12C16O精确的半经验势能面、振转光谱及温度压强效应研究

摘要：

伴随高超音速飞行器、无接触诊断等技术的快速发展,更多分子谱带被激发,对高温高压下的振转光谱数据需求急剧增加,加之高灵敏、高分辨激光光腔衰荡(CRDS)、可调谐半导体激光吸收(TDLAS)等光谱技术的快速进步,相应分子的振转光谱研究被进一步推进.CO作为高温燃烧的重要产物,对其研究首当其冲.首先利用实验决定的(ν＜41)12C16O基态Dunham参数,通过Rydberg-Klein-Rees(RKR)方法,反演出分子平衡核间距附近的局域离散势能点;接着将其拟合到十多个常见的解析势能函数(PEF),发现SPF和Morse函数具有较好的拟合精度,但在长程上依然不符合物理要求;在此基础上结合实验获得的解离能对长程进行校正,构建了一个全新的、半经验、全局、解析势函数Revised-Morse,并通过多参考组态相互作用理论(MRCI)确认了其合理性,该函数既能精确再现低振动态能级,也能合理预测未知高振动态能级,且具有精确的解离极限.接着通过multireference averaged coupled-pair functional(ACPF)理论方法结合差分技术,得到了三种电场下12C16O基态(ν＜63)的偶极矩面(DMs).基于构建的Revised-Morse势函数和DMs,通过求解一维薛定谔方程得到了直到解离极限的振转能级,计算结果与文献值十分吻合,表明Revised-Morse函数是十分可靠的.基于此得到了常温下所有的跃迁谱线位置,ν＜63时的爱因斯坦系数、谱线强度等光谱数据,计算值与HITRAN数据库中的结果几乎完全一致,同时振动跃迁偶极矩、辐射寿命、离心畸变等光谱常数也被一并获取.该研究不仅完美再现了已知谱带,还预期了几十万条新的跃迁谱线,一些新的光谱参数也被报道,可为光谱探测提供参考.为建立基于12C16O的测温模型,继续考察了温度直到9 000 K的配分函数,模拟了不同温度下的振转光谱,以20 000 cm-1(对数坐标)以下和ν0-1带(线性坐标)的线状谱图为示例说明了谱线随温度的变化情况,并提出了几种可能的测温方案线索.最后考察了压强对振转谱线的影响.

关键词：12C16O、RKR、半经验全局解析势函数、偶极矩面、振转光谱、温度效应、压强效应

所属期刊栏目：43

分类号：O561.3(分子物理学、原子物理学)

资助基金：国家自然科学基金;重庆市自然科学基金;重庆市自然科学基金

在线出版日期：2023-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3380-3388