Ab initio calculation of the 66 low lying electronic states of HeH$^+$: adiabatic and diabatic representations
我们提出了从头计算的HeH $^+$分子的研究。利用量子化学软件包MOLPRO和一个大的自适应基组，用CASSCF和CI方法计算了离子前20个$^1 Σ^+$、19个$^3Σ^+$、12个$^1Π$、9个$^3Π$、4个$^1Δ$和2个$^3Δ$电子态的绝热势能曲线.并将计算结果与前人工作进行了比较。计算了径向和转动非绝热耦合矩阵元以及偶极矩。势能曲线和状态之间的各种耦合的渐近行为也进行了研究。使用径向耦合，非绝热表示的定义，我们提出了一个例子，我们的非绝热过程的$^1Σ^+$状态。
2010-01-13 physics.atom-ph physics.chem-ph
Black-body radiation induced photodissociation and population redistribution of weakly bound states in H$_2^+$
处于第一解离阈值附近的弱束缚态氢离子是测量质子电子质量比和超精细诱导的邻-对位混合的量子传感器。以前的光谱研究依赖于快速离子束的实验精度可以通过使用国家的最先进的离子阱设置来提高。在H $_2^+$中，由于电偶极矩的消失和快速自发发射的阻止，辐射寿命可以达到几周的量级，我们考虑了黑体辐射的影响，得到了用于囚禁离子实验的有效寿命.利用绝热核波函数和非绝热能量，包括相对论和辐射修正，计算了束缚-束缚和束缚-连续过程的速率系数。通过求解速率方程模型得到了弱束缚态的有效寿命，在室温和液氮温度下的有效寿命分别为4 ~ 523 ms和$>$ 215 ms.黑体诱导的光解离被认为是寿命限制效应，它保证了状态选择性产生的分子离子系综的纯度。超精细诱导的$g/u$混合，这使得纯振转跃迁的作用，被认为是可以忽略不计的。
2022-09-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
Photodissociation spectra of single trapped CaOH+ molecular ions
本文利用飞秒激光测量了共囚禁CaOH+分子离子在紫外和可见波段的单光子与双光子光解离截面光谱，并结合量子化学计算确定解离阈值，为CaOH+内部结构研究和大规模Ca+量子实验中离子回收提供了依据。
2024-05-08 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Observation of vibrational overtones by single molecule resonant photodissociation
分子离子可以通过共振冷却保持在激光冷却的原子离子链中。该系统是执行高精度分子光谱学与天体化学和基础物理应用的理想选择。在这里，我们表明，这个相同的系统可以与宽带激光耦合，以发现新的分子跃迁。我们利用Ca $^{+}$和CaH $^{+}$的三离子链，通过Ca $^{+}$荧光检测共振增强多光子解离来观察振动跃迁。基于理论计算，我们将观察到的峰归属于从基态振动态$ν=0$到$ν=9$和$ν=10$的跃迁。我们的方法允许我们跟踪单个分子事件，并且可以通过使用正常模式频率偏移来检测解离来扩展到与任何分子一起工作。这种测量光谱学作为分子离子控制所需的精确光谱学的桥梁。
2015-08-19 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Molecular ion trap-depletion spectroscopy of BaCl$^+$
我们展示了一种简单的分子离子光谱技术。BaCl $^+$分子离子在室温He缓冲气体存在下被捕获在线性Paul阱中，并通过驱动从基态X $^1Σ^+$态到A $^1Π$态的排斥壁的电子跃迁而光解离。通过监测BaCl $^+$离子的诱导陷阱损失作为激发波长的函数来记录光解离光谱。精确的分子势和光谱常数的测定。与测量的理论光解截面的比较显示出良好的协议。这项研究代表的第一个光谱数据BaCl $^+$和超冷基态分子离子的生产的重要一步。
2011-01-22 physics.atom-ph physics.chem-ph
