Введение к работе
Диссертационная работа посвящена теоретическому исследованию рентгеновских процессов в неоноподобных и аргоноподобных молекулах с водородными лигандами.
Для расчета использован одноцентровый метод (ОЦМ), основанный на решении связанных интегро-дифференциальных уравнений. Впервые в рамках ОЦМ получены самосогласованные волновые функции всех электронов для основного и возбужденных состояний молекул. Результаты проведенных расчетов сравнены, где это возможно, с результатами предьщущих реализаций ОЦ метода и широко известного метода МО ЛКАО. После такого тестирования полученные функции МО использованы для теоретического исследования одноэлектронных и многоэлектронных процессов в рентгеновской эмиссии неоноподобных и аргоноподобных молекул и в фотоионизации внешних оболочек этих молекул.
Актуальность темы.
Основная структура спектров рассматриваемых в работе молекул была исследована и раньше, но в последнее время с появлением новых источников возбуждения значительно улучшилось качество экспериментальных спектров, в которых кроме основных линий была обнаружена дополнительная тонкая структура. В области теории стало очевидным, что при интерпретации спектров требуется учет многоэлектронных эффектов. Для молекул исследование влияния многочастичных эффектов на рентгеновские спектры не является столь систематическим, как для атомов. Это в большей степени связано с отсутствием такого универсального метода расчета волновых функций одноэлектронных орбиталей, каким является метод Хартри-Фока (ХФ) для атомов.
В связи с этим представляется актуальным развитие методов расчета МО, ориентированных на учет многочастичных эффектов. Решению такой задачи и посвящена данная работа, в которой получил дальнейшее развитие одноцентровый метод расчета МО, основанный на самосогласованном решении системы связанных дифференциальных уравнений (СДУ).
Основная научная задача и цель работы
Разработка самосогласованного варианта одноцентрового метода связанных дифференциальных уравнений, ориентированного на учет многоэлектронных эффектов.
Систематическое исследование влияния релаксационных процессов на рентгеновскую Ка-эмнссию неоноподобных и Кр -эмиссию аргоноподобных молекул.
Исследование влияния внутриоболочечных корреляций и межоболочечньк корреляций электронов на фотопоглощение валентных и субвалентных оболочек неоноподобных и аргоноподобных молекул.
Объект исследования
В качестве объекта теоретического исследования взяты неоноподобные и ар-гоноподобные молекулы с водородным окружением. Спектры этих молекул хорошо изучены экспериментально. Основная структура эмиссионных спектров и большинства спектров поглощения этих молекул была объяснена в рамках одно-электронного приближения, однако описание дополнительной тонкой структуры требует учета многоэлектронных эффектов. Неоноподобные и аргоноподобные молекулы представляют особый интерес для исследования коллективного движения электронов, поскольку их электронные оболочки в значительной мере сохраняют атомоподобный вид. Этот факт позволяет обобщить хорошо развитую многоэлектронную теорию атома на указанные многоцентровые системы.
Научная новизна основных выводов и результатов диссертации определяется тем, что
впервые реализован самосогласованный вариант одноцентрового метода связанных дифференциальных уравнений, позволяющий учитывать многоэлектронные эффекты в рентгеновских спектрах гидридных молекул;
впервые с использованием МО, полученных в самосогласованном поле, рассчитаны Ка -спектры неоноподобных и Кр-спектры аргоноподобных молекул;
впервые исследовано влияние многоканальное одноцентровых волновых функций на вероятности кратной ионизации валентных np-оболочек в гидрид-ных молекулах;
впервые многоканальные МО, полученные решением связанных дифференциальных уравнений одноцентрового метода, использованы для расчета парциальных и полных сечений ионизации валентных и субвалентных оболочек гидрид-ных молекул. Для низкосимметричных неоноподобных и аргоноподобных молекул с водородным окружением впервые рассчитаны парциальные и полные сечения фотоионизации внешних оболочек.
