tóm tắt luận án xác định thế năng của phân tử nali ở trạng thái 21π dựa trên số liệu phổ đánh dấu phân cực

i
B GIÁO DC VÀ ÀO TO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH










NGUYỄN TIẾN DŨNG




XÁC ĐỊNH THẾ NĂNG CỦA PHÂN TỬ NaLi Ở TRẠNG THÁI 2
1
Π
ΠΠ
Π
DỰA TRÊN SỐ LIỆU PHỔ ĐÁNH DẤU PHÂN CỰC

Chuyên ngành: Quang học
Mã số: 62.44.01.09

TÓM TT LUN ÁN TIN SĨ VT LÝ












NGH
Ệ AN, NĂM 2014



ii




Công trình ưc hoàn thành ti: Khoa Vt lý và Cng ngh trưng i hc Vinh

Ngưi hưng dn khoa hc:
1. PGS.TS. inh Xuân Khoa
2. TS. Nguyn Huy Bng



Phn bin 1:


Phn bin 2:

Phn bin 3:



Lun án s ưc bo v trưc Hi ng chm lun án cp Trưng hp ti Trưng
i hc Vinh vào hi……… ….gi…………phút, ngày………tháng……….năm 2014

Có th tìm hiu lun án ti thư vin Quc gia và thư vin
Nguyn Thúc Hào trưng i hc Vinh



1

TỔNG QUAN

Trong lch s phát trin ca ph hc, có nhiu phương pháp xác nh
th năng phân t theo s liu ph thc nghim như phương pháp RKR da
trên lý thuyt chun c in, th năng ca phân t cũng có th ưc biu din
theo các hàm gii tích (th Morse, th Lennard-Jones, v.v). Hin nay, phương
pháp xác nh th năng có  tin cy cao nht là phương pháp nhiu lon
ngưc (vit tt là IPA).
n nay, mc dù ã có nhiu trng thái kích ca NaLi ưc nghiên cu
(thm chí lên n trng thái 10
1
Σ
+
) nhưng vn còn mt s trng thái thái kích
thích thp chưa ưc nghiên cu, chng hn trng thái 2
1
Π. Gn ây, các
nghiên cu lý thuyt ã cho thy ưng th năng trng thái 2
1
Π có hai cc tiu

nên có th la chn trng thái 2
1
Π cho làm lnh phân t theo k thut liên kt
quang. Tuy nhiên, khi so sánh nh lưng thì ưng th năng lý thuyt ưc
tính toán trong hai công trình này sai lch nhau khá nhiu. V mt thc
nghim, n nay, trng thái 2
1
Π mi ch ưc quan sát bng k thut ion hóa
cng hưng 2 photôn bi Kappes nhưng chưa xác nh ưc cu trúc quay và
chưa xác nh ưc chính xác th năng. Vì vy, mc dù trng thái 2
1
Π ca
NaLi ha hn là i tưng thun li cho các nghiên cu làm lnh phân t
nhưng hin vn chưa ưc mô t y  v cu trúc ph ca nó.
Mc ích ca  tài là o ph ca NaLi  trng thái 2
1
Π bng k thut PLS,
t ó xác nh chính xác ưng th năng ca trng thái này. T ưng th năng
tìm ưc, gii phương trình Schrodinger theo bán kính (RSE)  xác nh phân
b mt  ng vi các mc dao ng quay ca trng thái 2
1
Π.


2

Chương 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHỔ PHÂN TỬ HAI NGUYÊN TỬ
1.1. Phân loại trạng thái điện tử
Xét mt phân t hai nguyên t gm hai ht nhân A và B bao quanh bi
các in t chuyn ng nhanh. B qua spin ht nhân (nguyên nhân gây ra

cu trúc siêu tinh t ca các mc năng lưng) thì các mômen góc trong phân
t s có ba loi: spin toàn phần S

ca các in t, mômen quỹ đạo toàn phần
L

ca các in t và mômen quay
R

ca c h phân t.
Các trng thái in t ca phân t thưng ưc phân loi theo giá tr ca
|
M
L
| (theo ơn v
ħ
) như sau:
Λ = | M
L
|, Λ = 0, 1, 2 (1.1)
tùy theo giá tr Λ = 0, 1, 2, 3,… các trng thái in t tương ng ưc ký hiu
bi Σ, Π, ∆, Φ Các trng thái Π, ∆, Φ suy bin bi hai vì M
L
có th có hai
giá tr +Λ và -Λ, còn trng thái Σ thì không suy bin.

