Bi-Analyte Surface Enhanced Raman Scattering for unambiguous evidence of single molecule detection
提出了一种确定单分子表面增强拉曼光谱（SERS）无歧义证明的方法。同时使用两种分析物分子能够清楚地确认信号的单个（或少数）分子性质。这种方法消除了以前实验中与低染料浓度相关的大部分不确定性。它进一步表明，单分子信号在SERS中是非常常见的，无论是在液体中还是在干燥基底上。
2005-09-18 physics.chem-ph
Universal stereodynamics of cold atom-molecule collisions in electric fields
我们使用精确的量子动力学计算来证明$^2Π$分子与$^1$ S态原子在外加电场中冷碰撞的普遍立体选择性。我们发现，冷碰撞的OH分子在其低场寻求$f$状态，其偶极矩的方向与场的方向相反，更容易导致非弹性散射比那些分子沿场的方向，导致几乎完美的空间不对称的非弹性碰撞截面。这种效应的普遍性质是由于高场寻求$e$态的简并$\pm M$斯塔克子能级之间的非弹性散射的阈值抑制，其中$M$是场轴上分子的总角动量的投影。以上的$Λ$ -双峰阈值，非弹性原子-分子碰撞的立体动力学可以通过电场诱导的共振，这使得有效的控制Ne + OH散射的碰撞能量范围内实现在当前的合并束实验调谐。
2021-06-26 physics.atom-ph physics.chem-ph
Multichannel quantum defect theory for ro-vibrational transitions in ultracold molecule-molecule collisions
多通道量子亏损理论（MQDT）已被广泛应用于各种原子碰撞过程中的共振和非共振散射。近年来，该方法已被应用于冷碰撞相当成功，它已被证明是一个计算上可行的替代全密耦合（CC）计算时，自旋，超精细和外场效应。在本文中，我们描述了一种混合的方法，分子-分子散射，包括MQDT的简单性，同时明确使用CC计算处理短程相互作用。这种混合的方法，证明H $_2$ -H $_2$碰撞在全维，充分再现横截面的准共振旋转和振动跃迁的超冷（1 $μ$ K）和$\sim$ 1-10 K政权跨越7个数量级。它进一步表明，能量无关的短程$K$ -矩阵评估在超冷制度（1 $μ$ K）可以充分表征截面在mK-K制度时，没有形状共振。混合CC-MQDT形式主义提供了一种替代方法，完全CC计算在相当少的计算费用冷和超冷分子散射。
2014-08-04 physics.atom-ph physics.chem-ph
Electrodynamical Forbiddance of Strong Quadrupole Light-Molecule Interaction in the Methane Molecule and its Manifestation in Surface Enhanced Hyper Raman Scattering Spectra
在偶极-四极理论的框架下，证明了在对称群甲烷分子中，强四极相互作用对SEHRS谱的形成没有影响，而强四极相互作用对SEHRS谱的形成有明显的电动力学禁止作用。这种禁止导致这样的事实，即由完全对称振动引起的谱线，在单位不可约表示之后变换，这在具有另一个足够高的点对称性基团的对称分子中观察到，例如具有对称性基团的吡嗪和吩嗪，必须是轻微的，或者根本不存在。在这种情况下，在甲烷中，最增强的谱线是由振动引起的，由不可约表示变换，或。
2014-02-27 physics.chem-ph
Effect of the anisotropy on the glory structure of molecule-molecule scattering cross sections
利用最近的从头计算势能面计算了O $_2(^3Σ_g^-)$ -O $_2(^3Σ_g^-)$的总（弹性+旋转非弹性）积分截面.采样速度范围允许我们在分子束实验中观察到的荣耀干涉图案进行彻底的比较。计算的截面比实测的小10%左右，然而，在速度位置的荣耀极值实现了显着的协议。通过与减少或消除相互作用的各向异性的模型进行比较，发现荣耀图案对各向异性非常敏感，特别是荣耀极值的位置。
2011-12-08 physics.chem-ph
Ultracold molecules from ultracold atoms: a case study with the KRb molecule
冷原子或分子的超冷碰撞使得由两个碰撞物质形成的碰撞复合物的束缚态可用于冷物质或复合物的控制和操纵。这种共振最好用共振散射理论来处理，该理论在超冷领域可以利用长程势的性质和多通道量子缺陷理论的方法。通过对40K87Rb分子的阈值散射态和束缚态的耦合道计算，说明了用长程势的量子亏损理论的思想和方法，同时也证明了束缚态在整个光谱中的自旋性质.
