叁聚体的振转能级,其预测结果与已有的实验值进行对比,结果十分吻合,这也是首次有工作涉及OCS-(H_2)_2以及OCS-pH_2-He叁聚体的全量子求解振转能级,此工作也用于帮助实验进行有效的光谱指认。3.基于OCS-H_2二聚体、OCS-(H_2)_2叁聚体的研究,我们用路径积分蒙特卡洛方法对OCS-(H_2)_N N=1-20团簇进行了动力学模拟,模拟得到振动频率位移与已有的实验值相比吻合很好,并且在此项工作中,给出了OCS-(H_2)_N N=1-20团簇的结构信息。范德华力在物理、化学以及生命科学中都有不言而喻的重要地位,范德华体系CO-N_2是理论与实验同样关注的大气相关体系,近年来,虽然有大量的实验报道其光谱性质,但仍然存在实验未能指认的谱线。在理论研究方面,由于CO-N_2势能面的复杂性,少有理论工作涉及此体系,本文就对此项工作进行了开展,研究内容有:4.构建了包含C-O伸缩振动的CO-N_2分子间的五维势能面,在此基础之上计算了这个体系的振转光谱,得到体系的波函数,就该体系为什么拥有全局最小点的稳定结构进行说明。基于此势能面得到的振转能级和红外光谱与实验值相当吻合,这增强了我们对一些未能指认的光谱进行指认的信心,从而对实验上观测到但未指认的光谱谱线进行了说明。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
张晓龙[3]（2018）在《发展高维CH_3F-H_2及CO-H_2的势能面与振转光谱的全量子力学计算方法》一文中研究指出光谱探测是表征物质结构与性质的重要手段之一,一直备受实验与理论科学们的青睐。其中,分析弱相互作用体系间的振转光谱成为了当下热门的研究领域。随着当今科技的蓬勃发展,计算机性能的提高与实验设备的完善使研究分子间弱相互作用又迈向了一个新的高度。振转光谱的分析既是机遇,同时也面临着挑战。首先,需要选择一种精确的从头算方法来获取体系的能量。其次,构建一个包括研究体系分子内坐标的分子间势能面模型。最后同时也是最困难的部分,严格表示体系哈密顿算符的各项动能与势能矩阵元,精确求解体系的振动与转动能级。理论预测体系的振转光谱,指导论证实验数据,进一步探索物质的本质。本课题的研究体系及内容如下:1对于线性与线性的CO-H_2二聚体体系,构建了包含CO单体分子内C-O伸缩坐标的精确从头算五维势能面。对于基态ν_(CO)=0基发态ν_(CO)=1的振动平均四维势能面,通过最小二乘法方法拟合了Morse/Long-Range(MLR)势能函数模型获得。30326个从头算能量点对于基态与激发态的拟合标准偏差(RMS)仅为0.087与0.082cm~(-1),且仅仅需要196参数。基于振动平均的四维MLR势能面计算体系的振转能级,对于para-H_2-CO与ortho-H_2-CO理论预测红外光谱光谱跃迁与实验观测值仅为0.007与0.023 cm~(-1)。这与之前在Science 336,1147(2012)发表的六维从头算势能面V_(12)获得的0.010与0.018 cm~(-1)是在一个精度范围内。计算的关于para-H_2-CO的频率位移为-0.179 cm~(-1),这与实验值观测的-0.179 cm~(-1)相同。比在V_(12)势能面获得的-0.176 cm~(-1)要稍微精确。在这个势能面下,通过路径积分蒙特卡洛与一阶围绕理论方法,模拟了CO在(paraH_2)_N-CO(N=1-20)团簇下的振动频率位移。同时预测的频率位移与目前可观测的实验值极其稳合。2基于以上的CO-H_2二聚体精确的势能面,我们对CO-(pH_2)_2,CO-(oD_2)_2和混合的CO-pH_2-He叁聚体进行进一步深入研究。