1.2. Gần đúng Born - Oppenheimer
i vi trng thái bi ơn (Σ = 0, Ω = Λ), chúng ta thu ưc phương
trình RSE ưc rút gn:

2 2
2
, , ,
2
[ ( 1) ] ( ) ( ) ( )
2
v J v J v J
d
B J J U R R E R
dR
χ χ
µ
 
−
+ + − Λ + =
 
 
ℏ
. (1.2)
1.3. Phổ dao động
Trong phép gn úng iu hòa, ph dao ng ch xy ra i vi các
dch chuyn tha mãn quy tc lc la:

" '
1
v v v
∆ = − = ±
, (1.3)
1.4. Phổ quay
Kt qu tính toán cho thy rng, mômen lưng cc dch chuyn không

trit tiêu:
J = 0,
±
1 (1.4)
M = M" – M' = 0,
±
1, (1.5)


3

trong ó, M = 0 i vi ánh sáng phân cc thng, M = +1 i vi ánh sáng
phân cc tròn phi, M = -1 i vi ánh sáng phân cc tròn trái.
1.5. Phổ điện tử và nguyên lý Franck - Condon
Cưng  ph ca dch chuyn gia hai trng thái in t ph thuc
vào ba tha s sau ây: hệ số Franck-Condon, hệ số Honl – London và bình
phương mômen lưỡng cực dịch chuyển điện tử
2
el
mk
D . Lý thuyt ã chng t
mômen lưng cc dch chuyn ch khác không khi:

0, 1
∆Λ = ±
. (1.6)
Biu thc (1.6) mô t quy tc lc la trong dch chuyn in t. T ây rút ra
mt s dch chuyn gia các trng thái in t u tiên trong phân t:
Σ ↔ Σ, Σ ↔ Π, Π ↔ Π, Π ↔ ∆ (1.7)

1.6. Khai triển Dunham
Kt qu thu ưc s hng ph dưi dng:

k
i k
i
ike
JJvYTJvT ])1([)
2
1
(),(
2
Λ−+++=
∑∑
, (1.8)
vi Y
ik
{i = 0, 1, 2 ; k = 0, 1, 2 } ưc gi là các hệ số Dunham.
1.7. Xác định thế năng theo các hàm giải tích
1.7.1. Xác định thế năng dạng số
1.7.2. Thế RKR
Mt trong nhng mô hình th năng dng s do Rydberg, Klein và Rees 
xut (nên ưc gi là thế RKR.
[ ]
0
1 2
1/2
2 '
( ) ( )
( ) ( ')

v
v
dv
R v R v
G v G v
β
− =
−
∫
(1.9)
[ ]
0
'
1/2
1 2
1 1 2
'
( ) ( )
( ) ( ')
v
v
v
B
dv
R v R v
G v G v
β
+ =
−
∫

. (1.10)
1.7.3. Thế nhiễu loạn ngược
Trong gn úng Born-Oppenheimer, trng thái in t ca phân t có


4

th ưc biu din theo phương trình RSE:

, , ,
ˆ
( ) ( )
v J v J v J
H R E R
χ χ
= (1.11)
Gii phương trình RSE trong gn úng cp không, {
( )
,
o
v J
E
}s tương ng
vi các tr riêng cp không.

2 2 2
( ) (0) (0) (0)
, , ,
2 2
[ ( 1)] ( )

2 2
o
v J v J v J
d
J J U R E
dR R
χ χ
µ µ
 
−
+ + + =
 
 
ℏ ℏ
(1.12)
Nu tp hp giá tr riêng {
( )
,
o
v J
E
} lch vi tp các giá tr thc nghim
{
( )
,
tn
v J
E
} thì chúng ta thc hin tìm b chính cp mt
(1)

ˆ
H
∆
cho
( )
ˆ
o
H
:

( ) (1)
ˆ ˆ ˆ
o
H H H
= + ∆
(1.13)
Theo lý thuyt gn úng on nhit, s không phù hp gia tr riêng
khi gii phương trình Schrodinger vi giá tr thc nghim là do mt s tương
tác (còn gi là tương tác không on nhit) ã b b qua trong phép gn úng
BO. Vì vy, t biu thc (1.13) ta có th biu din
(1)
ˆ
H
∆
bi

(1)
ˆ
( )
H U R q

∆ = ∆ + ∆
(1.14)
vi
( )
U R
∆
và
q
∆
tương ng là b chính cho hàm th năng
( )
( )
o
U R
và h s
liên kt lambda gia các trng thái quay q.
Như vy, sau mt chu trình tìm b chính, hàm th năng mi ca phân
t tương ng là :

( )
( ) ( ) ( )
o
U R U R U R
= + ∆ (1.15)
1.7.4. Thế năng ngoài miền liên kết hóa học
Thông thưng phn tm xa ca ưng th năng ưc cho bi công thc
sau:

∑
−=

k
k
k
e
R
C
DRU )( (1.16)
T (1.16) chúng ta thy rng khi hai nguyên t ưc tách ra (R
→∞
) thì giá tr
th năng bng năng lưng phân ly ca phân t. H s tán sc C
k
ưc xác
nh theo các trng thái in t nguyên t mà ti ó các phân t phân ly.