2009-01-15 physics.atom-ph physics.chem-ph
Ultraintense, ultrashort pulse x-ray scattering in small molecules
本文研究了孤立有机分子从线性到非线性吸收区的X射线散射。在非线性区域，我们探索了弹性和非弹性通道的重要性，并观察到非线性行为的发生作为脉冲持续时间和能量的函数。在线性区，我们用独立原子模型（IAM）、Hartree-Fock（HF）和密度泛函理论（DFT）计算了散射信号对分子成键和电子关联的敏感性。最后，我们描述了如何相干X射线散射可以用来直接visualizefemtosecond电荷转移和解离在一个单一的分子进行X射线multiphotonabsorption。
2020-09-18 physics.chem-ph physics.optics
Total angular momentum representation for state-to-state quantum scattering of cold molecules in a magnetic field
我们证明了尽管在渐近哈密顿量的本征谱中存在非物理的塞曼态，但利用总角动量表象可以有效地计算冷分子在磁场中态-态量子散射的积分截面.我们证明了非物理状态的出现是由于使用一个固定的截断值$J_\text{max}$的碰撞复合物$J$的总角动量的空间固定的总角动量基的不完整性。结果，某些轨道角动量（$l$）基态缺乏角动量加法规则所要求的全部范围的$J$值，导致非物理状态的出现。我们发现，通过对每个$l$增加一个全范围的$J$ -态，可以完全消除外场中分子碰撞量子散射计算中的非物理态.为了说明这一过程，我们使用增广基组来计算$^{40}$ CaH $(X^2Σ^+,v=0,N=1, M_N=1, M_S=1/2)$分子与$^4$ He原子在磁场中冷碰撞的转动和自旋弛豫的态-态截面。我们发现很好的协议与基准计算，验证我们提出的程序。我们发现$N$守恒自旋弛豫到$N=1$流形的最低能量塞曼态，$|11\frac{1}{2}\rangle\to |1-1-\frac{1}{2}\rangle$几乎被完全抑制，由于完全自旋拉伸塞曼态之间缺乏自旋-旋转耦合。我们的结果表明，严格的，计算效率高，和非物理状态自由的量子散射计算的可能性冷分子碰撞在一个外部磁场。
2021-10-12 physics.atom-ph physics.chem-ph
Excited Electronic States in Total Isotropic Scattering From Molecules
超快X射线散射实验中的各向同性散射分量进行常规分析。在这里，我们提出了一个分析方法计算总的各向同性散射直接从从头计算的两个电子密度的基态和激发态的电子。该方法被推广到计算各向同性弹性，非弹性和相干混合散射。计算结果集中在潜在的电子状态之间的区分和弹性和非弹性散射的总散射的组成。通过研究氨的第一激发态中的伞运动，我们发现，相关的电子密度重新分布在总信号中留下了一个恒定的指纹，其大小与分子几何形状变化的贡献相似。
2019-10-03 physics.chem-ph
Modifying molecular scattering from rough solid surfaces using ultrashort laser pulses
我们考虑固体表面散射的分子，受到强非共振超短激光脉冲击中表面之前。脉冲改变分子的旋转状态，导致它们的无场排列，或具有优选方向的旋转。我们表明，无场激光诱导的分子排列导致散射角和旋转的散射分子的意义之间的相关性。此外，通过控制激光诱导分子单向旋转的方向，可以影响分子的散射角。这为通过激光控制表面散射分离分子混合物（例如同位素和核自旋异构体）提供了一种新的手段。
2012-11-18 physics.chem-ph physics.optics
Positronium scattering by atoms and molecules at low energies
本文综述了近年来正电子偶素与原子和分子散射的理论和实验研究进展，特别着重于低能散射。我们批判性地比较了不同团体$-$理论和实验的结果。考虑的理论方法包括$R$矩阵和紧密耦合的方法适用于Ps-H，Ps-He，和Ps-Li散射，和一个耦合通道的方法与非局部模型的潜力Ps散射的H，He，H $_2$，Ne，Ar，Li，Na，K，Rb，Cs，和Ps和Ps-He散射的拾取淬火。讨论了不同体系的散射长度、部分、总和微分截面以及共振能和结合能的结果。
2001-09-12 physics.atm-clus physics.chem-ph
Anticorrelated stereodynamics of scattering and sticking of H2 molecules colliding with a reactive surface
该研究利用磁操控控制基态H2分子碰撞前的旋转取向，直接揭示直升机式取向更易解离黏附、车轮式取向更易散射的反相关立体动力学规律。
2024-10-01 physics.chem-ph
Greatly enhanced absorption of non-resonant microwave fields by ultracold molecules near a Feshbach resonance
我们表明，碰撞诱导吸收的非共振微波光子的超冷分子的气体的概率显着增强附近的Feshbach散射共振。这可用于通过测量微波场吸收来检测超冷分子的费什巴赫共振，以及用于通过在宽范围的场参数中改变微波场的频率和强度来调谐超冷分子的弹性散射截面。