叁聚体体系的分子间势能面通过加和精确的两体pH_2-CO或oD_2-CO(Li et al.J Chem Phys 139:164315,2013),pH_2–pH_2或oD_2–oD_2(Patkowski et al.J Chem Phys 129:094304,2008))及pH_2-He势能面获得。基于叁聚体体系的势能面,精确的求解了它们的振转能级。理论预测了CO-(pH_2)_2,CO-(oD_2)_2和混合的CO-pH_2-He的红外与微波光谱。目前为止,实验值仅能测的4条光谱跃迁谱线,其中3条是在红外区域,另外一条在微波区域,我们理论预测的光谱跃迁与实验观测的完全相近。基于选择性规律,我们进一步预测了J 3的相关能级在不同温度下的跃迁强度,其中对于混合的CO-pH_2-He叁聚体有一条(1,f,4)-(0,e,1)在实验中没法确定,我们确认了他的跃迁,同时其他的理论跃迁谱线能够对实验学家提供进一步的帮助。最后分析了对于叁维的pH_2或oD_2的波函数密度分布,在体系固定的坐标系下,两个pH_2或oD_2分子在基态更成局域化分布,而He原子的分布是离域化的。3对于非线性与线性CH_3F-H_2体系,大量的基质光谱数据已经被实验科学家们获取,然而,其中有许多尚未解决的问题与现象需要理论科学家们的帮助。精确的解析光谱数据是以势能面为基础的。目前为止,没有相关的CH_3F-H_2体系的势能面被报道,一方面是因为体系的维度高,如何计算包含CH_3F分子内的坐标的从头算能量。另一方面是高维度的势能面的各项异性,使得在拟合过程中变得困难。而且求解对称陀罗分子与线性分子的哈密顿,矩阵元过程比较复杂没有详细的推导过程。本文我们构建了包括CH_3F单体的Q_3分子内伸缩坐标的六维从头算势能面。电子结构计算方法是在CCSD(T)-F12a/aVTZ水平下获得。通过最小二乘法方法MLR势能函数模型上获得基态ν_(CH3F)=0基发态ν_(CH3F)=1振动平均五维势能面。同时这是MLR势能函数第一次应用到线性与非线性分子体系中。25015个从头算点的标准偏差为0.74 cm~(-1),在能量0 cm~(-1)时的偏差为0.082 cm~(-1)。通过绝热阻尼近似平均的方法,将五维的势能面中描述H_2分子坐标平均,得到了3维的CH_3F-paraH_2势能面,红外与微波光谱对于该体系首次预测。同时求解的H_2-CH_3F基态振转能级与在CH_3F-paraH_2求解的基本接近(相差小于0.05 cm~(-1)),这些工作为以后CH_3F-(H_2)_N团簇体系的研究奠定了坚实的基础。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
张学富,吕兵,宋晓书,令狐荣锋[4]（2018）在《CO分子振转光谱的理论研究》一文中研究指出采用从头算的多参考组态相互作用(MRCI)方法并结合基组aug-cc-pCVQZ计算了CO分子基态(X~1Σ~+)的势能曲线和偶极矩曲线,得到的势能曲线、偶极矩曲线分别与RKR势、文献的偶极矩曲线吻合较好。利用所得的势能,求解双原子分子核运动的Schr9dinger方程找到了CO分子X~1Σ~+态转动量子数J=0时的70个振动态,对于每一振动态,分别计算了其振动能级G(v)、转动惯性常数B_v和离心畸变常数D_v,并把计算结果与已知的42个实验值做了详细比较,结果表明,计算的振动能级G(v)、转动惯性常数B_v、离心畸变常数D_v与实验值符合较好。利用G(v),B_v导出的光谱常数[谐振频率ω_e(2 160.1cm~(-1))、非谐振频率ω_eχ_e(13.1cm~(-1))、转动常数B_e(1.918cm~(-1))、振转耦合常数α_e(0.017 3cm~(-1))]也与实验值的光谱常数[ω_e(2 169.8cm~(-1)),ω_eχ_e(13.3cm~(-1)),B_e(1.931cm~(-1)),α_e(0.017 5cm~(-1))]较为符合,这在一定程度上证明了方法MRCI/Aug-cc-pCVQZ对CO分子基态性质的计算是合适而可靠的。