5

Chương 2
PHỔ ĐÁNH DẤU PHÂN CỰC CỦA NaLi

2.1. Phổ PLS của NaLi
2.1.1. Bố trí thí nghiệm
Sơ  h thng thí nghim o ph phân t NaLi bng k thut PLS
ưc mô t như trên Hình 2.1.

Hình 2.1. Sơ  b trí thí nghim PLS o ph NaLi. Trong ó: laser 1 và laser 2
tương ng là laser bơm và laser dò; F là bn λ/4; P
1
và P

2
là hai kính phân cc bt
chéo; MC là máy ơn sc; PMT là ng nhân quang in; FP là giao thoa k Fabry-
Perot; PD là photodiode; bxc là b tích hp boxcar, HC là èn Hollow cathode.
2.1.2. Tạo các phân tử NaLi
Trong thc t, vic to các phân t NaLi ( th hơi vi áp sut thp) t
các khi cht Na và Li chúng tôi s dng lò nung ba ngăn có cu trúc ưc
mô t ngn gn dưi ây (Hình 2.2).


6







Hình 2.2. Lò nung ba ngăn dùng  to mu NaLi.

Thc t cho thy, các phân t NaLi ưc to ra  trung tâm ca lò nung khi
nhit  các ngun nung T
1
= 650
0
C và T
2
= 390
0
C. Các phân t NaLi ưc

to ra ch yu  vùng gia ca ng và có th ưc duy trì trong vài gi.
2.1.3. Quy trình đo phổ NaLi
Trong thc t, chúng tôi ã thc hin 25 phép o ng vi 25 bưc sóng khác
nhau ca chùm laser dò. Vi các phép o này, chúng tôi ã quan sát ưc
khong 800 vch ph. Cn chú ý rng, do laser dò có  rng ph c 0,5 cm
-1

nên có mt s trưng hp nó kích thích ng thi hai dch chuyn (dn n
có hai mc ánh du). Chi tit các bưc sóng ca chùm laser dò ã ưc s
dng ng vi các mc ánh du ưc lit kê trong Bng 2.1.










7

Bảng 2.1. Vch laser dò vi các mc ánh du (ν, J) tương ng
S sóng ca
laser dò
Mc ánh du (v,
J)
S sóng ca
laser dò
Mc ánh du (v,

J)
15.433,42 cm
-1
(0,3) 15.544,80 cm
-1
(0, 21)
15.083,76 cm
-1
(0,5) 15.463,80 cm
-1
(1, 21), (1, 56)
15.435,14 cm
-1
(0,6) 15.390,05 cm
-1
(0, 22)
15.074,04 cm
-1
(0,7) 15.385,30 cm
-1
(0, 23)
15.594,71 cm
-1
(0,9) 15.427,50 cm
-1
(0, 24)
15.425,10 cm
-1
(0,12) 15.521,20 cm
-1

(0, 25), (1, 10)
15.401,00 cm
-1
(0,15) 15.440,20 cm
-1
(1, 25)
15.565,40 cm
-1
(0,17) 15.493,50 cm
-1
(0, 29), (0, 47)
15.484,20 cm
-1
(1,17) 496,5 nm (0, 30)
15.560,60 cm
-1
(0,18), (0,45) 15.357,16 cm
-1
(2, 30)
15.402,96 cm
-1
(0,19) 15.303,60 cm
-1
(2, 33), (1, 46)
15.303,60 cm
-1
(1,19) 15.357,16 cm
-1
(1, 36)
15.398,88 cm

-1
(0,20)

2.2. Định cỡ phổ PLS
V mt nh lưng, ta s dng các h thc sau ây.

