类铷等电子序列双电子复合过程的理论研究

基于全相对论组态相互作用理论的(FAC程序包,详细计算了类铷等电子序列离子双激发态(4s~24p~64d~1)-1nln'l'n=4,5,6,n',≤23,l'≤12)7个离子(Sb~(14+),Te~(15+),Xe~(17+),Tb~(28+),Hf~(35+),W~(37+),Au~(42+))的双电子复合(Dielectronic reombination DR)速率系数,并用能级到能级的方法外推到n'=1 000.分别研究了激发通道和辐射通道、共振稳态跃迁(RS)和非共振稳态跃迁以及辐射跃迁到可自电离态及随后的级联退激(,DAC)对DR速率系数的贡献,分析了各种效应随着原子序数(Z)的变化规律.研究表明RS+NRS随着Z的增大对速率系数的影响越来越大,而DAC的贡献随着Z的增大越来越小,对于Au~(42+)离子(Z=79),其贡献在,50 000 eV处最大,达到14.36%,仍不可忽略.最后,总结了这7个离子总的DR速率系数的规律.为了便于使用对7个离子总的DR速率系数进行了参数拟合,得到了适用于类铷等电子序列的适用于中高温区域的一个经验拟合公式.     

Gd~(19+)离子双电子复合速率系数的理论研究

基于全相对论组态相互作用理论,详细计算了类铑钆离子的双电子复合(DR)速率系数;研究分析了内壳层电子激发、辐射通道和级联退激对DR速率系数的影响,以及DR速率系数随高n电子轨道角动量的变化.结果表明,内壳层4p电子激发以及级联退激对DR速率系数的贡献不可忽略.对双电子复合、辐射复合以及三体复合速率系数做了比较,在温度大于1eV时,双电子复合速率系数都大于辐射复合和三体复合速率系数,相应的DR过程对于等离子体离化态分布和能级布居以及光谱模拟都极为重要.同时,对基态和第一激发态的DR速率系数进行了参数拟合.     

W~(36+)离子双电子复合的理论研究

基于全相对论组态相互作用的FAC程序包研究了类锶W36+离子的DR过程。这是对复杂结构基组态为[Zn]4p64d2离子首次采用详细的从能级到能级的从头计算。考察了不同通道对DR速率系数的影响,详细计算了[Zn]4p54d3nln’l’和[Zn]4p64d1nln’l’(n=4,5,6, n’24, l’12)所有内壳层激发的所有能级的DR速率系数。计算中特别关注了辐射跃迁到可自电离态及可能的级联退激(DAC)的贡献,并考虑了非共振稳态和共振稳态跃迁(NRS+RS)对DR速率系数的影响。结果发现随着温度的增大,DAC效应的贡献越来越重要,在650eV处DAC效应的贡献为11.67%,并且考虑DAC效应的DR速率系数的计算值与考虑RS+NRS效应的计算值相差4.53%。在50000eV处,DAC效应的贡献达到最大为19.34%,与RS+NRS效应的计算值相差5.03%。     

Au离子双电子复合速率系数的理论研究

利用全相对论组态相互作用理论方法,研究了Au33+离子由基态俘获一个电子形成双激发态(3d104s24p64d10)-1nln'l'(n=4~6,n'=4~15)的双电子复合(DR)过程。分析考虑了双激发态j=4d94f15p级联辐射退激到末态f=4d94fn'l'(n'=9,12.l'=0,2),可知DAC效应对DR速率系数有不可忽略的影响。研究分析了4d电子激发到不同壳层的DR速率系数以及在综合了分析得到对Au33+离子DR过程有明显贡献的各种因素后,进一步得到了总DR速率系数。     

W~(40+)离子双电子复合速率系数的理论研究

利用基于全相对论组态相互作用理论的FAC程序包,详细研究了类硒W40+离子从基组态3s23p63d104s24p4俘获一个电子形成双激发态(3s23p63d104s24p4)-1 nln′l′(n=4~6,n′=4~100)的双电子复合(DR)过程.通过对不同壳层电子激发的DR速率系数的比较,得到了主要的电子激发DR通道,并且发现由4p电子激发的DR速率系数对总DR速率系数有重要贡献.在1~5×104 eV温度范围内,计算得到了n′=4~16的DR速率系数,并外推到n′=100,进而得到总DR速率系数.给出了Δn=0,1,2三类芯激发对总DR速率系数的贡献,发现对总DR速率系数的主要贡献来自于Δn=0,1的芯激发.对总DR速率系数和辐射复合(RR)以及三体复合(TBR)速率系数进行了比较,发现DR速率系数在研究的温度范围内远大于TBR和RR速率系数.为了方便应用,对总DR速率系数进行了参数拟合.     