利用乘积近似方法计算了CO分子在常温、中温、高温时的配分函数,在此基础上,计算了CO分子在T=296K时的1-0跃迁带的谱线强度,通过比较发现,计算所得的线强度与HITRAN数据库符合较好。进一步计算的CO分子X~1Σ~+态1-0,2-0,3-0,4-0,2-1,3-1和4-1跃迁带的带强度也与实验值较为吻合,同时首次计算了CO分子X~1Σ~+态3-2跃迁带、4-2跃迁带的线强度及带强度。(本文来源于《光谱学与光谱分析》期刊2018年04期）
张学富[5]（2017）在《CO、OH~-及CO_2分子结构及振转光谱的从头算研究》一文中研究指出精确的势能函数能够完全描述分子的几何特性,通过对分子势能函数解析可以准确得到分子的力常数及光谱常数。随着科学技术的发展,分子光谱在众多热门领域得到了广泛运用,这也对高温光谱的研究提出了更高的要求。基于此,本文运用从头算方法研究了分子的势能函数和分子光谱。第一,CO分子基态性质研究。使用MRCI/aug-cc-pCVQZ对CO分子基态的势能和偶极矩进行计算,通过求解Schr?dinger方程找到了CO分子基态J=0的70个振动态,并计算了每个态的振动能级、转动常数及离心畸变常数,发现其结果与实验值符合较好,进一步导出的光谱常数也与实验值吻合。在计算了CO分子配分函数的基础上,计算了CO分子基态在T=296K下的1-0带的线强度,发现与HITRAN数据库符合较好,在此基础上,首次给出了CO分子基态3-2、4-2带的线强度和带强度。第二,OH~-离子基态性质研究。采用MRCI+Q/(O=aug-cc-PV5Z,H=cc-PV5Z)对OH~-离子基态进行了势能和偶极矩扫描,将计算得到的势能带入Schr?dinger方程得到了9个振动态,对于各个态,分别计算了振动能级、分子常数及离心畸变常数。在此基础上,进一步计算了OH~-离子的转动能级及1-0带跃迁波数,同时导出了该离子的光谱常数,发现与实验值符合较好。第叁,CO_2分子基态性质研究。采用多种方法对CO_2分子进行优化,发现当采用casscf/(O=aug-cc-pVTZ,H=cc-PVQZ)方法时,优化得到的几何结构较好,得到CO_2分子的谐振频率、平衡核间距及零点振动能与实验值较为吻合。在此基础上,用casscf/(O=aug-cc-pVTZ,H=cc-pVQZ)对CO_2分子计算了其轨道能量,发现计算结果与文献值符合较好,进一步的对CO_2分子势能进行扫描,并对其部分势能进行了拟合。第四,CO分子、CO_2分子高温光谱的理论计算。对于CO、CO_2分子,在计算了分子配分函数的基础上,利用线强度公式计算中温、高温时CO分子1-0带、CO_2分子01101-0001带的线强度,结果表明,计算得到的线强度与HITRAN数据库的结果符合较好。在此基础上,进一步计算了CO、CO_2温度在4000K、5000K的线强度。(本文来源于《贵州师范大学》期刊2017-06-02）
侯丹[6]（2016）在《大振幅范德华混合物H_2O-Rg(He、Ne、Ar)及H_2-C_2H_2的势能面和振转光谱的理论研究》一文中研究指出随着实验光谱技术的飞速发展和光谱分析方法的不断提高,对理论光谱计算的精度提出了越来越高的要求。伴随着计算机的高速发展和理论计算方法的不断更新,实验和理论光谱科学正携手推动着相关科学的发展。从核磁共振到阿秒(10-18秒)激光,从探测原子核的自旋到探测电子的高速运动,光谱学已经被广泛用于化学、物理、生物、材料等各个领域的研究。其中,微波和红外光谱主要用来研究分子、团簇体系的转动和振动运动。而大振幅运动的范德华体系是当前微波与红外光谱研究的一个热点,同时也是一个难点。这主要是由于在范德华体系中,分子间振动的非谐性以及它与转动存在着强烈耦合。而构建一个高精度势能面是精确解析这类体系光谱信息的前提。