1 1
1
[ ] [ ] .
FP FP
n
cm cm FSR n
ω ω
− −
= +
(2.1)
1 1
1
1
[ ] [ ]
[ ] [ ]
[ ] [ ]
HC FP
j n
HC FP
j
FP FP
n n
step step
cm cm FSR n

step step
ω ω
ω ω
ω ω
− −
+
 
−
= + +
 
 
−
 
(2.2)

1 1
1
[ ] [ ]
[ ] [ ]
[ ] [ ]
MOL FP
MOL FP
i n
i n
FP FP
n n
step step
cm cm FSR
step step
ω ω

ω ω
ω ω
− −
+
−
= +
−
, (2.3)
 ây
[ ]
FP
n
step
ω
và
1
[ ]
FP
n
step
ω
+
là nhng v trí vân giao thoa th n và n+1 nm v
hai phía ca im cn tính
[ ]
MOL
i
step
ω
.

Gii h phương trình tuyn tính (2.1) - (2.2) ta tính ưc FSR and
1
1
[ ]
FP
cm
ω
−
.
T ó, ta có th tính ưc s sóng ca ph PLS theo công thc (3.3).


8

Chương 3
XÁC ĐỊNH THẾ NĂNG CỦA PHÂN TỬ NaLi

3.1. Số liệu phổ thực nghiệm
Chúng tôi ã xác nh ưc 30 dãy dao ng (ng vi 30 mc ánh
du) vi tng cng gn 800 vch ph. Chi tit v phân b trưng s liu theo
các s lưng t dao ng và s lưng t quay trong trng thái in t 2
1
Π
ưc mô t trên Hình 3.1.

Hình 3.1. Phân b trưng s liu tương ng vi s lưng t dao ng v’ và s
lưng t quay J’ ca NaLi  trng thái 2
1
Π.

3.2. Xác định thế năng của NaLi ở trạng thái 2
1
Π
3.2.1. Các hằng số phân tử
Chúng tôi ã xác nh ưc tp hp ti ưu các hng s phân t ca
trng thái 2
1
Π ng vi  lch quân phương không th nguyên σ = 0,62 như
trên Bng 3.1.


9

Bảng 3.1. Hng s phân t ca NaLi  trng thái 2
1
Π.
Hng s phân t Giá tr [cm
-1
] Sai s [%]
Y
00
(T
e
) 22299,66 0,0008
Y
10
(ω
e
) 148,867 0,0853
Y

20
(-ω
e
x
e
) -0,46817 0,0354
Y
30
(ω
e
y
e
)

-0,1451 2,0838
Y
40
(ω
e
z
e
)

0,11278×10
-1
2,3319

Y
50
-0,35380×10

-3
1,6393
Y
01
(B
e
) 0,221655 0,0839

Y
11
0,792×10
-3
18,9394

Y
21
-0,87031 ×10
-3
5,0442

Y
31
0,95619×10
-4
6,1076

Y
41

-0,59496×10

-3
6,0558
Y
51

0,10231×10
-6
8,2689

Y
02
-0,2399×10
-5
1,4173
Y
12
0,230×10
-6
4,3478
Y
22
-0,4056×10
-7
1,8244
Y
03
-0,622×10
-10
7,5563
q

-0,94×10
-4
5,3191

Vi các h s Dunham ã tính ưc, chúng tôi tính năng lưng phân li
D
e
[2
1
Π] ca trng thái 2
1
Π da theo tương quan cu hình in t ca hai
nguyên t Na và Li.

1 2 2 1 1
1/ 2 1/ 2
[2 ] [Na(3 ) Li(2 )] [1 ] [2 ]
e e
e
D P S D T
+
Π = ∆ − + Σ − Π
. (3.1)


10


Hình 3.2. Minh ha cách tính năng lưng phân li ca trng thái 2

1
Π.

S dng các giá tr T
e
[2
1
Π] = 22299,66 cm
-1
t Bng 3.1; D
e
[1
1
Σ
+
] = 7103,4
cm
-1
,
2 2
1/ 2 1/ 2
[Na(3 ) Li(2 )]
P S∆ −
= 16956,17 cm
-1
) giá tr năng lưng phân li ca
NaLi  trng thái 2
1
Π là:
D

e
[2
1
Π] = 1760 ± 1,5 cm
-1
. (3.2)
 ây, óng góp vào sai s ca D
e
[2
1
Π] ch yu do sai s khi xác nh
D
e
(1
1
Σ
+
) là 1,0 cm
-1
và sai s khi xác nh giá tr ca T
e
[2
1
Π] trong công
trình này là 0,5 cm
-1
.
Ly giá tr hng s quay Y
01
= 0,221655 cm

-1
trong Bng 3.1, ta tính ưc:
R
e
= 3,728973 Å. (3.3)
 kim tra các hng s phân t thu ưc trên ây có phù hp vi nhau theo
mô hình th Morse hay không, chúng tôi s dng h thc Krazer:

