Mhe+ (m=li, Na, K) Sistemleri İçin Potansiyel Enerji Yüzeylerinin Ve Molekül Özelliklerinin Quantum Mekaniksel Olarak Hassas Hesaplanması

Abstract

Lazer aşındırması metodu ile günümüzde birçok atom, molekül ve iyonun ultra soğutulmuş He nano damlacıkları içerisine sokulabilmekte ve oluşan kompleks yapıların absorpsiyon ve emisyon spektroskopilerinin alınması mümkün olmaktadır. Metal atomlarının ve iyonlarının He içerisindeki davranışlarının açıklanmasında teorik ve deneysel metodlar yoğun olarak kullanılmaktadır. Bunun yanı sıra alkali metal atom ve iyonlarının soygazlarla oluşturdukları kompleksler de son yıllarda birçok teorik çalışmaya konu olmuştur. Bu atom kümeleri aralarındaki etkileşimler yoğun madde ve gaz fazı arasında bir geçiş olduğundan nükleasyon kavramı, faz değişimi, atmosferin üst katmanlarındaki molekül yapıları ve birçok reaksiyonun anlaşılması açısından önemlidir. Bu çalışmanın amacı MHe+ (M=Li, Na, K) iki atomlu sistemleri için potansiyel enerji eğrilerinin ve moleküler özelliklerinin ( disosiyasyon enerjilerinin , titreşim seviyelerinin) çeşitli kuantum mekanik yöntemler (MPn, QCISD(T), CCSD(T)) ve yüksek bazlar kullanılarak hesaplamaktır. Buradan elde edilen sonuçlar metal içeren çok atomlu helyum yığınlarının yapılarını ve özelliklerini anlamak üzere yapılacak hesaplarda kullanılacak, hesaplama zamanı bakımından en uygun ve yüksek hassasiyetteki yöntem ve baz seçimini oluşturmak için büyük önem taşımaktadır.

Laser ablation of in situ metals has recently made it possible to immerse a large number of different metal atoms and ions and small clusters of metal atoms in helium nanodroplets. Atoms and molecules are readily picked up by He droplets, and their spectra are detected through the use of either beam depletion following absorption or laser-induced fluorescence. The complexes MHe+ (M=Li, Na, K) are of great interest, since they are prototypes of a closed-shell singly charged cation interacting with a closed-shell atom. From a more applied point of view, the mobility of metal ions in He is important for the understanding of chemical plasmas, nucleation phenomena, phase transitions and structures formed in the atmosphere. The purpose of the present study is to test the accuracy of the interaction potential functions for the diatomic complexes, MHe+ (M=Li, Na, K), by using MPn, QCISD(T), CCSD(T), and DFT methods with highly accurate basis sets. Results for the potential well depths, zero point energies, dissociation energies, bound vibrational levels are presented. Some of the methods and basis sets employed here are computationally too expensive to study further growth of the metal-Helium clusters (MHen+). From these studies, we determine the most suitable method for studying larger clusters and the level of accuracy of such calculations.