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B-Spline Solution of the Two-Center Dirac Equation in the Electronic Continuum for Relativistic Molecular Photoionization.
Journal of Chemical Theory and Computation ( IF 5.7 ) Pub Date : 2024-12-02 , DOI: 10.1021/acs.jctc.4c01232 Felipe Zapata,Daniele Toffoli,Jan Marcus Dahlström,Eva Lindroth,Piero Decleva,Fernando Martín
Journal of Chemical Theory and Computation ( IF 5.7 ) Pub Date : 2024-12-02 , DOI: 10.1021/acs.jctc.4c01232 Felipe Zapata,Daniele Toffoli,Jan Marcus Dahlström,Eva Lindroth,Piero Decleva,Fernando Martín
In this work, the two-center Dirac equation is solved numerically using an extension of an adapted B-spline basis set method previously implemented in relativistic atomic calculations (Fischer, C. F.; Zatsarinny, O. Comput. Phys. Commun. 2009, 180, 879). The robustness of the chosen numerical method, which avoids the appearance of spurious states common in other approaches, allows us to investigate molecular photoionization within a relativistic framework by simply adapting those methods already available in the nonrelativistic case (Brosolo, M.; Decleva, P. Chem. Phys. 1992, 159, 185; Brosolo, M.; Decleva, P.; Lisini, A. Mol. Opt. Phys. 1992, 25, 3345). First, light diatomic molecules (i.e., H2+ and HeH2+) are investigated with the purpose of testing the validity and efficiency of the method. Then, a series of one-electron molecular hydrides (i.e., HF9+, HCl17+ and HI53+) is explored by computing the total photoionization cross sections, asymmetry β-parameters and partial phase shifts. The present methodology can be easily extended to treat N-electron molecules following previous approaches in nonrelativistic calculations (Plesiat, E.; Decleva, P.; Martin, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10853). The inclusion of a second photon can be also accomplished just like in atomic investigations aiming at reproducing pump-probe experiments capable to extract the photoionization time-delays (Vinbladh, J.; Dahlstrom, J. M.; Lindroth, E. Phys. Rev A 2019, 100, 043424; Vinblach, J.; Dahlstrom, J. M.; Lindroth, E. Atoms 2022, 10, 80).
中文翻译:
相对论分子光电离的电子连续体中双中心狄拉克方程的 B 样条解。
在这项工作中,使用先前在相对论原子计算中实现的自适应 B 样条基集方法的扩展对双中心狄拉克方程进行数值求解(Fischer, C. F.;Zatsarinny, O. Comput.物理学交流。2009, 180, 879).所选数值方法的稳健性避免了其他方法中常见的杂散态的出现,使我们能够在相对论框架内研究分子光电离,只需简单地调整非相对论情况下已经可用的那些方法(Brosolo, M.;Decleva, P. Chem. Phys. 1992, 159, 185;布罗索洛,M.;德克列娃,P.;Lisini, A. Mol. Opt. Phys. 1992, 25, 3345)。首先,研究了轻双原子分子(即 H2+ 和 HeH2+),以测试该方法的有效性和效率。然后,通过计算总光电离截面、不对称性β参数和部分相移,探索了一系列单电子分子氢化物(即 HF9+、HCl17+ 和 HI53+)。目前的方法可以很容易地扩展到处理 N 电子分子,遵循以前的非相对论计算方法(Plesiat, E.;德克列娃,P.;Martin, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10853)。第二个光子的包含也可以像在原子研究中一样完成,旨在重现能够提取光离子化时间延迟的泵浦探针实验(Vinbladh, J.;达尔斯特罗姆,JM;Lindroth, E. Phys. Rev A 2019, 100, 043424;文布拉赫,J.;达尔斯特罗姆,JM;Lindroth, E. Atoms 2022, 10, 80)。
更新日期:2024-12-02
中文翻译:
相对论分子光电离的电子连续体中双中心狄拉克方程的 B 样条解。
在这项工作中,使用先前在相对论原子计算中实现的自适应 B 样条基集方法的扩展对双中心狄拉克方程进行数值求解(Fischer, C. F.;Zatsarinny, O. Comput.物理学交流。2009, 180, 879).所选数值方法的稳健性避免了其他方法中常见的杂散态的出现,使我们能够在相对论框架内研究分子光电离,只需简单地调整非相对论情况下已经可用的那些方法(Brosolo, M.;Decleva, P. Chem. Phys. 1992, 159, 185;布罗索洛,M.;德克列娃,P.;Lisini, A. Mol. Opt. Phys. 1992, 25, 3345)。首先,研究了轻双原子分子(即 H2+ 和 HeH2+),以测试该方法的有效性和效率。然后,通过计算总光电离截面、不对称性β参数和部分相移,探索了一系列单电子分子氢化物(即 HF9+、HCl17+ 和 HI53+)。目前的方法可以很容易地扩展到处理 N 电子分子,遵循以前的非相对论计算方法(Plesiat, E.;德克列娃,P.;Martin, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10853)。第二个光子的包含也可以像在原子研究中一样完成,旨在重现能够提取光离子化时间延迟的泵浦探针实验(Vinbladh, J.;达尔斯特罗姆,JM;Lindroth, E. Phys. Rev A 2019, 100, 043424;文布拉赫,J.;达尔斯特罗姆,JM;Lindroth, E. Atoms 2022, 10, 80)。