3
01
02
2
10
( )
4
( )
Y
Y
Y
= − . (3.4)
Thay các giá tr Y
01
và Y
10
t Bng 3.1, ta ưc
3
01
2
10
( )

4
( )
Y
Y
− = -0,1966×10
-5
cm
-1
,
còn giá tr Y
02
= -0,2399×10
-5
cm
-1
. i chiu các giá tr va tính toán vi


11

(3.4) ta thy sai s t i c 18%. iu này chng t ưng th năng ca
NaLi  trng thái 2
1
Π không hoàn toàn ging hàm Morse.
Vi các hng s phân t thu ưc, chúng tôi kim chng  chính xác ca
các tính toán lí thuyt ca Mabrouk và Petsalakis và kim chng ưc 
chính xác ca giá tr thc nghim thu ưc bi Kappes. Chi tit các kt qu
so sánh ưc trình bày trong Bng 3.2.

Bảng 3.2. Các hng s phân t ca phân t NaLi  trng thái 2

1
Π thu ưc bng
thc nghim và lý thuyt.
Hng s  tài này Thc nghim
Kappes
Lý thuyt
Petsalakis
Lý thuyt
Mabrouk
T
e
[cm
-
1
]
22299,66
22262 21895 22300
D
e

[cm
-
1
] 1759,9 2195 1450 1722
ω
e
[cm
-
1
]

148,87 165 155,25
ω
e
x
e

[cm
-
1
]
0,46817
3.1 1.97
B
e
[cm
-
1
] 0,2217 0,2260
R
e
[Å]
3.728973
3,82 3,725

Cn chú ý rng, do k thut o ph ưc thc hin bi Kapes chưa phân gii
ưc cu trúc quay nên chưa tính ưc hng s quay B
e
và  dài liên kt R
e
.

Ngoài ra, do  phân gii thp (c 5 cm
-1
) nên các hng s dao ng, năng
lưng phân ly và năng lưng in t dn ra trong công trình ca Kappe sai
lch áng k so vi các kt qu thc nghim ưc rút ra trong lun án này.
i vi tính toán lý thuyt, kt qu so sánh  Bng 3.2 cho thy phương pháp
tính toán bi Mabrouk có  chính xác cao hơn phương pháp tính toán ca
Petsalakis. Tuy nhiên,  sai lch ca tính toán lý thuyt ca Petsalakis vưt
quá xa  bt nh ca phép o.



12

3.2.2. Thế RKR
Gii h phương trình này bng s ta tìm ưc các cp im quay u R
min
(v),
R
max
(v) ca th RKR. Chi tit ca ưng th năng này ưc mô t như trong
Bng 3.3.  ây, v trí cc tiu ca th năng RKR ng vi R
e
= 3,728438 Å.
Bảng 3.3. Th RKR ca NaLi  trng thái 2
1
Π.
ν
’
R

min
[Å]

R
max
[Å] U [cm
-1
]
49976281 3.7289730 0.0
0 3.5369809 3.9453877 75.357
1 3.4088748 4.1223776 223.970
2 3.3253822 4.2557618 369.224
3 3.2598828 4.3733415 510.638
4 3.2049632 4.4837627 647.787
5 3.1574617 4.5915015 780.279
6 3.1157854 4.6995907 907.730
7 3.0790579 4.8105339 1029.733
8 3.0467620 4.9267526 1145.837
9 3.0185588 5.0509041 1255.515
10 2.9941729 5.1862115 1358.146
11 2.9732968 5.3369173 1452.981
12 2.9554741 5.5090384 1539.121
13 2.9399017 5.7118044 1615.491
14 2.9250067 5.9608047 1680.812
15 2.9073285 6.2861890 1733.575
16 2.8773205 6.7625462 1771.861
Vi kt qu thu ưc  Bng 3.3, chúng tôi v th RKR theo các cp im
quay u như trên Hình 3.3.

13


Hình 3.3. Th RKR ca NaLi  trng thái 2
1
Π.