2010-10-27 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Invariance of quantum scattering rate coefficients to anisotropy of atom-molecule interactions
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；British Columbia Institute of Technology（不列颠哥伦比亚理工学院）
该研究证明了原子-分子散射速率系数对相互作用各向异性不敏感，通过设置各向异性为零可提高计算效率。
2026-01-03 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
Computational studies of x-ray scattering from three-dimensionally-aligned asymmetric-top molecules
本文从理论和数值上分析了椭圆偏振激光作用下三维排列的非对称陀螺分子的X射线散射。采用刚性转子模型。假设极化率张量的主轴与转动惯量张量的主轴重合。在哈密顿量的几个对称性的识别和利用，以提高效率的求解依赖于时间的薛定谔方程的每个旋转状态最初填充在一个热系综。利用相位恢复算法，从一个准衍射排列的样品的结构重建的可行性说明了有机分子萘。可实现的空间分辨率强烈地依赖于激光参数、初始旋转温度和X射线脉冲持续时间。我们证明，当激光峰值强度为5 TW/cm ^2，激光脉冲持续时间为100 ps，旋转温度为10 mK，X射线脉冲持续时间为1 ps时，可以以1 μ s的分辨率探测分子结构。
2010-05-06 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.pop-ph
Seeing the vibrational breathing of a single molecule through time-resolved coherent anti-Stokes Raman scattering
分子内化学键的运动可以通过超快非线性光谱学以振动波包的形式被实时观察到。这种非线性光学测量通常在大的分子系综上进行，并且因此被限制到可以保持系综相干性的程度。在这里，我们描述振动波包运动的单分子，通过时间分辨，表面增强，相干反斯托克斯拉曼散射记录。在环境条件下，通过为分子配备偶极纳米天线（金哑铃）来实现检测单个分子运动所需的灵敏度。与系综中的测量相反，单个分子上的振动相干性不会退相。它产生具有特征统计的相位波动。我们提出了离散采样的统计状态的时间演化，并突出了独特的信息内容的特征，早期的信号概率分布函数。
2014-02-20 physics.chem-ph physics.optics
Signatures of classical bifurcations in the quantum scattering resonances of dissociating molecules
本文用半经典方法研究了离解分子的量子散射共振。动力学发生在一个势能面上，一个能垒将两个解离通道分开。在势垒以上，不稳定的周期轨道可能会发生超临界分叉，导致经典的混沌状态。分叉的签名出现在共振谱中，其具有比经典预期的更短的寿命。提出了一种方法来评估半经典的能量和寿命的量子共振在这个中间制度。
2014-06-15 nlin.CD physics.chem-ph
PyQCAMS: Python Quasi-Classical Atom-Molecule Scattering
本文提出用于准经典轨迹方法下原子-分子散射的Python包PyQCAMS，支持多种势能输入并输出反应截面与产物能量分布，通过H$_2$ + Ca反应示例及并行化测试验证了其性能。
2023-04-05 physics.chem-ph physics.comp-ph
Solid Harmonic Wavelet Scattering for Predictions of Molecule Properties
École normale supérieure（巴黎高等师范学院）；PSL Research University（巴黎文理研究大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Collège de France（法兰西公学院）
我们提出了一个机器学习算法的启发，从密度泛函理论的思想分子性质的预测。使用高斯型轨道函数，我们创建代理电子密度的分子，我们计算不变的“固体谐波散射系数”，占不同类型的相互作用在不同的尺度。从这些不变系数计算分子的各种物理性质的多线性回归。数值实验表明，这些回归具有接近最先进的性能，即使相对较少的训练样本。对散射系数的小集合的预测可以达到DFT精度，同时是可解释的。
2018-05-01 cs.CE cs.LG physics.chem-ph
Excited-State Structure Modifications Due to Molecular Substituents and Exciton Scattering in Conjugated Molecules
化学取代基（如极性部分）的连接构成了改变共轭聚合物和低聚物的物理和化学性质的有效且方便的方式。在分子电子状态的相关修改可以全面描述通过检查散射的激子在聚合物的骨干在散射中心代表的化学取代基。在这里，我们实现了有效的紧束缚模型作为一种工具来检查的激子散射矩阵的半无限高分子链与取代的分析性质。我们证明，取代和连接的聚合物之间的化学相互作用充分描述的散射矩阵的分析性质。特别是，共振和束缚电子激发表示通过的散射振幅的零和极点的位置，解析地继续激子准动量的复值。通过对取代苯乙炔分子的激发态的分析，验证了这些概念。
2016-12-12 physics.chem-ph