I~(51+)离子的KLn双电子复合过程研究

使用相对论组态相互作用方法计算类氦I离子的KLn双电子共振强度、速率系数.双电子复合共振强度随着n的增加迅速降低.对于同一个双激发态,通过内壳层衰退的双电子复合共振强度和速率系数高于通过外壳层衰退的双电子复合共振强度和速率系数.通过内壳层2p电子辐射衰退的通道1s2pnl-1s2nl是最主要的KLn双电子复合辐射衰退通道.1s2pnl-1s2nl辐射衰退通道中对双电子复合速率系数贡献最大的是1s2p2-1s22p辐射衰退通道.1s2p2-1s22p辐射衰退通道的双电子复合速率系数占1s2pnl-1s2nl辐射通道速率系数的70%.     

类氢硅离子双电子复合的理论研究

基于准相对论多组态Hartree Fock理论和Cowan程序包(RCN34/RCN2/RCG9),计算了类氢硅离子双电子复合速率系数,讨论了双激发自电离态电子的轨道角动量、电子温度、双电子复合过程的末态选择等对类氢硅离子双电子复合速率系数的影响.计算结果表明:在研究的电子温度范围内,复合通道为2pnp→2pn′l′的复合占优势,在电子温度Te=0 07keV时,总复合系数达到共振峰αDR=1 41×10-11cm3·s-1.     

Sn5＋离子双电子复合速率系数

利用基于全相对论组态相互作用理论的Flexible Atomic Code （FAC）程序包,详细研究了Sn5离子的双电子复合（DR）过程.通过比较不同壳层电子激发的DR速率系数,得知4d,4p壳层电子激发是主要的DR通道.计算得到了俘获电子至不同壳层n的总DR速率系数,并外推到了n=100.     

类氖氙离子基态的双电子复合过程研究

使用相对论组态相互作用方法计算了电子温度在0.01EI≤kTe≤10EI(EI=3332eV,是类钠Xe43+离子的第一电离能)范围内基态类氖Xe44+离子的双电子复合(DR)速率系数。对类氖Xe44+离子基态DR过程贡献最大的是(2s2p)73ln′l′双激发自电离组态,对总DR速率系数的贡献略大于90％,其中最主要的贡献来自(2s2p)73l3l′,(2s2p)73l4l′组态,占总速率系数的70％以上。对于通过(2s2p)73ln′l′类钠氙离子双激发自电离组态的双电子复合过程,l′>8的贡献可以忽略,n′>12的贡献满足n′-3组态-组态外推法则。     

类氖W64+离子基态双电子复合过程的细致能级计算

本文使用相对论组态相互作用方法计算了0.1E₁≤kT_e≤10E₁（E₁是类钠钨离子的第一电离能E₁=7129.5 eV）温度范围内类氖W⁶⁴⁺离子基态双电子复合（DR）速率系数.类氖W⁶⁴⁺离子基态DR过程需要考虑（2s2p）⁷3ln′l′,（2s2p）⁷4l4l′以及（2s2p）⁷4l5l′双激发自电离组态.对于（2s2p）⁷3ln′l′双激发自电离组态,轨道角量子数l′>8的（2s2p）⁷3ln′l′组态对双电子复合速率系数的贡献可以忽略不计;（2s2p）⁷3ln′l′组态双电子激发自电离态的高里德堡态对双电子复合速率系数的贡献满足n′^-3组态-组态外推法.对细致计算得到的类氖W⁶⁴离子基态DR总速率系数进行了拟合,得到W⁶⁴⁺离子基态在0.1E₁≤kT_e≤10E₁温度范围内的总DR速率系数随电子温度变化的经验公式.     

高离化类锂离子（Z=72～75）的态—态双电子复合

基于相对论多组态ＨＦ程序，采用畸变波理论和独立共振近似，计算了０．１～９．０ｋｅＶ温度范围的类锂高电荷离子Ｈｆ＾６９＋，Ｔａ＾７０＋，Ｗ＾７１＋和Ｒｅ＾７２＋对应于原子实△ｎ＝０，１激发的态－态双电子复合速率系数，讨论了复合速率系数随电子温度，原子序数，复合类型以及双激光发态中俘获电子的主量子数的变化关系，计算结果表明，不同复合通道的速率系数存在的很大差异，由此提出了通过双电子复合过程来实现高电荷     

类钯Xe8+离子DR速率系数的理论计算

详细研究了温度在0.1～1650eV范围内类钯Xe8+离子的DR过程.详细计算了4d、4p和4s壳层电子激发到4f和5l壳层的DR速率系数,通过比较4d、4p和4s壳层电子激发的DR速率系数,发现在中低温时,4d电子激发的DR速率数最大,在高温时,内壳层4p和4s电子激发对总DR速率系数有重要的贡献.     