T th năng RKR cho thy, v trí ca mc dao ng cao nht (v’ = 16)
tương ng vi năng lưng 1771,86 cm
-1
(tính t áy th năng RKR). iu bt
ng là giá tr năng lưng ca mc giao ng này cao hơn năng lưng phân li
ã tính ưc trên ây khong gn 12 cm
-1
. iu này chng t th năng ca
NaLi  trng thái 2
1
Π có mt hàng rào th ng vi mt cc i xen gia cc
tiu và gii hn phân li. Tuy nhiên, th RKR như trên Hình 3.6 không th
hin ưc dáng iu ca hàng rào th này.
 kim tra  chính xác ca th năng RKR, chúng tôi cng năng
lưng in t T
e
ca trng thái 2
1
Π vào th năng RKR, sau ó thay vào
phương trình RSE và tin hành gii bng s theo phương pháp Numerov-
Cooley. Các s hng ph thu ưc t li gii phương trình RSE vi th RKR
ưc so sánh vi các s hng ph thc nghim. Kt qu so sánh cho thy 
lch quân phương không th nguyên σ = 6. iu này chng t ưng th

năng RKR chưa mô t tt toàn b s liu ph thc nghim trong phm vi sai
s 0,1 cm
-1
. Ngoài ra, ưng th RKR chưa bao hàm ưc hình dáng ca th


14

năng  ngoài min s liu thc nghim (ng vi min R > 6,76Å), c bit
chưa mô t ưc Hàng rào th ca th năng.
3.2.3. Thế IPA
 áp dng phương pháp IPA, chúng tôi s dng th RKR cng thêm
phn năng lưng in t làm th gn úng cp không  trong min s liu
thc nghim (2,88 ≤ R ≤ 6,76Å) và s dng th Morse cho phn ngoi suy 2,0
≤ R ≤ 2,88Å. i vi phn th năng  khong cách R ≥ 6,76Å, chúng tôi s
dng mô hình th cm ng (xác nh theo các h s tán sc).

( )
6 8 10
6 8 10
C C C
U R U
R R R
∞
= − − − (vi R > R
out
). (3.5)

(
)

{
}
,
i i
U R U R
=
(vi R ≤ R
out
). (3.6)
Giá tr các tham s C
6
, C
8
và C
10
ưc ly t tính toán lí thuyt bi nhóm
Bursery; còn tham s U
∞

là giá tr th năng  gii hn phân li, ưc xác nh
bi:
U
∞
= T
e
[2
1
Π] + D
e
[2

1
Π] = 24059,6 cm
-1
(3.7)
và ưc c nh trong quá trình fit. Tham s R
out
ban u ưc la chn bng
giá tr ln nht ca R
max
trong th năng RKR và ưc thay i trong quá trình
fit. Trong min R ≤ R
out
th năng ưc ni suy  biu din dưi dng s theo
các im
{
}
,
i i
U R
.
Sau vài chu trình tìm b chính, chúng tôi thu ưc ưng th năng IPA
cùng h s lambda kép như trên Bng 3.4 ng vi  lch quân phương không
th nguyên σ = 0,29.
Bảng 3.4: Th năng IPA và h s lambda kép q ca NaLi  trng thái 2
1
.
R [Å] U [cm
-1
] R [Å] U [cm
-1

]
2,0 34823,8882 3,9 2333,1360
2,1 33119,5763 4,0 22395,1989
2,2 31371,8651 4,1 22483,6399


15

2,3 29719,2695 4,2 22590,8287
2,4 28348,6429 4,4 22834,8481
2,5 27167,4940 4,6 23084,1882
2,6 26176,3919 4,8 23311,9381
2,7 25347,6186 5,0 23505,3076
2,8 24655,4021 5,2 23661,1771
2,9 24111,3227 5,4 23781,7714
3,0 23650,2503 5,6 23872,6004
3,1 23266,4208 5,8 23938,3475
3,2 22965,2520 6,2 24018,6258
3,3 22729,4579 7,1 24065,9534
3,4 22552,3012 8,6 24068,1703
3,5 22426,0730 10,1 24065,9715
3,6 22346,0999 12,4 24062,9823
3,7 22306,4918 16,0 24061,1800
3,8 22302,8516

q = 8,252.10
-5
cm
-1

R
out

= 11,92928 Å
U
∞
= 24059,6 cm
-1

C
6
= - 2,538.10
7
cm
-1
(Å)
6
,
C
8
= 1,902.10
9
(Å)
8
,
C
10
= 1,556.10
10
(Å)

10

T
e
= 22299,93 cm
-1
, R
e
= 3,7595 Å.
Chú ý rng, i chiu mc dao ng cao nht v’ =16 vi th IPA  Bng 3.4


16

cho thy min ph thc nghim tri rng n giá tr R
max
= 7,1 Å ca th IPA.
Ngoài ra, t ưng th năng thu ưc, giá tr năng lưng in t ca trng
thái 2
1
Π bng 22299,93 cm
-1
(ln hơn c 0,3 cm
-1
so vi giá tr thu ưc khi
fit s liu thc nghim vi khai trin Dunham). Giá tr R
out
ưc fit tt nht
ng vi giá tr bng 11,92928 Å. Dáng iu toàn b ưng th năng IPA
ưc v trên Hình 3.4.