On the linear response and scattering of an interacting molecule-metal system
一个多体格林函数的方法，等离子体增强光谱的微观理论的局部表面等离子体共振光谱的背景下，并适用于调查的量子分子和经典的等离子体共振之间的耦合单层包覆的银纳米粒子。电子传播或格林函数，占一个单一的分子和它的图像在附近的纳米级金属之间的重复极化相互作用，明确计算和用于构建的组合分子-金属系统的线性响应特性的外部电磁扰动。在我们的方法中，状态的移动和有限寿命严格且自动地出现，并揭示了分子和金属之间的复杂耦合，而以前的理论没有完全描述。利用自洽的这种量子分子的连续电磁散射的分子-金属目标的响应纳入计算局部表面等离子体共振波长偏移相对于裸金属从第一原理。
2009-12-23 physics.chem-ph quant-ph
Modifying molecule-surface scattering by ultrashort laser pulses
近年来，利用超短激光脉冲在自由空间中排列分子成为可能。本文基于激光诱导分子排列，探讨了两种控制分子-表面散射过程的方案。在第一个方案中，一个单一的超短非共振激光脉冲施加到分子束击中表面。该脉冲改变入射分子的角分布，并使散射分子以优选的旋转方向（顺时针或逆时针）旋转。在第二种方案中，两个适当延迟的激光脉冲被施加到由两个化学上接近的分子物种（同位素或核自旋异构体）组成的分子束。作为双脉冲激发的结果，这些物质在与表面碰撞后被选择性地散射到不同的角度。这些效应可能为分子混合物的分析和分离提供新的手段。
2011-07-05 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Direct probe of anisotropy in atom-molecule collisions via quantum scattering resonances
各向异性是粒子相互作用的基本性质。它在冷和超冷分子过程中占据核心作用，其中已经发现长程力显著依赖于超冷极性分子碰撞中的取向。最近的实验表明，出现的量子现象，如散射共振在冷碰撞制度由于量子化的分子间的自由度。虽然这些状态已被证明是敏感的相互作用的细节，各向异性的量子共振的影响，迄今为止，逃避实验观察。在这里，我们通过改变分子内部转子的量子态，利用量子共振直接测量原子-分子相互作用的各向异性。我们观察到，只有当分子受到旋转激发时，分子氢与亚稳态氦的潘宁电离才会出现碰撞能量为$k_B$ x 270 mK的量子散射共振。我们使用最先进的从头算和多通道量子分子动力学计算表明，各向异性有助于有效的相互作用，只有$H_2$分子在第一激发旋转状态，而旋转基态$H_2$相互作用纯粹各向同性与亚稳态氦。控制内部分子旋转的量子态，使我们能够打开或关闭各向异性，从而解开相互作用的各向同性和各向异性部分。这些量子现象为最先进的理论描述提供了一个具有挑战性的基准，突出了使用冷碰撞来推进粒子相互作用的微观理解的优势。
2016-06-14 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Single-Molecule Surface-Enhanced Raman Scattering Spectrum of Non-Resonant Aromatic Amine Showing Raman Forbidden Bands
本文报道了对氨基苯硫酚（PATP）的单分子表面增强拉曼散射（SERS）光谱。在4-ABT浓度为8 * 10^-10 M时测量，光谱显示出拉曼禁戒模式。用非共振可见光激光获得的4-ABT的SM-SERS光谱不同于以前报道的4-ABT的SERS光谱，并且不能用量子力学计算重建。仔细的经典分配（不基于量子力学计算）的报告，并指出，在4-ABT的报告光谱的差异主要是由于拉曼禁带的外观。拉曼禁带的存在可以解释的4-ABT吸附在银纳米结构的电荷转移（CT）效应，表明在SERS热点的拉曼选择规则的故障。
2016-10-26 physics.chem-ph
Zepto to Attosecond core-level photoemission time delays in homonuclear diatomic molecules and non-dipole effects in the framework of Multiple Scattering theory
本研究理论探究同核双原子分子芯能级光发射时间延迟角分布，聚焦非偶极效应致对称性破缺，基于多散射理论建模揭示双中心干涉抵消及残余非偶极效应，应用于氮分子验证并展示其能量角度依赖特性。
2025-02-18 physics.chem-ph
Nonlinear light scattering in molecules triggered by an impulsive X-ray Raman process
利用超算符格林函数方法计算了由脉冲X射线产生的价电子随时间演化的电荷分布的时频分辨非线性光散射信号。信号由相干$\sim N^2$ -定标差频产生和非相干荧光$\sim N$ -定标分量组成，其中$N$是活性分子的数目。前者是由基于含时电荷密度的经典拉莫尔公式给出的。后者需要关于电子结构的额外信息，并且可以根据代表量子物质路径的跃迁振幅来重新塑造。
2013-04-19 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Effect of correlation on the elastic scattering of slow positrons from molecules
本文将Swann-Gribakin模型关联势与单中心展开方法结合，研究慢正电子在非极性和极性分子上的弹性散射，并与Perdew-Zunger模型对比，验证了该方法在更大体系中的适用性。