同时,一些分子内的振动模可能由于同样的低频率与大振幅而与分子间振动产生耦合作用。因此,构建范德华体系的高精度势能面不仅要包含分子间的相互作用,也要考虑分子内的振动耦合。在实验上,大部分的光谱测量主要针对小分子、团簇或者更大的分子体系的某一个特定的振动模式。然而,对于相应的理论计算,如果只考虑到这些体系中分子的某一特征振动,而忽略掉其他振动模的耦合作用,可能导致计算结果的偏差甚至出现错误的结果。但是,由于增加的自由度带来的更多的计算难度,导致了包括分子内振动与分子间作用力的高维势能面只能局限于很小的体系。对于多原子体系或者大分子体系,其精确的高维势能面几乎是不可能得到的。然而,我们可以通过振动模耦合的程度,在计算多维精确的势能面时选择直接相关的分子内振动模,从而达到在降低计算维度的同时又不降低计算精度的目的。那么,这样我们就会遇见如下问题,1)怎样用简单快捷的方式去判断振动模间的耦合程度?2)选择什么坐标系可以用最少的点去精确描述分子内振动模?本文就以最小的非线性体系H2O-Rg(Rg=He、Ne、Ar)和线性多原子体系H2-C2H2为例,基于微扰理论,采用振动平均方法,结合离散变分表象等理论方法,有效的探测了分子内与分子间振动模耦合的根源与强度,检验了振动模之间的非简谐耦合。我们通过比较全维或者减维的势能面获得的光谱信息,以及它们与实验结果的高度吻合,严格检测了该方法的可靠性。我们的工作也为多原子高维体系的约化维数处理,提供了重要的理论依据和途径。主要研究如下:1.H2O-Ar体系,选择该体系的一个重要原因是H2O-Ar有着非常丰富的光谱信息,我们可以通过丰富的光谱信息去检验我们的方法。我们构建了一个包含H2O分子内叁个Normal-Mode振动模Q1(对称伸缩振动)、Q2(弯曲振动)与Q3(反对称伸缩振动)的六维H2Or的分子间势能面。另外,四个解析振动量子态的势能面是利用最小二乘法去拟合振动平均H2O的(ν1,ν2,ν3)=(0,0,0),(0,0,1),(0,1,0),(1,0,0)态的Morse/long-range势能函数得到。利用这些振动平均后的叁维势能面计算的红外光谱数据与实验值达到高度吻合,所有反对称伸缩以及弯曲区域的跃迁的转动分支的rms差异小于0.06cm-1。通过利用全维以及减维势能面计算振动频率位移来定量的研究了H2O的叁个振动模之间的耦合对分子间振动的影响。2.由于H2O-Ne体系的作用力比H2O-Ar更弱以及会表现出在自由转子模型与刚性转子模型之间的性质,其在实验上观测与分子光谱的难度要大一些。但是,我们已经得到了该体系在实验上关于H2O的弯曲振动ν2的红外光谱。为了帮助实验光谱分析,我们计算了一个包括H2O分子内弯曲振动坐标以及分子间相互作用的四维H2O-Ne的势能面。由于之前对于H2O分子内叁个振动模的耦合的定量的研究,我们得到弯曲振动ν2与ν1,ν3的耦合很弱,所以在对于这个体系的势能面计算中,我们只加入了ν2的分子内振动,在得到精确结果的同时大大的缩减了计算量。我们利用该四维H2O-Ne的势能面预测了关于整个体系的ν2振动的红外光谱有效的帮助实验的光谱数据分析。3.H2O-He体系是在H2O-Rg(He,Ne,Ar)的体系中相互作用最弱的体系,其在实验上的光谱测量的难度非常大。我们之前的H2O-Ar/Ne的工作已经充分证明我们方法的可靠性,我们用同时包含了H2O分子内叁个Normal-Mode振动模去构建了一个H2O-He的六维势能面。通过这些势能面,我们第一次预测出了H2O-He的微波与红外光谱。由于H2O-He体系的相互作用太弱了,其光谱测量在实验上是有很大的难度,我们将H2O-He关于势能面、光谱信息方面的计算结果同时与H2O-He的相关体系进行了大量的对比。这些数据为未来的实验研究提供了可靠的理论参考。4.将我们的方法推广到像H2-C2H2体系这样更大的体系。