{H$_2^+$, HeH and H$_2$}: approximating potential curves, calculating rovibrational states
提出了双原子分子的玻尔-奥本海默（BO）近似的解析考虑：结果表明，在Bohr-Oppenheimer近似下，H-$_2^+$的四个最低电子态$1sσ_g$和$2pσ_u$，$2p π_u$和$3d π_g$，HeH的基态X $^2Σ^+$和H $_2$的两个最低态$^1Σ^+_g$和$^3Σ^+_u$，在$R$的整个核间距范围内，势能曲线都能得到不小于{4-5-6}位数的解析插值。基于匹配的泰勒型展开在小$R$和一个组合的多极展开与大距离$R$的一个瞬子型贡献的两点Padé近似。当存在最小值时，预测最小值的位置在1 $\%$内或更好。对分子离子H $_2^+$，采用Lagrange网格法计算了与$1sσ_g$和$2pσ_u$，$2p π_u$和$3d π_g$势曲线相关的振动态、转动态和转振态$(ν,L)$的光谱.一般情况下，$1sσ_g$的电子曲线包含420个振转态，当我们超过BO近似时，振转态增加到423个。对于态$2pσ_u$，在玻尔-奥本海默近似之内或之外，振转态的总数（全部具有$ν=0$）等于3。在玻尔-奥本海默近似下，$2pπ_u$态的振转束缚态总数为284。$3dπ_g$态是排斥态，没有发现振转态，杂原子分子HeH的基态势能曲线不支持振转态。本文给出了氢分子H $_2$在$^1Σ^+_g$和$^3Σ^+_u$态的势能曲线的精确解析表达式。
2017-12-30 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Action spectroscopy of SrCl$^+$ using an integrated ion trap time-of-flight mass spectrometer
使用模块化飞行时间质谱仪（TOF-MS）在36000 - 46000 cm $^{-1}$的光谱范围内测量SrCl $^+$的光解离截面。通过用脉冲染料激光照射捕获的SrCl $^+$分子离子样品，X $^1Σ^+$态分子离子被电子激发到A $^1Π$态的排斥壁，导致解离。使用TOF-MS，检测碎片，并在宽范围的光子能量下确定光解截面。详细的$\textit{ab initio}$计算的分子势和光谱常数也被执行，并发现与实验符合良好。SrCl $^+$的光谱常数也进行了比较，另一种碱土硫族元素，BaCl $^+$，以突出两种分子离子之间的结构差异。本文首次对SrCl $^+$进行了光谱学和$\textit{ab initio}$计算。
2014-04-17 physics.atom-ph physics.chem-ph
Accurate photoionisation cross section for He at non-resonant photon energies
计算了氦原子基态的单光子电离总截面。使用一个完整的配置相互作用的方法的光电离截面提取的复杂规模的解决方案。在从电离阈值到59.5eV的能量范围内，我们的结果与早期的基于$B$样条的计算一致，其中在光谱的非共振部分中，连续体在相对误差$0.01\%$内被盒离散化。在$\He^{++}$阈值以上，我们的结果与最近的Floquet计算结果吻合得很好。因此，我们的计算证实了先前报告的与实验参考数据的偏差超出了声明的误差估计值。为了将计算的光谱扩展到非常高的能量，引入了一个分析氢型模型尾部，该模型对于无限光子能量应该是渐近精确的。还考虑H $^-$、Li $^+$和HeH $^+$，研究了其普适性。借助于尾修正，估计了偶极近似。
2010-08-24 physics.atom-ph
Reversing Hydride Ion Formation in Quantum Information Experiments with Be$^+$
我们演示了BeH $^+$离子在库仑晶体中的光解离，该晶体中有数千个$^9$ Be $^+$离子被限制在Penning陷阱中。由于BeH $^+$离子是通过在真空室内捕获的、激光冷却的Be $^+$（$^2\text{P}_{3/2}$）和背景H $_2$之间的放热反应产生的，因此它们代表了在大规模捕获离子量子信息实验中造成不稳定性的主要污染物种类。这里描述的旋转状态不敏感的解离方案利用157 nm光子产生Be $^+$和H作为产物，从而恢复Be $^+$离子而不需要重新加载。该技术有利于在给定的背景H $_2$压力下更长的实验运行时间，并且可以适用于除去MgH $^+$和AlH $^+$杂质。