2025-09-19 physics.atm-clus physics.chem-ph
Variational treatment of electron-polyatomic molecule scattering calculations using adaptive overset grids
利用散射波函数的重叠网格表示，建立了电子-多原子分子散射的复Kohn变分方法。重叠网格由一个中心网格和多个密集的，原子为中心的子网格，允许同时球形展开的波函数关于多个中心。散射边界条件是通过使用由自由粒子的格林函数和潜在的反复应用，$\hat{G}^+_0\hat{V}$的重叠网格上的工作方程的“Born-Arnoldi”的解决方案形成的基础。该理论被证明是等价于一个特定的Padé逼近的$T$ -矩阵，并具有快速收敛性能，无论是在数量的数值基函数和数量的部分波采用的球面展开。该方法被证明在甲烷和CF $_4$的静态交换近似计算，并进行了详细的计算与数值Schwinger变分方法的基础上单中心展开。一个有效的程序操作与自由粒子格林函数和交换运营商（没有近似）也被描述。
2017-08-11 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.comp-ph
The dynamical Green's function and an exact optical potential for electron-molecule scattering including nuclear dynamics
我们推导出一个严格的光学势电子分子散射包括核动力学的影响，通过扩展常见的多体格林函数方法的光学势超出固定的核限制的分子目标。我们的形式主义对待抛射电子和核运动的目标分子在同一个立足点，从而严格的动态光学势帐户的散射目标的复杂的多体性质。目前的工作的一个中心结果是，共同的固定核光学势是一个有效的绝热近似的动态光学势，即使当弹丸和核运动（非绝热）耦合，只要散射能量远低于电子激发阈值的目标。对于极低的弹丸速度，然而，当截面是最敏感的散射势，我们预计的影响，核动力学的光学势成为相关的。对于这些情况下，一个系统的方法来提高绝热近似的动态光学势，产生非本地运营商相对于核坐标。
1999-07-30 physics.atm-clus physics.chem-ph
Time delay of slow electrons by a diatomic molecule described by non-overlapping atomic potentials model
在非重叠原子势模型的框架下，研究了慢电子与两原子分子的弹性散射。分子连续波函数表示为一个平面波和两个球面s波的组合，由原子球的中心产生。该函数的渐近性以封闭形式确定了弹性电子散射的振幅。我们表明，这个振幅不能表示为一系列的球函数。因此，不可能直接使用通常的S矩阵方法来确定非球形目标的散射相位。我们发现，远离分子的连续波函数可以表示为一个展开在其他的球正交函数。这种膨胀的系数决定了非球形分子系统的分子散射相。在这种方法中，我们计算了慢电子被两原子靶散射的Wigner时间延迟。
2020-01-10 physics.chem-ph
Heterodyne-Detected Ultrafast X-Ray Diffraction and Scattering from Nonstationary States
自由电子激光硬X射线光源可以提供高通量的飞秒脉冲，从而能够对分子中的结构动力学和基本弛豫过程进行时间分辨探测。传统的X射线弹性散射晶体在基态由尖锐的布拉格衍射峰，产生的分子对和揭示的基态电荷密度。超短X射线脉冲从气体、液体甚至单分子的散射更为复杂，涉及单分子和双分子的贡献、漫射（非布拉格）特征、弹性和非弹性分量、非稳态中电子相干性的贡献以及不同状态散射之间的干扰（外差检测）。我们提出了一个统一的描述，涵盖了所有这些过程，并讨论了气相碘化钠的相对大小。最近讨论过的全息（外差）干涉的观测条件[1]得到了澄清。
2016-11-21 physics.atm-clus physics.chem-ph
A simple approach to hopping matrix elements between nearby molecules
跳跃矩阵元$t$量化了一对邻近分子上前线轨道之间的量子力学耦合。缺乏从DFT计算确定$t$的方便和普遍适用的方法;只有当相互作用的分子相同且对称放置时，才能从耦合诱导的能量分裂获得$t$。我们提出了一个简单的方法来确定$t$从DFT的结果，依赖于测量杂交，投影到相互作用的分子的组成前沿轨道的杂交对轨道，使用空间离散波函数（"立方体文件“），而不是分析表示。我们演示的方法，探索如何$t$依赖于半导体聚合物中发现的典型部分的身份和相对位置。
2022-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A tutorial on quantum scattering theory and coupled-channel calculations of bimolecular collisions
Freie Universität Berlin, Dahlem Center for Complex Quantum Systems and Fachbereich Physik（柏林自由大学，达勒姆复杂量子系统中心及物理系）；Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）
本教程用狄拉克符号构建散射问题，推导耦合道表述，引入Numerov方法计算截面，从单道扩展至基态原子与双原子分子的真实碰撞，为双分子碰撞的数值计算提供实用框架。