四原子的C2H2单体拥有五个不同类型的振动模,我们通过振动平均任意两个耦合的振动模之间坐标的方法,找出了与我们所关心的C-H反对称伸缩振动(ν3)耦合最强的C-H对称伸缩振动(ν1)与C-C伸缩振动(ν2)。在关于H2-C2H2体系的势能面时,我们计算了一个六维的包括分子间作用(θ1,θ2,?,R)和C2H2分子内振动(ν1,ν3)的势能面,这为了下一步计算更大的七维势能面做了坚定的基础。并且首次报道了C2H2-H2体系的关于C2H2的反对称伸缩振动(ν3)的红外光谱的跃迁及强度。(本文来源于《吉林大学》期刊2016-11-01）
徐秋爽,王美山,杨传路,赵沿亮[7]（2016）在《HAsO分子振转光谱常数研究》一文中研究指出HAs O是是在CVD和MOCVD技术的过程中产生的一种重要的活性中间体,它能够修饰半导体材料的特性,从而引发人们的广泛关注。然而,HAs O分子是瞬态分子,寿命很短,因此其光谱性质在实验上很难观测,它的很多化学性质和物理特性都是未知的。因此,HAs O分子的光谱常数、非谐力场和平衡几何结构的理论计算,对于研究该分子的几何结构、光谱及其它性质非常重要。我们应用密度泛函B3LYP方法、B3P86方法、B3PW91方法和二阶微扰理论MP_2方法,结合(本文来源于《第六届全国计算原子与分子物理学术会议论文集》期刊2016-08-05）
马永涛,李辉[8]（2016）在《CH_3F-Rg体系四维势能面及其振转光谱预测》一文中研究指出本工作报道了CH_3F-Rg(Rg=He、Ne、Ar)体系包含CH_3F分子红外活性强的C-F伸缩的振动四维高精度势能面。这些体系振动平均后的势能面通过非线性拟合成摩斯长程势(MLR)形式。[1]拟合的标准差均小于0.1个波数。这叁个体系的势能面都存在一个T-型结构的最小值点和两个局部最小值点以及两个过渡态。势能面的能量值、阱深和能垒大小均按CH_3F-He、CH_3F-Ne和CH_3F-Ar排列。随后,这些势能面被运用于体系的能级计算中。我们用分子对称群理论去构造体系的包含对称性的波函数,用联合离散变量表象和有限基组表象的方法生成其矩阵元,用Lanczos迭代方法求解体系的薛定谔方程。[2]基于波函数分析,我们指认了体系的能级并根据选择定则预测了体系的红外、微波光谱。这些光谱的跃迁强度也通过理论计算给出。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第十九分会：化学中的量子与经典动力学》期刊2016-07-01）
刘静敏,翟羽,李辉[9]（2016）在《关于OCS-H_2势能面和振转光谱的理论研究》一文中研究指出将探针分子置于量子溶剂中(如~4He,pH_2),高精度解析参杂量子溶液的红外和微波光谱,为实验观测微观超流提供了一条独特的研究途径。OCS分子是目前微观超流探测中最受欢迎的探针分子之一,被广泛的应用与超流~4He,pH_2的研究中。然而,到目前为止,理论模拟还不能完全解释观测的实验现象,主要归咎于缺乏高精度的分子内振动激发的分子间势能面。本文组合高精度的从头算计算和莫斯长程势模型,重新构建了OCS-H_2体系的势能面。这个势能面不仅包含了OCS分子中O-C的分子内的伸缩振动(Q_1)的振动模,也包含了C-S的伸缩振动(Q_3)。该势能面具有很高的精度,拟合16066个点只需要334个参数,其均方根差对振动基态和激发态分别为0.010cm~(-1)和0.011cm~(-1)。利用我们新发展的势能面,对体系的五种同分异构体的振转光谱进行了全量子力学计算,其结果都与实验观测很好的吻合,其均方根差小于0.03 cm~(-1)。(本文来源于《中国化学会第30届学术年会摘要集-第十九分会：化学中的量子与经典动力学》期刊2016-07-01）
