陈武超, 王能平

CO:LiCl(001)-(1X1)表面电子激发态及其随时演化

陈武超, 王能平*

（宁波大学 物理科学与技术学院, 浙江 宁波 315211）

采用多体摄动理论研究CO:LiCl(001)-(1X1)表面的激发态性质、CO分子激子态随时演化及其寿命. 首先用局域密度近似的密度泛函理论计算CO分子吸附在LiCl(001)-(1X1)表面的几何结构; 随后运用GW近似研究LiCl块体、LiCl(001)-(1X1)干净表面以及CO:LiCl(001)-(1X1)表面的准粒子能带结构, 引入电子-空穴相互作用, 求解二粒子格林函数的Bethe-Salpeter方程(BS方程), 并得出其电子-空穴激发态及光学吸收谱, 将计算得到的光吸收谱与实验数据进行比较; 最后基于吸附系统CO:LiCl(001)-(1X1)的BS方程的解, 求解含时薛定谔方程得出的分子激发态的随时演化. 因衬底和吸附分子之间的耦合作用, CO分子激子态在随时演化的初始阶段呈现非常快的衰减, 其寿命仅为0.75fs. CO分子激子态的空穴大幅度地向衬底转移, 而激子态的电子仍然滞留在CO分子上.

准粒子能带结构; GW近似; 电子激发态; BS方程; 随时演化

电子激发态及其随时演化的特性在物理和化学领域有着重要的应用[1-3]. 描述电子激发态衰变的重要物理量之一是电子激发态的寿命, 电子激发态的寿命决定于电子与其他准粒子之间的相互作用, 如单粒子激发的电子、空穴, 以及集体激发的声子、磁振子、等离子体振子等. 在实验中光电子能谱[4-6]可通过测量谱线形状和线宽占据态的衰变研究, 反光电子能谱[7-8]、双光子光电子能谱[9]和时间分辨[10-11]可测量非占据态谱线形状和线宽研究其衰变特性. 在……