Hình 3.4. Th IPA ca NaLi  trng thái 2
1
Π.

 thy rõ hàng rào th gn gii hn phân li, chúng to v phóng to th IPA
trong min 7 ≤ R ≤ 16 Å như trên Hình 3.5. T hình v này ta thy rng, ưng
th năng có hàng rào th cao hơn gii hn phân li c 10 cm
-1
.


17


Hình 3.5. Phn hàng rào th ca th IPA ca NaLi  trng thái 2
1
Π.

Vi ưng th năng thu ưc, chúng tôi kho sát nh hưng ca s quay lên
ưng th năng ca phân t. S dng biu thc th hiu dng, chúng tôi v
ưng th năng hiu dng ng vi các trng thái quay J’ = 1, 30, 45 và 57 (là
các giá tr thc nghim) như trên Hình 3.6.

Hình 3.6. Th hiu dng ca NaLi  trng thái 2
1
Π  các trng thái quay J’ = 1, 30,
45 và 57.

18

Vi ưng th năng IPA ã thu ưc, chúng tôi kim tra  tin cy ca
các tính toán lí thuyt bi nhóm Mabrouk và nhóm Petsalakis. Hình 3.7 v th
IPA cùng vi các ưng th năng ưc tính t lý thuyt.

Hình 3.7. ưng th năng ca NaLi  trng thái 2
1
Π ưc xác nh bng phương
pháp IPA (ưng xanh nưc bin) và tính toán lý ca Mabrouk (ưng màu ) và
Petsalakis (ưng xanh lá cây).
T Hình 3.7 ta thy, ưng th năng lý thuyt ưc tính bi nhóm
Mabrouk phù hp tt hơn vi ưng th thc nghim IPA. Mc khác, các
ưng th năng lý thuyt u cho thy có tn ti mt Hàng rào th có cc i
cao hơn gii hn phân li (xem Hình 3.6).  sáng t iu này, phn hàng rào
th ca th IPA và th tính lí thuyt bi nhóm Mabrouk ưc phóng i như
trên Hình 3.8.


19


Hình 3.8. Phn hàng rào th ca th năng IPA (ưng màu xanh) và th năng ưc
tính toán lý thuyt Mabrouk (ưng màu ).

T Hình 3.8 cho thy, ưng th năng lí thuyt trong Mabrouk thp hơn th IPA
c 38 cm
-1
và hình dáng ca hai ưng th năng tính t nh hàng rào th ti gii
hn phân li là tương t nhau.  cao ca hàng rào th trong th IPA so vi gii

hn phân li c 9,3 cm
-1
ti khong cách hai nguyên t c 7,96 Å; còn  cao hàng
rào th trong tính toán lí thuyt c 17,0 cm
-1
ti khong cách hai ht nhân nguyên
t c 7,24 Å.
3.3. Xác định mật độ cư trú các mức dao động ở trạng thái 2
1
Π
ΠΠ
Π
S dng th năng IPA trong Bng 3.4, chúng tôi mô t phân b mt 
cư trú ca mt s mc dao ng theo khong cách R.


20



Hình 3.9. Phân b mt  cư trú ca mt s mc dao ng  trng thái 2
1
Π.

 thy rõ s nh x ca các trng thái dao ng trên ưng th năng, chúng tôi v
bình phương các hàm sóng cùng vi th IPA như trên Hình 3.10.  d quan sát,
chúng tôi ã phóng i mt  cư trú lên 100 ln.

Hình 3.10. Phân b mt  cư trú trên gin  th năng ca mt s mc dao ng
 trng thái 2

1
Π ca NaLi.




21

T Hình 3.10 cho thy ng vi mi mc dao ng thì phân b mt  cư trú
ln nht ti lân cn các im quay u. Các mc dao ng cao (ví d  mc
có v' = 16), mt  cư trú ch yu tp tp trung  gn im quay u bên phi.
V mt vt lý, iu này ưc lí gii do lc tác dng gia hai nguyên t 
im quay u bên trái ln hơn rt nhiu so vi  im quay u bên phi nên
thi gian  h tn ti  quanh im quay u bên phi nhiu hơn  im
quay u bên trái. ây là mt trong các lý do lý gii ti sao thc t thưng
quan tâm n ngoi suy th năng ti min khong cách R ln.
KẾT LUẬN CHUNG
S dng k thut ph PLS, ph ca phân t NaLi  trng thái in t
2
1
Π ưc quan sát ln u tiên t n  phân gii cu trúc quay ng vi sai
s phép o 0,1 cm
-1
. Bng các phương pháp phân tích khác nhau, gn 800
vch ph PLS ã ưc s dng  xác nh chính xác các c trưng ph ca
phân t NaLi.
Da trên khai trin th năng theo chui lũy tha, tp hp 16 hng s
phân t cùng vi h s lambda kép ã ưc xác nh vi  lch quân
phương không th nguyên
σ