2026-10-16 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Nonadiabatic Quantum Dynamics of Molecules Scattering from Metal Surfaces
针对金属表面分子散射中的非绝热耦合问题，提出结合孪生空间矩阵乘积态的层级运动方程（HEOM）方法，应用于NO/Au(111)散射并捕捉非绝热与量子核效应，还将其作为基准评估混合量子-经典方法，揭示能量耗散机制及方法适用范围。
2024-11-27 physics.chem-ph quant-ph
A hybrid quantum-classical algorithm for multichannel quantum scattering of atoms and molecules
本文提出一种基于Kohn变分原理和变分量子线性求解器的混合量子-经典算法，用于求解原子与分子碰撞的散射S矩阵，并在NISQ处理器上验证了其计算振动弛豫概率及扩展至多原子分子碰撞的可行性。
2023-04-12 physics.chem-ph quant-ph
Microhydration effect on structural, energetic and light scattering properties of first branched interstellar molecule ( i-PrCN)
在这项工作中，我们专注于异丙基氰（i-PrCN）的微溶剂化，因为异丙基氰最近在星际空间中被检测到，并且从天体化学和生物化学的角度来看，它的分支碳链非常重要。这些分支是生命中许多关键分子所必需的，比如构建蛋白质的氨基酸。本文用三种不同的量子化学模型探讨了氢键的形成对微水异丙基氰的结构、能量和电学性质的影响。据观察，由三个模型计算的结构参数显示相似，但模型依赖性是显而易见的，从平衡电子能量的集群。水分子的存在对偶极矩和极化率的值有显著的影响。用平均极化率和极化率各向异性计算的瑞利强度由于氢键的形成而大大增加。对于CN伸缩振动的异丙基氰，拉曼散射活动的增强后，观察到络合。
2015-11-13 astro-ph.SR physics.chem-ph
The dipole-quadrupole theory of surface-enhanced Raman scattering
综述致力于解释SERS的偶极子和四极光分子相互作用中产生的表面场强烈变化的空间中的区域中的强烈不规则的表面粗糙度。本文介绍了SERS的主要特征，几种典型粗糙表面和其它体系附近的电磁场理论，任意对称分子的SERS喇曼张量理论，SERS谱的选择规则和分析，对称分子在某些特定条件下的SERS谱中的一些反常现象，考虑了甲烷分子和立方对称群分子四极散射机制的电动力学禁戒。解释了SERS方法在单分子检测中出现的信号增强和闪烁现象。将上述理论与其它一些SERS机制进行了比较，并对SERS现象进行了解释。结果表明，理论与实验符合得很好，并解释了与SERS现象有关的许多特征。
2013-09-30 physics.chem-ph physics.optics
Gaussian Process Model for Extrapolation of Scattering Observables for Complex Molecules: from Benzene to Benzonitrile
本文考虑了一个问题，即在不计算A-X的势能面的情况下，外推一个大的多原子分子A-H的碰撞性质，通过用一个小的分子群X取代H原子来预测另一个与A-H有关的分子的动力学性质。我们假设的$-$ H $\rightarrow$ $-$ X替代的效果体现在一个多维函数与未知参数表征的变化的势能面。我们建议应用高斯过程模型来确定动态观测量对未知参数的依赖性。这可以用于产生对应于潜在参数的物理变化的可观测值的区间。我们表明，高斯过程模型结合经典的轨道计算可以用来获得的碰撞截面的依赖关系的C $_6$ H $_5$ CN与He的未知参数描述的He原子与CN分子的碎片的相互作用。然后在物理上合理的范围内改变未知参数，以产生截面的预测不确定性。将计算结果归一化到由量子散射计算得到的He - C $_6$ H $_6$碰撞截面，以提供C $_6$ H $_5$ CN与He碰撞的热平均截面的预测区间.
2015-07-26 physics.chem-ph
First-Principles Understanding of Vibrational Energy Transfer in Molecule-Surface Scattering: Both Adiabatic and Nonadiabatic Channels Matter
本研究开发了纳入所有自由度与界面电子转移的第一性原理非绝热动力学模型，厘清了分子-表面散射中绝热与非绝热能量转移通道的各自贡献，为复杂体系能量转移模拟提供了重要参考。
2025-03-21 physics.chem-ph
Theory for Entangled-Photons Stimulated Raman Scattering versus Nonlinear Absorption for Polyatomic Molecules
City University of Hong Kong（香港城市大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（马克斯·普朗克物质与结构动力学研究所）
本研究提出利用纠缠光子增强多原子分子受激拉曼散射的理论，展示了其与非线性吸收在强度上的相似性及振动相干性的作用。
2026-01-20 physics.chem-ph quant-ph
