镱原子超精细诱导5d6s^(3)D_(1,3)→6s^(2)^(1)S_(0)E2跃迁及超精细常数的精确计算

在镱原子中,利用5d6s^(3)D_(1)→6s^(2)^(1)S_(0)跃迁探索宇称破缺效应已经得到了深入的研究.但是5d6s^(3)D_(1)态与基态6s^(2)^(1)S_(0)之间的M1跃迁和超精细诱导E2跃迁很大程度上影响了宇称破缺信号的探测.因此,很有必要精确计算5d6s^(3)D_(1)态与基态6s^(2)^(1)S_(0)之间的M1跃迁和超精细诱导E2跃迁的跃迁概率.本文利用多组态Dirac-Hartree-Fock理论精确计算了5d6s^(3)D_(1)→6s^(2)^(1)S_(0) M1跃迁和超精细诱导5d6s^(3)D_(1),3→6s^(2)^(1)S_(0) E2跃迁的跃迁概率.计算时详细分析了电子关联效应对跃迁概率的影响.此外,还分析了不同微扰态和不同超精细相互作用对跃迁概率的影响.本文计算的^(3)D_(1,2,3)和^(1)D_(2)态的超精细常数与实验测量结果符合得很好,从而证明了本文所用计算模型的合理性.结合实验测量的超精细常数和本文理论计算所得的核外电子在原子核处的电场梯度,重新评估了^(173)Yb原子核电四极矩Q=2.89(5)b,评估结果与目前被推荐的结果符合得很好.

原子兰姆位移与超精细结构中的核结构效应

精密原子光谱实验和理论在测量基本物理常数和检验量子电动力学理论中起着关键作用,同时为研究原子核内部结构和发展高精度核结构理论提供重要观测平台.许多原子光谱实验中,核结构效应如电荷分布、磁矩分布和核极化度已被精确测定,大大提高了核结构检测的精度.本文系统论述了关于轻质量电子原子与缪子原子兰姆位移和超精细结构中的双光子交换效应的理论框架与研究发展.着重介绍了先进的核力模型和核结构第一性原理计算方法在上述问题中的应用.轻质量原子中双光子交换效应的理论研究对于从原子光谱测量中确定核电荷半径和Zemach半径具有重要作用.这些研究结果不仅能加深对原子核内部结构以及核子-核子相互作用的理解,还为未来实验提供重要的理论指导,推进对质子半径难题以及其他轻核半径测量问题的理解.

氢分子离子超精细结构理论综述

通过氢分子离子振转光谱的高精度实验测量和理论计算,可以精确确定基本物理常数,如质子-电子质量比、氘核-电子质量比、里德伯常数、以及质子和氘核的电荷半径.氢分子离子光谱包含丰富的超精细结构,为了从光谱中提取物理信息,我们不仅需要研究振转光谱跃迁理论,还需要研究超精细结构理论.本文回顾了氢分子离子精密光谱的实验和理论研究历程,着重介绍了氢分子离子超精细结构的研究历史和现状.在20世纪的下半叶就有了关于氢分子离子超精细劈裂的领头项Breit-Pauli哈密顿量的理论.随着21世纪初非相对论量子电动力学(NRQED)的发展,氢分子离子超精细结构的高阶修正理论也得到了系统的发展,并于最近应用到H_(2)^(+)和HD^(+)体系中,其中包括mα^(7) ln(α)阶量子电动力学(QED)修正.对于H_(2)^(+),超精细结构理论计算经过数十年的发展,可以与20世纪的相应实验测量符合.对于HD^(+),最近发现超精细劈裂实验测量和理论计算存在一定的偏差,且无法用mα^(7)阶非对数项的理论误差来解释.理解这种偏差一方面需要更多的实验来相互检验,另一方面对理论也需要进行独立验证并发展mα^(7)阶非对数项理论以进一步减小理论误差.

BrF分子电磁偶极跃迁转动超精细微波谱模拟

本文推导了BrF振动基态(X^(1)Σ,v=0)下J=1←0的转动超精细光谱的跃迁偶极矩,总结了跃迁选择定则为:△J=±1;△F_(1)=0,±1和△F=0,±1;而且,当△F_(1)=△F时谱线强度很强,反之很弱.当能级之间存在微扰相互作用时,某些谱线由电偶极和核磁偶极跃迁共同产生,然而磁偶极仅仅贡献大约十亿分之一的光谱强度.计算所得光谱线宽和相对强度与实验结果一致.同时,在|JI_(1)F_(1)I_(2)F>基矢下对Hamilton量矩阵对角化确定了转动超精细光谱的位置,与实验误差小于1/50谱线宽度(<10-8).最后模拟了微波转动超精细光谱,所得结果有助于超精细分子光谱实验和其他相关应用研究.