= 0,62. Các hng s phân t ã mô t mt cách
ơn gin s hng ph ca trng thái 2
1
Π và các c trưng v cu trúc: độ dài
liên kết, năng lượng phân li, cường độ dao động và năng lượng điện tử ca
NaLi  trng thái 2
1
Π. Mt khác, các hng s phân t này ưc la chn 
tính th năng theo phương pháp RKR.
S dng phương pháp chun c in WKB, th năng ca phân t NaLi
(th RKR) ã ưc xác nh theo 17 cp im quay u và mt cc tiu ng
vi  dài liên kt R
e
= 3,728973 Å. Mc dù th RKR thu ưc trong trưng
hp này chưa th biu din tt trưng s liu thc nghim nhưng nó ã cho ta
bc tranh tng th v v trí các cp im quay u và cung cp d kin 
khng nh ưng th năng ca trng thái 2
1
Π có mt hàng rào th (mc dao
ng v = 16 nm cao hơn gii hn phân li).


22

Mc dù s liu ph thc nghim ch bao ph ưc min th năng n
gii hn R = 7,1Å nhưng s dng phương pháp IPA, chúng tôi ã xác nh
ưc th năng ca phân t NaLi  trng thái 2
1
Π n gii hn 16Å. Vic xác
nh ưc th năng trong min khong cách ln gia hai ht nhân nguyên t

ã cho phép chính xác hóa ưc các h s tán sc C
n
– là các thông s chính
 xác nh “va chm” gia các nguyên t Na và Li. ưng th năng IPA thu
ưc trong  tài này là ưng th năng chính xác nht n thi im hin ti
cho phân t NaLi  trng thái in t 2
1
Π.
Mt kt qu quan trng ca  tài là t s liu ph ã cho thy s tn ti
mt hàng rào th nh xen gia hai cc tiu ca ưng th năng ca NaLi 
trng thái 2
1
Π. Vic xác nh ưc hàng rào th xen gia hai cc tiu là mt
c im thú v không ch bi tính “kì d” ca th năng mà còn là cơ s  có
th la chn trng thái in t 2
1
Π mà ti ó có th to phân t lnh NaLi t
các nguyên t Na và Li theo k thut ph liên kt quang (photoassociation
spectroscopy). Theo ó, có th kích thích các nguyên t lnh Na t trng thái
cơ bn (3
2
S
1/2
) lên trng thái 3
2
P
1/2
 t ó kt hp vi nguyên t lnh Li 
trng thái cơ bn (2
2

S
1/2
) thành phân t lnh NaLi có phân b cư trú tp trung
ti cc tiu th hai (bên ngoài hàng rào th). Nh hiu ng xuyên hm, phân
t NaLi s chuyn t các trng thái dao ng  trong cc tiu th hai v các
trng thái dao ng cc tiu th nht, sau ó phát huỳnh quang  tr v trng
thái in t cơ bn 1
1
Σ
+
(trng thái bn).
Trên cơ s các kt qu thu ưc, hưng phát trin tip theo ca  tài là nghiên
cu c trưng ph trong min cc tiu ph. Theo ó, các mc năng lưng dao
ng trong cc tiu ph cn ưc xác nh chính xác, t ó tính hiu sut
xuyên hm t cc tiu ph sang cc tiu chính. Mt khác, cn tính hiu sut
liên kt các nguyên t Na và Li riêng l thành phân t NaLi  các mc dao
ng khác nhau trong cc tiu ph ca th năng. T hp hai thông s này là cơ
s  la chn chính xác bưc sóng “ti ưu” ca laser  “liên kt” các nguyên


23

t Na và Li thành phân t NaLi theo k thut liên kt quang.
Ngoài vic ã mô t chính xác c trưng ph t s liu thc nghim, kt qu thu
ưc trong lun án này ã khng nh ưc kt qu tính toán lý thuyt có 
chính xác cao nht n nay cho NaLi là công trình ca nhóm Mabrouk [40]. Các
kt qu nghiên cu trong lun án ã ưc trình bày ti 4 báo cáo ti các hi
tho khoa hc quc gia và quc t, ã công b 6 bài báo trên các tp chí
chuyên ngành có uy tín, trong ó có 2 bài trên tp chí quc t.