Low-temperature scattering with the R-matrix method: from nuclear scattering to atom-atom scattering and beyond
R矩阵方法是一种完全量子化的时间无关散射方法，用于模拟原子核、电子-原子、电子-离子、电子-分子等散射。在这里，一种新的R-矩阵方法，RmatReact，提出应用于超冷（亚开尔文）原子-原子散射。这是对近几十年来实验方法的回应，这些实验方法促进了超冷原子和小分子在实验中的常规使用。该项目为将来的代码最终模拟多原子-多原子反应碰撞奠定了基础。本文给出的结果的数值比较，其他已建立的方法，并在超冷氩原子的弹性散射共振。
2019-12-19 physics.chem-ph
A multiple scattering theoretical approach to time delay in high energy core-level photoemission of heteronuclear diatomic molecules
本文给出了线偏振软x射线阿秒脉冲光电离异质双原子分子时动量分辨的芯能级光发射时间延迟的解析表达式。为此，我们在空间固定系统（原子、分子和晶体）中，基于一阶含时微扰理论，在单电子单通道模型下，推导出了光电子延迟的一般表达式，并将其应用于电偶极近似下的芯能级光电子延迟。利用多次散射理论，采用级数展开、平面波和Muffin-tin近似，将核能级光电子发射时间延迟$t$分解为三个分量：$t_{\rm abs}$、$t_{\rm path}$和$t_{\rm sc}$，分别为原子光电子发射时间延迟、光电子在周围原子间传播引起的延迟和光电子被周围原子散射引起的延迟.我们将单次散射近似应用于$t_{\rm path}$，得到了极化矢量平行于分子轴的异质双原子分子的$t_{\rm path}^{(1)}(k,θ)$，其中$θ$是测量的光电子与分子轴的夹角。在高能区用该简化表达式$t_{\rm path}^{(1)}(k,θ)$（$k\gtrsim 3.5\,\, {\rm a.u.}^{-1}$）对$t$进行了很好的近似，并通过与CO分子C1 $s$核能级光电子时间延迟的多次散射计算结果的比较，证实了该估计结果的正确性. $t_{\rm path}^{(1)}(k,θ)$表现出对$θ$的特征依赖性，在$θ=0$处变为零，在$θ=π$处与$2kR$表现出EXAFS型振荡，其中$R$是键长，并且给出了…
2022-05-30 physics.atm-clus physics.chem-ph
Ten-dimensional wave packet simulations of methane scattering
我们目前的结果波包模拟散射的定向甲烷分子从一个平面，包括所有九个内部振动。在平移能量高达96 kJ/mol，我们发现，散射几乎是完全弹性的。当分子撞击表面时的振动激发和相应的变形取决于势能面的一般特征。特别是，我们的模拟表明，甲烷解离的分子与表面的相互作用应导致一个拉长的平衡C-H键长接近表面。
2001-06-07 physics.chem-ph physics.comp-ph
Ultrafast X-Ray Scattering: New Views of Chemical Reaction Dynamics
本文介绍超快X射线散射的理论与实验要点，指出其可通过时间分辨分子结构为化学反应动力学研究提供新观测维度，并展望了未来技术发展方向。
2020-03-05 physics.chem-ph
Quantum Reactive Scattering of Ultracold Atoms and Molecules: Universality and Chaotic Dynamics
化学反应研究中的一个基本问题是，在碰撞能量接近绝对零度时，反应如何进行。这个问题不再是假设：原子和分子的量子简并气体现在可以在低于几十纳开尔文的温度下产生。在这项工作中，我们考虑的基准之间的超冷反应，最著名的超冷分子，KRb和K。我们首次绘制了一个精确的从头计算基态势能面的KRbK复杂的全维和报告的数值精确的量子力学反应动力学。旋转分辨率的分布是泊松分布。对超球绝热势曲线的分析解释了这种统计特征，揭示了短程碰撞复合体的混乱分布，该复合体在控制反应结果方面发挥着关键作用。我们将其与具有较小状态密度的较轻系统（此处为LiYbLi三聚体）进行比较，该系统显示随机而非混沌行为。
2017-08-25 physics.chem-ph quant-ph
ePSproc: Post-processing suite for ePolyScat electron-molecule scattering calculations
ePSproc提供了ePolyScat（ePS）的后处理结果代码，ePS是一套用于计算量子散射问题的代码，由Luchesse及其同事开发和发布（Gianturco等1994）（Natalense和Lucchese 1999）（R. R. Lucchese and Gianturco 2016）。ePS是解决散射问题的强大计算引擎，但其固有的复杂性，加上额外的后处理要求，从简单的可视化到更复杂的处理，涉及基于ePS输出的进一步计算，对大多数研究人员来说，这是一个重大的障碍。ePSproc旨在通过提供一系列用于读取、处理和绘制ePS输出的功能来降低这一障碍。由于ePS计算目前在AMO物理学中有多种应用（见下文），因此预计ePSproc在社区中具有巨大的重用潜力，既可以作为开始使用ePS的研究人员的基本工具集，也可以作为已经使用ePS的研究人员的更高级的后处理套件。ePSproc目前是为Matlab/Octave编写的，并通过Github发布：https://github.com/phockett/ePSproc。
