GaN与GaN2分子基态的结构与解析势能分析

"GaN和GaN2分子基态的结构和解析势能函数的研究，采用密度泛函方法优化了GaN2的几何构型，得到其键角、核间距和离解能的数据，并通过量子化学计算及最小二乘法构建了GaN的M-S解析势能函数，进一步探讨了GaN2的反应动力学。" 本文详细探讨了GaN和GaN2分子的基态结构以及解析势能函数。研究人员利用密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)，这是一种在量子化学中广泛使用的计算方法，来优化GaN2分子的基态(X^2B2)几何平衡结构。这个基态的对称性被确定为C2V，表明了分子的结构特性。在计算中，得到了关键的几何参数，包括键角为26.428°，平衡核间距为0.2526纳米，以及离解能为9.574电子伏特(eV)。这些数值对于理解分子的稳定性和反应活性至关重要。 在量子化学计算的基础上，研究人员运用最小二乘法拟合了GaN的M-S解析势能函数(Morse-Slater potential energy function)。这种函数可以用来描述分子内部电子态的能量分布和相互作用，有助于预测分子的振动频率、力常数和光谱特性。通过对这些参数的计算，能够更深入地了解GaN分子的动力学行为和光谱性质。 更进一步，研究团队首次使用多体项展式理论(Multibody expansion theory)建立了GaN2基态的解析势能函数，这一函数精准地反映了GaN2的平衡几何结构。这个函数不仅揭示了分子结构的信息，还为分析GaN2分子与其他分子如N2和GaN的反应动力学提供了理论基础。通过分析反应系统(Ga+N2和N+GaN)的动力学，可以预测和解释化学反应速率、活化能等关键参数，这对于半导体材料的合成、器件设计以及相关的化学反应过程具有重要意义。 该研究工作在理论层面对GaN和GaN2分子的结构特性进行了深入探讨，构建了相应的解析势能函数，为理解和控制氮化镓基材料的化学反应提供了理论支持。这些研究成果对于推进氮化镓在半导体技术、光电材料等领域的发展具有重要的科学价值。