类铝离子钟跃迁能级的超精细结构常数和朗德g因子

本文利用多组态Dirac-Hartree-Fock方法计算了类铝等电子序列从Si^(+)到Kr^(23+)离子基组态3s^(2)3p^(2)P_(1/2,3/2)能级的超精细结构常数和朗德g因子.通过系统评估电子关联效应对Si^(+)和Co^(14+)离子中所关心原子参数的影响,尤其是与内壳层电子相关的关联效应,构建了可靠精确的计算模型,除Si^(+)离子外,超精细结构常数和g因子的计算误差分别控制在1%左右和10^(-5)的量级.此外,进一步分析了超精细结构常数中电子部分矩阵元和g因子随原子序数Z的变化规律,并拟合了这些物理量与Z的定量依赖关系,利用拟合公式可以快速计算类铝离子在14≤Z≤54区间内任意同位素的超精细结构常数和g因子.

^(141)Pr^+581.69nm谱线超精细结构光谱研究

利用共线快离子束 激光光谱学方法测量了正一价镨离子波长 5 81.6 9nm谱线的超精细结构光谱 ,得到了超精细相互作用常数 ;与已发表的数据比较 ,在测量误差范围内一致 。

^(143,145)Nd^+4f^45d^6K_(9/2)→(23229.991)_(9/2)~o跃迁超精细结构光谱

利用共线快离子束 激光光谱学方法测量了1 4 3 ,1 4 5Nd+6K9/ 2 → (2 32 2 9.991 ) o9/ 2 跃迁的超精细结构光谱 ,得到了上、下能级的超精细相互作用常数 .

新型高强高韧钢G99的超精细场研究

用Mossbauer谱学对新型高强高韧钢G99在不同温度回火后的超精细场变化进行了研究．用透射电镜和电子衍射分析了合金碳化物的析出．结果表明，G99钢中超精细场分布、碳化物和奥氏体量都随着回火温度的升高而变化主要是由于在回火过程中回火马氏体内Fe－Co，Fe-Ni近邻增多，Fe－Cr,Fe－Mo近邻减少，渗碳体的溶解与合金碳化物的析出以及残余奥氏体转变与逆转奥氏体的产生所致．合金碳化物的弥散析出和少量逆转奥氏体的产生以及Co，Ni原子在回火马氏体中的均匀分布是G99钢具有优良的强韧性配合的重要因素．

Fe掺杂SnO_2稀磁半导体超精细场的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论线性缀加平面波方法的WIEN2k程序,计算Fe掺杂SnO2稀磁半导体的电子结构和磁性,计算中性电荷态Fe0和电荷受主态Fe1-或Fe2-。结果表明,Fe掺杂SnO2的基态都是铁磁态,O空位更容易出现在Fe原子周围。中性电荷态Fe0磁矩较小,Fe1-或Fe2-态磁矩变大,并且计算的磁超精细场和磁矩与穆斯堡尔谱测量结果相符合。电子结构分析表明,掺杂Fe-3d轨道与氧八面体O-2p轨道相互作用,造成3d轨道能级分裂。不同电荷态下,能级分裂的程度不同,从而影响电子填充3d轨道的模式。3d轨道中未成对电子数增加,处于高自旋态的Fe原子是产生巨磁矩的原因。

激光熔覆Fe-Si涂层的超精细结构

以激光熔覆法在低硅钢表面制备出高硅含量的Fe-Si涂层.用扫描电镜、透射电镜、M(?)ssbauer谱、X射线衍射等方法研究了硅钢基体和熔覆涂层的微观组织和室温超精细结构及其变化,结果表明,涂层与基体结合良好,自结合界面起至熔覆涂层表面的显微组织依次为平面晶、柱状树枝晶和细小树枝晶组织;熔覆涂层中存在6种可区别的Fe原子组态;涂层中含Si主要相为α-Fe类型相,以无序固溶体形式存在,其相对含量占69.6%(体积分数);α-Fe类型相中随Fe原子近邻Si原子数的增加,同质异能移位值增大,超精细磁场值减小.

电场引起的铷原子基态超精细现象

在铷泡光磁双共振实验中,当微波场很强时,光检测到在原来的七条共振峰间,有新的蜂出现,在场引起新电四极矩假设下。

基态原子与理想金属Au表面间的范德瓦尔斯作用及超精细能级C_3的估算

研究了基态碱金属原子与理想金属Au表面间的范德瓦尔斯(vdW)作用.通过分析电四极跃迁对vdW的贡献,构建了计算碱金属原子的超精细能级与理想金属表面间vdW作用系数C3的理论模型.以85 Rb、133Cs为例,计算了其基态原子超精细能级的C3系数.其中85 Rb:52S1/2(F=2)及52S1/2(F=3)对应的C3系数分别为:2.2409 KHzμm3及2.2425 KHzμm3;133 Cs:62S1/2(F=3)及62S1/2(F=4)分别对应2.4480KHzμm3及2.4538KHzμm3.研究还发现随着F的增大,C3增大,z(原子与金属表面之间的距离)不变时,原子与理想金属表面间vdW作用增强.这一研究在实现原子囚禁及介质表面量子反射等方面有一定的意义.

