发展多维MLR势能模型及其在纳米团簇超流、光谱和动力学方面的应用

量子分子动力学模拟弱相互作用体系中的低温超流行为需要高精度的势能面。 把高精度的从头算能量拟合成一个具体的函数形式是目前构建势能面的常用方法。然而以前广泛采用的势能模型缺乏精确的表征原子分子间的长程势能相互作用。目前新发展的Morse/Long-Rang(MLR)势能模型不但能准确的表征原子间的短程势能相互作用，而且能有效的包含原子间的长程势，自然的连接两者之间的过渡区域，而不是以前模型的直接附加。 但现有的MLR势能模型只应用于一维的双原子分子体系，以及线性分子和原子的弱相互作用体系中。因此，本项目拟进一步推广MLR理论，让其包含更多的角度,径向相关变量,发展多维MLR势能模型，让其以后能广泛应用于非线性分子的弱相互作用体系。本项目的还将应用新发展的多维MLR分子间势能面，采用量子蒙特卡洛的方法模拟生色分子溶于超流氦或者氢分子簇中的光谱和动力学过程，以探索它们在纳米尺度的超流行为。

量子分子动力学模拟弱相互作用体系中的低温超流需要高精度的势能面。 把高精度的从头算能量拟合成一个具体的函数形式是构建势能面的常用方法。然而以前广泛采用的势能模型缺乏精确的表征原子分子间的长程势能相互作用。新近发展的Morse/Long-Rang(MLR) 势能模型不但能准确的表征原子间的短程势能相互作用，而且能有效的包含原子间的长程势，自然的连接两者之间的过渡区域，而不是以前模型的直接附加。但原的MLR势能模型只适用于一维的双原子分子体系，以及线性分子—原子的弱相互作用体系中。因此，该项目进一步推广了MLR理论, 发展了构建多维 MLR势能面的模型和拟合程序，让其能广泛应用于线性分子—线性分子(如CO-H2，OCS-H2)、以及非线性分子—原子(CH3F-He)等弱相互作用体系。全量子力学求解体系的振动、转动能级，理论预测红外和微波光谱，与实验观测进行严格的比较，是检验势能面的重要途径之一。通过该项目，我们发展了多维振转光谱计算程序，它不仅能计算线性分子—原子，线性分子—线性分子体系的振转光谱，而且还可以用于非线性分子—原子体系的研究, 为进一步模拟量子溶剂中的微观超流奠定了的基础。