溶液内における電子緩和とエネルギー散逸のダイナミックス

溶液中电子弛豫和能量耗散的动力学

基本信息

批准号：
02J01353
负责人：
井内哲
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、最初に水溶液中におけるNi^<2+>の電子状態を記述するモデルハミルトニアンを完成させた。このハミルトニアンは定量的に十分な精度を持つ上に、CRKモデルを通じて溶媒の分極揺らぎの効果も含んでいる。構築したハミルトニアンを用いてNi^<2+>水溶液の基底状態の分子動力学シミュレーションを行った。その結果を実験及び過去のシミュレーションと比較することで、モデルがNi^<2+>の水和構造等の基底状態の物性を精度良く再現することを確認した。次にシミュレーションから電子吸収スペクトルの計算を行った。得られたスペクトルは実験結果と良く一致しており、励起状態の記述の信頼性も十分であることが確かめられた。また遷移双極子のモデル化も行い、従来良く使われるコンドン近似がNi^<2+>水溶液の系でも適用できることを示した。さらに統計理論を適用することで、吸収スペクトルの線形がinhomogeneous broadeningで説明され、水のダイナミックスの影響はほとんどないことを示した。実際、電子吸収スペクトルの同位体効果はほとんど見られなかった。現在、以上の結果を論文としてまとめており、近日中に投稿を予定している。構築したハミルトニアンの更なる改良としてスピン軌道相互作用を導入した。したがってモデルハミルトニアンは(3d)^8の配置から生成される全電子状態を記述できる。また、モデルハミルトニアンを導入したシミュレーションは励起状態にもそのまま適用できるように開発されている。現在、励起状態のシミュレーションを用いて、光励起後の電子状態緩和のメカニズムを引き続き調べている。

今年，我们首先完成了一个模型的哈密顿型，该模型描述了水溶液中Ni^<2+>的电子状态。该哈密顿量具有足够的定量准确性，还包括通过CRK模型的溶剂极化波动的影响。使用构造的汉密尔顿溶液进行Ni^<2+>水溶液的基态分子动力学模拟。通过将结果与实验和过去的模拟进行比较，可以证实该模型可以准确地再现基态的物理特性，例如Ni^<2+>的水合结构。接下来，通过模拟计算电子吸收光谱。获得的光谱与实验结果非常吻合，并且已经证实，激发态的描述也足够可靠。也已经执行了过渡偶极模型，表明常规常用的condon近似可以应用于Ni^<2+>水溶液的系统。此外，应用统计理论表明，吸收光谱的线性是通过不均匀的拓宽来解释的，这表明水动力学几乎没有影响。实际上，电子吸收光谱几乎没有同位素作用。上述结果目前已汇编成纸张，计划很快提交。引入了旋转轨道相互作用，对构建的哈密顿量的进一步改进。因此，哈密顿模型可以描述（3D）^8配置产生的所有电子状态。此外，已经开发了包含模型哈密顿量的模型的模拟直接应用于激发态。目前，我们继续使用激发状态模拟后继续研究电子状态松弛的机制。