γ’-Fe_4N磁粉的超精细结构及结构转变

以铁粉氮化法制备γ’－Ｆｅ４Ｎ磁粉，用 Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱学配合 Ｘ射线衍射方法研究了γ’－Ｆｅ４Ｎ的超精细结构及其变化．结果表明：γ’－Ｆｅ４Ｎ中存在着三种可区别的 Ｆｅ原子组态。球磨及真空退火处理 γ’－Ｆ６４Ｎ和α－Ｆｅ混合粉末，可生成含α”－Ｆｅ１６Ｎ２的复合氮化铁磁粉．

超精细纳米结构加工技术

利用高能会聚电子束的辐照损伤能力,在300 kV高分辨透射电镜中成功加工出小于5 nm的超精细纳米结构。加工精度在特征尺寸和空间位置上可同时达到一个纳米。加工的纳米结构具有原子尺度的边界,并可以通过高分辨像直接监视纳米结构的形成过程。这种技术可以广泛应用于各种无机材料,尤其适用于无机化合物。结合自动控制,这种技术可以用于加工任意复杂的二维纳米结构。

超精细能级中^(85)Rb激发态(|5~2P_(1/2)F>、|5~2P_(3/2)F>)原子与理想金属表面间范德瓦尔斯作用系数C_3的估算

利用碱金属原子与理想金属表面间范德瓦尔斯(vdW)作用势和不可约张量方法,首次计算了85 Rb激发态52P1/2(F=2,3)及52P3/2(F=1,2,3,4)原子超精细结构的C3系数.数值分别对应为:4.0542 KHzμm3、4.0553 KHzμm3及4.3012 KHzμm3、4.3312 KHzμm3、4.3369 KHzμm3、4.3104 KHzμm3.为了说明其结果的准确性,还与其他作者的理论数据和相关实验数据进行了比较,结果表明本文所得到的85 Rb激发态52P1/2(F=2,3)及52P3/2(F=1,2,3,4)原子的C3数值是可靠的.

丁烯和丁烷自由基阳离子的分子结构和超精细结构的理论研究

用密度函数理论B3LYP方法和 6 31G(d ,p) ,6 311G(d ,p)及 6 311+G(d ,p)基组 ,分别对 1 C4 H+ 8,2 C4 H+ 8和C4 H+ 10 进行了构型优化和频率分析计算 .预言 1 C4 H+ 8具有非平面构型 ,与以往报道的从头算和密度函数理论计算结果不同 .在各自由基阳离子的B3LYP构型上 ,进行了B3LYP、MP2及MRSDCI方法的超精细偶合常数计算 ,得到了比以往更好的结果 ,特别是MP2 / /B3LYP计算值是至今与实验值符合得最好的理论计算结果 .

非晶Fe_(78)Si_9B_(13)合金磁致低温纳米晶化的超精细结构研究

用低频脉冲磁场处理了非晶Fe78Si9B13合金,以红外非接触测温仪测量处理过程的温升,用Mssbauer谱、XRD和TEM等手段观察样品的超精细结构变化。结果表明,脉冲磁场处理过程中,非晶Fe78Si9B13合金发生了低温纳米晶化,试样温升均<7℃,晶化析出相仅为α-Fe(Si),晶粒尺寸约为10nm,析出量为2.428%～6.992%,所形成的非晶-纳米晶双相合金的平均超精细磁场较原始非晶发生了明显变化,其单峰向低位场移动,在高位场又有出现另一单峰的迹象,脉冲处理参数不同,各峰出现的位置不同。

铍原子的能级和超精细结构的研究

采用多组态相互作用方法及Rayleigh Ritz变分法 ,并考虑相对论修正、质量极化效应等 ,获得了铍原子低激发态 1s2 2s2p3 Po和 1s2 2p2 3 P高精度的相对论能量 .同时还计算了铍原子超精细结构常数 ,与其他理论和实验结果符合得很好 .

氮氧自由基的研究(Ⅴ)——哌啶类氮氧自由基4-位取代基对ESR超精细分裂的影响

本文合成了六个4-位具有不同取代基(O,OH,Cl,Br,I,H)的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基,在正己烷及乙二醇中分别测定了它们的ESR各向同性hfs常数a_(N),发现在这两种溶剂中,a_(N)均与取代基原子的电负性线性相关,但直线的斜率不同。EHMO计算对实验结果作出了满意的解释。

星际型CH_3CN－H_2含超精细能级的碰撞跃迁速率系数的理论计算

利用ＩＯＳ近似模型，计算了星际分子云条件下Ｅ型ＣＨ３ＣＮ－Ｈ２含超精细能级的的碰撞跃迁速率系数。其温度范围是２０Ｋ－１４０Ｋ。为研究分子云与恒星形成区的物理、化学性质提供了大量有用的基础分子数据。