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使用 LCAO 計算分子的游離率

我們把LCAO所造出來的波函數以分子中心為原點,在遠處以球諧函 數(Spherical Harmonics)Ylm展開求Cl係數:

8 以分子中心為原點展開電子的波函數

利用正交關係式(orthogonal relation)

'

遠了)將上述參數帶入(17)式,將(17)的Ψ帶入(19),這個式子可以使

σ 是antisymmetry spin wave function )]

) ( )

2(R E R

EH H+

2 ,因為H2游離後會變成H2+,而因為原子核比電子重 重,運動速度較慢,故在游離的瞬間分子鍵長R沒有改變。

10 H2與H2+的總能量E對R的示意圖 箭頭處為游離能

最後我們可以得到游離能Ip=0.65,k=1.14。

同樣的,取r=100,用(19)式計算的結果得到 C0=2.31

C2=0.16 C4=0.00

LCAO 得到的結果與 MO-ADK 做個比較:

Ip(A.U.) R(A.U.) C0 C2 C4

H2+(MO-ADK) 1.10 2.00 4.37 0.05 0.00 H2+(LCAO) 0.96 2.49 2.97 0.60 0.04 D2(MO-ADK) 0.57 1.40 2.51 0.06 0.00 H2(LCAO) 0.65 1.40 2.31 0.16 0.00

2 LCAO與MO-ADK所得到的Cl係數比較

若僅考慮Cl係數的差異,繪圖於下頁:

11 LCAO與MO-ADK的H2+遊離率比較 Mesh Calculation 參見[12]

12 LCAO與MO-ADK的H2遊離率比較

六 結論

MO-ADK使用多重散射法計算分子的Cl係數時,分子的游離能以

及分子鍵長需要由其他的方法給出,可以直接採用實驗的數據或是由 其他理論得來。而LCAO則可以一次給出分子的游離能,鍵長,以及 電子結構。由於游離能對游離率的影響在ADK理論中是次方以及指 數形式的,因此遠比Cl係數造成的影響來得大。

若不考慮游離能的差異,僅討論不同計算方法得出的Cl係數時(圖 11,12),我們會發現LCAO應用在H2分子的Cl計算上比H2+好上許多,

這是因為LCAO造出來的H2+分子離子的波函數在遠處與理論的徑向 波函數Rnl(r)該有的漸近形式並不符合,這個造出來的波函數在遠處 所看到的分子帶正電荷量還是1,而不是該有的 2。由於LCAO本來 是變分法(variation method)對能量的試驗函數(trial function),因此在 遠處電子密度影響能量不大的地方,就算不很準確也可以得到不錯的 系統的基態能量以及分子鍵長,故計算結果與多重散射法得到的有一 定程度的誤差並不讓人意外。

對H2分子的狀況來說,由於電子圍繞在質子四周的遮蔽效應,會 讓另一個電子在遠處認為核心只有帶一個正電荷,也就是與氫原子的 狀況類似,因此LCAO的結果就合理了許多。

由以上結果推測,若以LCAO來計算更複雜的雙原子分子之Cl係 數,應該也可以獲得不錯的結果。但對於分子離子則否。或者換句話 說,LCAO只能計算中性分子的第一游離率,但無法計算第二以上的 游離率。

也由於以上結果皆是ADK理論的延伸,故也有與ADK理論同樣的 缺點:只適用於弱電場F。在[4]的討論中,對於D2分子,MO-ADK在 0.01A.U.以下適用,以上則與實驗結果有一段差距。LCAO的桔果與 MO-ADK相近,故適用範圍也相近( < 0.01A.U. )。

參考文獻:

[1] M.V. Ammosov, N.B. Delone, and V.P. Krainov, Zh. Eksp.Teor. Fiz.

91, 2008 (1986) [Sov. Phys. JETP 64, 1191 (1986)].

[2] B.M. Smirnov and M.I. Chibisov, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 49, 841(1965) [Sov. Phys. JETP 22, 585 (1966)].

[3] A.M. Perelomov, V.S. Popov, and M.V. Terentev, Zh. Eksp.Teor. Fiz.

50, 1393 (1966) [Sov. Phys. JETP 23, 924 (1966)].

[4] X. M. Tong, Z. X. Zhao, and C. D. Lin, Phys. Rev. A 66,033402 (2002).

[5] J. Schwinger, Quantum Mechanics, Springer (2001).

[6] L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Quantum Mechanics, 3rd edition, Pergamon (1977).

[7] N.B. Delone, and V.P. Krainov, Multiphoton Processes in Atoms, Springer (1993).

[8]D. Dill and J.L. Dehmer, J. Chem. Phys. 61, 192 (1974).

[9] X. Chu and S.I. Chu, Phys. Rev. A 63, 013414 (2001).

[10] D. J. Griffith, Introduction to Quantum Mechanics, Prentice-Hall (1994).

[11] B. H. Bransden and C. J. Joachain, Physics of Atoms and Molecules, Longman (1983).

[12] M. I. Ivanov, J. Phys. B 34, 2447 (2001)

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