马永涛[10]（2016）在《范德华复合物OCS-He、CH_3F-Rg及CH_3F-H_2的摩斯长程势势能面和振转光谱的理论研究》一文中研究指出精确的范德华体系分子间势能面是动力学研究如,态-态反应、量子团簇模拟的先决条件。而分子内振动和分子间相互作用是相互影响的两部分,所以无论从势能面的精度还是光谱解析精度方面看,在构建分子间势能面时都要考虑分子内振动的影响。模型是人们认识事物、解释现象的工具。一个好的势能模型在对分子间从头算单点能的拟合和动力学计算上都能起到基石性的地位,对范德华体系的振转光谱理论研究对检验势能面的精度,深层次理解分子动力学信息具有重大意义。本文以OCS-He、CH3F-Rg、CH3F-H2体系为主要研究对象,发展了摩斯长程势(MLR)势能模型,给出了可以描述任意两分子间相互作用能的摩斯长程势的具体形式,构建了上述体系包含中心分子的振动坐标的高维势能面,并对OCS-He和CH3F-Rg体系进行了光谱解析,理论预测了其微波、红外光谱。主要研究成果如下:1.从分子间作用力的物理本质出发,提炼出描述分子间势能面各向异性的角度部分的函数表达式。把该表达式与摩斯长程势模型相结合,给出了可以描述任意两分子间相互作用的MLR模型的函数表达式。2.构建了OCS-He体系的四维势能面。该势能面包含了OCS分子的Q1(O-C)伸缩振动坐标,且该坐标与Q3(C-S)伸缩振动坐标参数相关。随后,把振动平均后的势能面用于该体系的光谱解析中。理论预测的该体系的10条微波谱线和51条红外谱线与实验观测值相比,均差仅为93.2 MHz和0.003 cm-1。这比先前的理论工作在精度上提高了四倍。理论预测的OCS分子振动频率位移为蓝移,大小是0.111 cm-1与实验观测的0.082 cm-1的蓝移吻合的很好。这些都反应了我们所构建的势能面具有较高的精度。3.构建了CH3F-He、CH3F-Ne、CH3F-Ar体系的四维势能面。这些势能面都包含了CH3F分子Q3(C-F)伸缩振动坐标。理论预测了这些体系的微波、红外光谱,并计算了相应的光谱强度。对CH3F-He体系,理论计算的16条微波光谱谱线与实验观测值相比,均差仅为0.042 cm-1。这两个体系是范德华分子的两个极端。CH3F-Ar体系的势阱深约为CH3F-He体系的五倍。CH3F-He体系的相互作用能比较小,分子间作用力对CH3F分子和He原子的束缚比较弱,体系的波函数比较弥散,CH3F分子表现的更像一个自由转子。而CH3F-Ar体系的相互作用能比较大,分子间作用力对分子的束缚比较强,体系的波函数较收敛,CH3F-Ar体系表现的更像一个整体的超级分子。Molecule-Ne体系的相互作用力在同系列中居中,在两个极限模型(自由转子模型和刚性转子模型)中摇摆。本工作通过对势能、势阱、基态波函数波函数的行为等多方面分析,确定CH3F-Ne更类似于CH3F-Ar复合物,因此用刚性转子模型标记其能级,预测其振转光谱。这叁个体系的势能面、振转能级的比较,为深入理解分子间作用力的本质,分子间势能对振转能级以及跃迁谱线的影响提供了一个好的范例。4.在CCSD(T)-F12/AVTZ水平上计算了CH3F-H2体系的六维势能面。该势能面同样包含了CH3F分子的Q3(C-F)伸缩振动坐标。给出了在体固定坐标下的五维摩斯长程势模型的分析表达式。该势能面将为我们下一步对该体系的光谱解析提供基础。(本文来源于《吉林大学》期刊2016-05-01）