2014-12-24 physics.atm-clus physics.atom-ph quant-ph
Probing ultracold chemistry using ion spectrometry
原子、分子和光学（AMO）物理学技术的快速发展使分子物种的超冷样品的创建成为可能，并为探索超低温体系中的化学提供了机会。特别是，反应物原子和分子的外部和内部量子自由度都受到控制，从而可以研究超冷反应中长程势的作用。这些反应的动力学通常使用反应物的损失作为替代来确定。为了将这些研究扩展到短程，我们开发了一种实验装置，将量子态选择的超冷KRb分子的产生与离子质谱和动能谱相结合，并直接观察KRb + KRb反应中间体和产物[Science，2019，366，1111]。在这里，我们详细介绍了该装置。对于未来的研究，旨在检测反应产物的量子态，我们展示了一个基于光解的计划，以校准离子动能谱仪在低能量。
2019-12-29 physics.atom-ph physics.chem-ph
Coherent control at its most fundamental: CEP-dependent electron localization in photodissoziation of a H2+ molecular ion beam target
本文对最简单的分子H2+在强度高达（4 +- 2）× 10^14瓦特/厘米^2的4.5飞秒钛宝石激光脉冲下的光解离过程中的绝对载流子包络相位（CEP）效应进行了测量和计算。电子相对于两个原子核的定位（在解离过程中）通过超短激光脉冲的CEP来控制。与以前的CEP依赖的实验与中性分子相比，分子离子的解离之前没有光电离过程，这强烈影响CEP的依赖性。运动学上完整的数据是通过时间和位置分辨的符合检测获得的。通过与解离碎片的检测相关的单次相位测量来确定相位依赖性。实验结果表明，定量协议与从头算3D-TDSE计算，包括核振动和旋转。
2013-09-20 physics.atom-ph physics.chem-ph
A novel time-of-flight mass spectrometer using radial extraction from a linear quadrupole trap for atomic, molecular, and chemical physics
我们演示了一个简单的飞行时间（ToF）质谱仪与中等质量分辨率（$m/Δm\sim50$）面向原子，分子和化学物理实验的需求的实施。通过利用一种新的径向离子提取方案，从线性四极阱，具有大的陷阱容量和高的光学访问的设备实现，而不牺牲质量分辨率。在这里，我们描述了该设备的构造和实现，以及目前代表性的ToF光谱。最后，我们证明了该设备的灵活性与验证的原理实验，包括观察分子离子的光解离和测量捕获离子的化学反应速率。
2012-02-04 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.ins-det
Charge transfer in H + He$^+$ and H$^+$ + He collisions in excited states
本文对激发态（$n=2,3$）氢原子与He $^+$碰撞以及激发态（$n=2,3$）氦原子与H $^+$碰撞中的电荷转移进行了理论研究，扩展了Phys. Rev. A 82 012708（2010）的结果.采用量子力学和半经典方法相结合的方法来计算碰撞能量从0.1 eV/u到1 keV/u的电荷交换截面。这些方法是基于精确的从头计算势能曲线和非绝热耦合的分子离子HeH $^+$。电荷转移可以发生在单重态或三重态，单重态和三重态自旋流形之间的差异进行了讨论。证明了截面与初态量子数$n$和$l$的关系。本文研究了低碰撞能下，H被D或T取代时，电荷转移截面的同位素效应。最后，本计算模型的实验室等离子体的影响进行了讨论。
2018-01-21 physics.atom-ph physics.plasm-ph