Научная и практическая ценность
результатов данного исследования заключается в следующем:
разработан метод самосогласованного расчета МО на основе численного решения системы интегро-дифференциальных уравнений одноцентрового метода; его реализация позволила автору решить задачи, поставленные в данной работе;
исследована роль учета монопольной перестройки электронных оболочек при расчете эмиссионных К спектров молекул HF и НС1;
исследована роль сателлитов кратной ионизации в эмиссионных спектрах гид-
ридных молекул;
улучшено понимание процесса К<,-змиссии неоноподобных и Кр-эмиссии аргоноподобных молекул;
исследовано влияние внутриоболочечных и межоболочечных корреляций на фотопоглощение валентных и субвалентных оболочек неоноподобных и аргоноподобных молекул.
Основные научные положения, выносимые на зашиту:
1. Разработан метод самосогласованного расчета волновых функций и энергий молекул в основном и возбужденных состояниях, основанный на оболочечной модели; при этом волновая функция каждой молекулярной орбитали представлена в виде одноцентрового разложения, члены которого находятся решением системы
связанных интегро-дифференциалышх уравнений. Такое представление МО приспособлено к решению спектральных задач и обеспечивает достаточную точность расчета.
-
В результате расчетов тонкой структуры эмиссионных спектров внутренних оболочек неоноподобных и аргоноподобных молекул с водородньши лигандами установлено, что эффект монопольной перестройки электронных оболочек, который приводит к кратной ионизации, и эффект движения протонов окружения сравнимы по величине и формируют сателлитную структуру спектров, интенсивность которой достигает 30 % от основного излучения.
-
Фотоионизация внешних оболочек исследуемых молекул в области порога ионизации определяется интерференцией нескольких каналов. При фотоионизации субвалентной оболочки интерференция канала кратной фотоионизации с каналом ионизации наружной валентной оболочки качественно изменяет форму спектров фо-тоионизации, соответствующих заселению основного и сателлитных уровней конечного состояния.
Личный вклад автора
Лично автором под руководством доц. Б.М. Лагутина и проф. В.Л. Сухоруко-ва выполнены все конкретные расчеты, которые содержатся в диссертации. Постановка и решение задачи, которая легла в основу третьего положения, вьшосимого на защиту, обсуждены с доц. Лаврентьевым СВ.
В диссертации использованы следующие программы, написанные сотрудниками кафедры физики РГУПСа:
программа расчета МО одноцентровым методом связанных дифференциальных уравнений (Лагутин Б.М.)
программы расчета радиальных частей АО остова и электрона в непрерывном спектре ( Сухорукое В.Л. и Байрачный Ю.И.)
программа расчета коэффициентов Фракка-Кондона и энергий колебательных уровней (Явна В.А.)
- программа расчета сечений фотоионизации внешних оболочек гидридных молекул с учетом межоболочечных корреляций (Лаврентьев СВ.).
Апробация работы.
Основные результаты, полученные в данной работе, доложены и обсуждены
на следующих конференциях, совещаниях и конгрессах:
-
VI-ом Всесоюзном симпозиуме "Вторично-электронная, фотоэлектронная эмиссия и спектроскопия" ( Рязань, 1986г.)
-
14-ых чтениях по физике Северо-Кавказского научного центра высшей школы (Нальчик, 1986 г.)
-
ХХ-ой Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике (Киев, 1987г.)
-
VI-ом Всесоюзном совещании по изучению структуры молекул в газовой фазе (Иваново, 1987 г.)
-
14-ой Международной конференции по рентгеновским и внутриоболочечным процессам (Париж, 1987г.)
-
ІХ-ом Всесоюзном совещании "Физические и математические методы координационной химии" (Новосибирск, 1988г.)
-
XV-ом Всесоюзном совещании по рентгеновской и электронной спектроскопии (Ленинград, 1988г.)
Структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав и заключения, содержащего краткую сводку основных результатов работы. Работа изложена на 121 страішце машинописного текста, включая 34 рисунка, 27 таблиц и библиографию из 65 наименований.
Похожие диссертации на Теоретическое исследование рентгеновских процессов в неоноподобных и аргоноподобных молекулах