振转光谱论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自超流现象发现以来,人们就对这种宏观尺度上的量子力学现象产生了浓厚的研究兴趣。氦-4和氦-3是目前为止唯一直接确认具有超流性质的物质。因此,相当大的兴趣在于发现新的超流物质。与氦相似的仲氢是最热门的候选者,但由于仲氢叁相点过高(13.8K),使实验很难获得其超流状态,而把主要的研究途径放在把氢分子浸入氦滴的研究当中。仿照对氦的超流研究中,把单个生色分子浸入到超流介质中,通过光谱探测分析,获得体系有效转动常数的方法,人们把生色分子浸入到仲氢中进行光谱的探测,然而,随着氢分子个数的增加,掺杂生色分子的氢分子团簇的谱线迅速增加,图谱更加复杂,无法准确辨认,因此理论模拟在辨别光谱上至关重要。目前理论模拟有两方面工作正在进行,一是通过精确计算掺杂分子在不同氢簇中的光谱,指认体系的光谱谱线。二是直接模拟生色分子在氢簇中的转动常数,探究其超流起始位置,这两种方法也是目前探测超流体的主要手段。无论进行理论模拟团簇光谱,还是量子动力学模拟,高精度的势能面必不可少。构建高精度势能面首先需要精确的从头算能量点,选取即精确又计算量合理的计算方法是关键。其次需要把高精度的从头算能量拟合成一个具体的函数形式,本文选用摩斯长程势能模型,因为摩斯长程势是目前发展的不但能准确的表征原子间的短程势能相互作用,而且能有效的包含原子间的长程势的势能模型。此外,若要理论模拟团簇的红外光谱,中心分子的分子内振动耦合就必须考虑进来。本文选用最经典的生色分子OCS作为探针分子,首先构建了OCS-H_2二聚体的高精度势能面,理论模拟其振转光谱,与实验光谱的高度吻合证明了OCS-H_2二聚体势能面的精确性。其次我们将研究进一步扩展到OCS-(H_2)_2叁聚体的振转光谱的研究,最后发展到对OCS-H_2团簇的模拟。我们的具体研究如下:1.用明确相关耦合簇方法构建了包含OCS分子Q_1,与Q_3伸缩振动的OCS-H_2以及氢分子同素异形体的二聚体六维势能面,并把振动平均的能量点用最小二乘法拟合成四维的摩斯长程势能函数。基于四维势能函数,理论模拟了OCS-H_2的振动基态与振动激发态的振转能级,预测出来的振动频率位移与红外光谱都与实验十分吻合,证明了该势能面的准确性。2.基于OCS-H_2二聚体的精确势能面,我们利用“Adiabatic-hindered-rotor”方法将OCS-H_2势能面进行约化维度处理,基于约化维度后的双体势能面,用多体展开构建了OCS-(H_2)_2叁聚体势能面,在叁聚体势能面基础上计算了OCS-(H_2)_2以及OCS-pH_2-He叁聚体的振转能级,其预测结果与已有的实验值进行对比,结果十分吻合,这也是首次有工作涉及OCS-(H_2)_2以及OCS-pH_2-He叁聚体的全量子求解振转能级,此工作也用于帮助实验进行有效的光谱指认。3.基于OCS-H_2二聚体、OCS-(H_2)_2叁聚体的研究,我们用路径积分蒙特卡洛方法对OCS-(H_2)_N N=1-20团簇进行了动力学模拟,模拟得到振动频率位移与已有的实验值相比吻合很好,并且在此项工作中,给出了OCS-(H_2)_N N=1-20团簇的结构信息。范德华力在物理、化学以及生命科学中都有不言而喻的重要地位,范德华体系CO-N_2是理论与实验同样关注的大气相关体系,近年来,虽然有大量的实验报道其光谱性质,但仍然存在实验未能指认的谱线。在理论研究方面,由于CO-N_2势能面的复杂性,少有理论工作涉及此体系,本文就对此项工作进行了开展,研究内容有:4.构建了包含C-O伸缩振动的CO-N_2分子间的五维势能面,在此基础之上计算了这个体系的振转光谱,得到体系的波函数,就该体系为什么拥有全局最小点的稳定结构进行说明。基于此势能面得到的振转能级和红外光谱与实验值相当吻合,这增强了我们对一些未能指认的光谱进行指认的信心,从而对实验上观测到但未指认的光谱谱线进行了说明。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
振转光谱论文参考文献
[1].白旭,韩超英,朱华.范德华复合物Kr-C_2H_2的势能面和振转光谱的理论研究[J].高等学校化学学报.2019
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