从头计算研究BP分子的势能曲线与光谱性质.pdfVIP

物理 学报 ActaPhys．Sin．Vo1．63，No．7(2014) 073302 从头计算研究BP分子的势能曲线和光谱性质冰 王文宝 )2) 于坤 )十 张晓美 ) 刘玉芳 ){ 1)(河南师范大学物理与电子工程学院，新乡 453007) 2)(兴义民族师范学院物理与工程技术学院，兴义 562400) (2013年l1月25日收到；2014年1月1日收到修改稿) 利用高精度 的量子化学从头计算MRCI+Q方法结合相关一致aug-cc—pVQZ基组计算了磷化硼分 子X0Ⅱ，0∑一， Ⅱ和 ∑一态 的势能曲线，计算所得 的电子态在大键长位置处收敛于同一个离解极限 B(P)+P(S)．为了得到更精确的结果，计算中首次纳入了旋轨耦合 (SOC)效应，使得BP分子的4个 A—S态分裂成为 15个Q态，其中0Ⅱ0+态被确定为基态．此外，SOC效应还使两个三重态X0Ⅱ和0∑一分裂出 的O+和 1态的势能曲线产生了避免交叉，表明在当前的计算中考虑SOC效应是非常必要的．利用LEVEL8．0 程序对计算所得的A—S态和 态的势能曲线进行拟合，得到了相应的光谱常数，通过与其他理论和实验工作 进行比较，可知我们的结果更加精确、完整，可 以为实验和理论方面进一步研究BP分子的光谱性质提供可靠 的参考． 关键词：BP分子，MRCI+Q，势能曲线 (PEC)，旋轨耦合(SOC) PACS：33．20．一t，31．15．Ar，33．20．Df DOI：10．7498／aps．63．073302 能．随后Linguerri等f0]在 2008年研究了一系列含 1 引 言 有硼和磷的小分子的电子态，这些小分子包括BP， Bp+，BP一 B2P2，B2P~-以及B2P+．他们利用从 ， 磷化硼分子作为IIIA族一VA族分子，有着许多 头算MRCI／AV6Z方法计算了BP分子基态以及几 独特的物理和化学性质，例如，磷化硼具有较好的 个低激发态的光谱常数． 透光性、内应力水平低、附着性好、热电转换性能 从以上的工作可以看出，Boldyrev和Gan[4,5】 差等特性，因而在耐火半导体材料和固体物理中 等的计算工作是基于单组态方法和较小的基组，对 有着广泛的应用，磷化硼 同时也是一种新型红外 相关能和激发态的描述精度较差．Linguerri等 6【】 光学材料，在光学领域有着极高的使用价值 【，引． 的计算结果精度较高，但是他们的研究仅仅局限 最早对BP分子进行研究的是Gingerich等 [3]1他 在 电子态的平衡位置 的电子结构，并没有给出离 们 只对BP基态的离解 能进行 了实验测定．后 解能和离解极限等重要结果．多参考组态相互作 来，Boldyrev和Simons[】利用从头计算在SCF／6— 用fMRCI)方法是精确的研究电子结构的重要的 31G ，MP2(ful1)／6—31G ，MP2(fu11)／6—311+G 方法，目前主要用来计算一些小分子体系的电子 级别确定了LiP，BeP，BP，NaP，MgP，A1P以及 结构，并且 已经有过很多的报道 [7-o】．本文的工作 SiP分子几个价态的平衡核间距R 以及它们的振 就是利用考虑 了Davison修正的多参考组态相互作 动常数 ．最近Gan等 5[】在也进行了从头计算的 用方法MRCI+Q对BP分子在全空间的电子结构 研究方法CCSD(T1和FCI方法对了BP分子进行 进行了研究．通过计算得到了BP分子的四个A—S 了研