Modelling excited argon clusters : ggeometries,spectroscopic properties and non-adiabatic relaxation dynamics - Équipe SIMUL « Simulation » du CIMAP Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Modelling excited argon clusters : ggeometries,spectroscopic properties and non-adiabatic relaxation dynamics

Modélisation d'agregat d'argon excité : géométries, propriétés spectroscopiques et dynamique de relaxation non adiabatique

Résumé

We investigate potential energy curves (PECs) using different \textit{ab initio} techniques in MOLCAS, quantum chemistry code. We find that MRCI calculations gives the best . We also studied the geometry of in its lowest triplet state using CASPT2, which are different from previous DIM model study by Naumkin and Wales. We further investigate this and the geometry of the lowest excitonic levels of small argon clusters, by means of the Hole-Particle Pseudopotential (HPP) formalism introduced by Dupláa and Spiegelmann. This formalism allows us to model the excited states associated to Rydberg orbitals with higher accuracy than previous DIM studies. Using HPP we predict the excitation to localise mostly on two atoms rather than three, for the relaxed geometry isomer of the lowest triplet state. We further show the effect of the diabatization of PECs used to parameterise DIM model by means of an additional \textit{ad hoc} state, which uncouples the state from the higher excited states. Using this Di-DIM, we observe symmetry breaking, similar to HPP. Following that, we propose Excitation Dynamics with Quantum Transition in whole Di-DIM basis. Here, we give an algorithm for coefficient evolution in the basis of time-averaged Hamiltonian to minimise the perturbations. \textit{On-the-fly} adiabatic PECs is evaluated using Di-DIM method on which a trajectory is evolved non-adiabatically. The SOC is included within Di-DIM method. The FSSH is employed for hops between adiabatic surfaces. We use this method to study excitation evolution and fragmentation in small neutral argon cluster, which has not been done previously. We observe quick excitation localisation on an excimer followed by slow relaxation of exciton. We observe that the nature and the number of states used as the input for DIM, influences significantly the outcome of the relaxation dynamics.
Nous étudions les courbes d'énergie potentielle (PEC) en utilisant différentes techniques \textit{ab initio} intégrées au code de chimie quantique MOLCAS. Nous constatons que les calculs MRCI donnent les meilleurs PEC pour l'état. Nous avons également étudié la géométrie de dans son état de triplet le plus bas en utilisant CASPT2, qui diffère de l'étude précédente du modèle DIM par Naumkin et Wales. Nous étudions en plus la géométrie des niveaux excitoniques les plus bas pour des petits agrégats d'argon, au moyen du formalisme Hole-Particle Pseudopotential (HPP) introduit par Dupláa et Spiegelmann. Ce formalisme nous permet de modéliser les états excités associés aux orbitales de Rydberg avec une plus grande précision que les études DIM précédentes. En utilisant HPP, nous prédisons que l'excitation se situe principalement sur deux atomes plutôt que sur trois, pour l'isomère à géométrie relaxée de l'état triplet le plus bas. Nous montrons ensuite l'effet de la diabatisation des PEC utilisés pour paramétrer le modèle DIM au moyen d'un état \textit{ad hoc} supplémentaire, qui découple l'état de l'état états excités supérieurs. En utilisant ce Di-DIM, nous observons une brisure de symétrie, similaire à HPP. Ensuite, nous étudions la dynamique d'excitation avec transition quantique à travers toute la base Di-DIM. Ici, nous donnons un algorithme d'évolution des coefficients sur la base d'un hamiltonien moyenné dans le temps pour minimiser les perturbations. \textit{On-the-fly} adiabatique PECs est évalué à l'aide de la méthode Di-DIM sur laquelle une trajectoire évolue de manière non adiabatique. Le SOC est inclus dans la méthode Di-DIM. Le FSSH est utilisé pour les sauts entre les surfaces adiabatiques. Nous utilisons cette méthode pour étudier l'évolution de l'excitation et la fragmentation dans un petit agregat d'argon neutre, , ce qui n'a pas été fait auparavant. Nous observons une localisation rapide de l'excitation sur un excimère suivie d'une relaxation lente de l'exciton. Nous observons que la nature et le nombre d'états utilisés comme entrée pour DIM influencent de manière significative le résultat de la dynamique de relaxation.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03775595 , version 1 (12-09-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03775595 , version 1

Citer

Mukul Dhiman. Modelling excited argon clusters : ggeometries,spectroscopic properties and non-adiabatic relaxation dynamics. Physics [physics]. Normandie Université, 2022. English. ⟨NNT : 2022NORMC215⟩. ⟨tel-03775595⟩
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