CaⅨ-LuLⅩ(20≤Z≤71)离子3s21S0-3s3p1P1的共振跃迁

在对CaⅨ-LuLⅩ(20≤Z≤71)离子3s3p1P1能级结构的多组态相互作用理论HFR方法计算的基础上,分析了各种效应对等电子序列离子能级结构的影响,找出了能级沿等电子序列变化的规律性.预测计算了CaⅨ-LuLⅩ(20≤Z ≤71)离子3s3p 1p1的组态能级,进一步计算了CaⅨ-LuLⅩ(20≤Z≤71)离子3s21S0-3s3p 1p1的共振跃迁谱线波长、振子强度和跃迁概率,其中GaⅩⅩ,AsⅩⅩⅡ,TcⅩⅩⅩⅡ,PdⅩⅩⅩⅤ,TeⅩLⅠ和XeⅩLⅢ离子的3s21S0-3s3p1P1的共振跃迁谱线波长等有关数据为本文内插计算值,而BaⅩLⅤ-Lu LⅩ的所有结果纯属本文外推预测计算结果.     

CaⅨ-LuLX（20≤Z≤71）离子3s^21S0-3s3p^1P1的共振跃迁

在对CaⅨ-LuLX(20≤Z≤71)离子3s3p^1P1能级结构的多组态相互作用理论HFR方法计算的基础上，分析了各种效应对等电子序列离子能级结构的影响，找出了能级沿等电子序列变化的规律性，预测计算了CaⅨ-LuLX(20≤Z≤71)离子3s3p^1P1的组态能级，进一步计算了CaⅨ-LuLX(20≤Z≤71)离子3s^2 1S0-3s3p^1P1的共振跃迁谱线波长、振子强度和跃迁概率，其中GaXX，AsXXⅡ，TcXXXⅡ，PdXXXV，TeXLⅠ和XeXLⅢ离子的3s^2 1So-3s3p^1p1的共振跃迁谱线波长等有关数据为本文内插计算值，而BaXLV-LuLX的所有结果纯属本文外推预测计算结果。     

类氦钨离子KLL双电子复合过程的理论研究

利用基于多组态Driac-Fock(MCDF)理论方法发展的程序包GRASP及FAC程序包,详细计算了共振双激发态1s2l2l′的共振能量、自电离速率、辐射速率及双电子复合截面.重点讨论了Breit相互作用对类氦钨离子双电子复合截面的影响.     

类氖和类钠钨离子LMM双电子复合过程的研究

基于相对论组态相互作用理论方法,系统研究了类氖和类钠钨离子的LMM双电子复合过程(DR).考虑了电子关联效应、Breit相互作用、QED等效应,计算给出了LMM-DR过程相关的W63+,W62+离子单、双激发态的能级和相关的辐射、Auger几率,以及DR过程的强度和截面.基于理论计算,对Tokyo-EBIT实验测得的1.0~5.0keV能区的X射线谱进行了模拟和分析,理论计算很好地模拟并标识出了实验谱中来自W64+和W63+离子的共振峰.     

内壳层电子电离对NaⅨ电子碰撞电离截面和速率系数的影响

在库仑-玻恩交换近似及我们改进的屏蔽常数定义和算法的Z-标度类氢模型下,计算了NaⅨ被电子碰撞的共振电离截面和速率系数.研究了内壳层电子电离对截面和速率系数的影响.     

Ti~(21+)和Ti~(20+)离子双电子复合过程的理论研究

利用多组态Dirac-Fock(MCDF)方法和密度矩阵理论,系统计算了类氢Ti~(21+)(1s)和类氦Ti~(20+)(1s~2)离子KLL双电子复合过程中所有共振双激发态的能级、辐射和Auger跃迁的几率,以及双电子伴线的强度、角分布和极化度.研究了Breit相互作用对Auger几率、双电子伴线强度和辐射X射线极化度的影响.计算结果与已有文献和EBIT实验测量结果符合较好.     

类氟体系基态电离能关系的研究

在类氢离子能级相对论修正的基础上,依据屏蔽方法,给出了类氟体系基态电离能的一种表达式.依据原子序数9至20的元素类氟体系基态电离能的实验数据,使用Microcal Origin软件拟合出类氟体系非电离电子平均屏蔽系数与原子序数的函数关系,总结出类氟体系基态电离能遵从的关系式并进行了验证.推算了原子序数21至40的元素类氟离子的基态电离能.     

InVO4电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛涵理论的全势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法计算光催化材料InVO4的电子结构和光学常数.电子结构计算表明:InVO4价带顶由O-2p、V-3d和In-3d轨道电子杂化构成,导带底则是V-3d和In-5s空轨道组成的杂化带.光学常数计算表明:光吸收强度曲线在4.2 eV处的突出峰源于价带顶的O-2p电子向导带底V-dz2和V-dxy轨道的跃迁,4.6～7.9 eV范围内的吸收峰则对应于价带顶的O-2p电子向导带底杂化带的跃迁;而高能区的光吸收是材料深能级电子跃迁的贡献.折射系数计算结果显示InVO4为各向异性材料;介电常数虚部和能量损失曲线则表明声子对光催化有重要影响.