2016-11-12 physics.chem-ph physics.comp-ph
A new route for enantio-sensitive structure determination by photoelectron scattering on molecules in the gas phase
X射线和电子衍射是确定分子结构的有力工具。对气相中随机取向分子的研究涉及无法生成分子晶体或需要解决无相互作用分子结构的情况。这样的研究通常产生部分几何信息，如原子间距离。在这里，我们提出了一种互补的方法，它允许获得洞察的结构，手性，甚至详细的几何特征的分子在气相中。我们的方法结合了库仑爆炸成像，编码在核壳光电子的分子框架衍射图案和从头计算的信息。使用环状分析方案，我们能够推导出特定的分子坐标，甚至对手性分子的手性和单个原子的位置具有灵敏度，例如，质子
2023-01-23 physics.app-ph physics.chem-ph
Plasmofluidic Single-Molecule Surface Enhanced Raman Scattering from Dynamic Assembly of Plasmonic Nanoparticles
单分子表面增强拉曼散射（SM-SERS）是等离子体纳米粒子的重要应用之一。SM-SERS灵敏度关键取决于在这种纳米颗粒附近产生的等离子体热点。在传统的液相SM-SERS实验中，等离子体热点通过纳米颗粒的化学聚集来促进。这种聚集通常是不可逆的，因此，纳米颗粒不能再分散在流体中以供进一步使用。在这里，我们展示了如何将SM-SERS与等离子体极化激元辅助的等离子体纳米粒子在非结构化金属-流体界面的可逆组装相结合。我们的方法的一个独特的特点是，我们使用一个单一的倏逝波光激发的纳米粒子组装，操纵和SM-SERS测量。此外，通过利用在金属-流体界面处的等离子体激元的双重激发，我们创建了金属纳米颗粒的相互作用组件，其可以进一步用于分散纳米结构的动态光刻。我们的工作将在实现光学寻址，等离子体流体，单分子检测平台的影响。
2018-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.app-ph
The effect of DNA bases permutation on surface enhanced Raman scattering spectrum
表面增强拉曼散射（SERS）过程导致吸附在等离子体金属表面的分子的拉曼散射截面显著增加，并受到金属表面几何结构、光学性质、化学吸附分子的取向以及化学环境等诸多物理化学因素的影响。虽然SERS有望用于DNA序列的单分子灵敏度和光学传感，但需要更详细地了解各种因素之间丰富的物理化学相互作用，以提高现有和未来基于SERS的DNA传感平台的预测能力。在这项工作中，我们报告的实验结果表明，吸附的单链DNA（ssDNA）异构体的SERS光谱依赖于单个碱基出现在3个碱基长的ssDNA由于DNA碱基之间的分子内相互作用的顺序。此外，我们的实验表明，效果持有在更一般的条件下，分子不经历化学增强由于共振电荷转移效应，也在标准拉曼散射没有电磁或化学增强。我们的数值模拟定性地支持实验结果，并表明基置换的结果在拉曼和化学增强拉曼光谱的修改。
2021-02-21 physics.chem-ph physics.optics
The Theory of Surface Enhanced Hyper Raman Scattering
详细阐述了作者提出的表面增强超拉曼散射（SEHRS）的偶极-四极理论。考虑了粗糙金属表面上电磁场行为的特殊性。结果表明，在曲率较大的地方，偶极和四极光分子相互作用增强。得到了对称分子SEHRS截面的表达式，它由几个贡献组成。得到散射贡献的选择规则，并在增强度后对散射贡献进行定性分类。对吡嗪和吩嗪以及其它一些分子的实验光谱进行了分析。结果表明，这些谱线的实验值与理论值完全一致.
2014-11-14 physics.chem-ph physics.optics
Gaussian Process Model for Collision Dynamics of Complex Molecules
我们表明，高斯过程模型可以与少量（100阶）的散射计算相结合，以提供一个多维的依赖性的散射观测实验可控参数，如碰撞能量或温度）以及势能面（PES）参数。对于Ar - C $_6$ H $_6$碰撞，我们证明了200个经典轨道计算足以提供一个10维超曲面，给出了碰撞寿命对碰撞能量，内部温度和8个PES参数的依赖关系。这可以用于解决逆散射问题，热平均可观测量的有效计算，用于通过对PES变化进行平均来减少分子动力学计算的误差，以及可观测量对确定PES的各个参数的灵敏度的分析。该模型提供了量子散射截面的精确描述，甚至接近散射共振。
2015-07-26 physics.atm-clus physics.chem-ph physics.data-an
Deflection of Rotating Symmetric Molecules by Inhomogeneous Fields
我们考虑偏转的旋转对称分子的不均匀的光学和静态电场，比较结果与线性分子的情况下，并发现新的奇异性的散射角的分布。详细分析了长/扁分子的散射过程，结果表明，利用短而强的飞秒激光脉冲可以有效地控制该过程。特别地，偏转分子的角色散可以通过激光诱导的分子预对准而显著减小。我们首先使用一个简单的经典模型来研究这个问题，然后通过更复杂的方法，包括绝热不变量的形式主义和直接数值模拟的欧拉-拉格朗日运动方程，找到类似的结果。建议的控制方案开辟了新的途径，许多应用涉及分子的聚焦，引导，并通过光学和静态场捕获。
2011-05-16 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
