Üç-Boyutlu Esnek Olmayan C(1D)+H2 Saçılmasında Geçiş Olasılıkları ve Tesir Kesitlerinin Hesaplanması

Bu çalışmada, zamana bağlı Schrödinger denkleminin çözümüne dayanan kuantum dalga paketi metodu, üç boyutta inelastik saçılma problemine uygulandı. Schrödinger denklemi Kosloff tarafından geliştirilen Chebychev açılımı metodu ile çözüldü. Hamiltonyen operatörünün dalga fonksiyonu üzerindeki etkisi, Fourier Dönüşümü ve Kesikli Değişken Gösterimi teknikleri ile yapıldı. Dalga paketi Fourier Grid Metodu ile analiz edilerek bireysel kuantum seviyeleri arasındaki geçiş olasılıkları hesaplandı. J-kaydırma tekniği kullanılarak J>0 durumları için diferansiyel tesir kesitleri hesaplandı. Bütün J kuantum durumları üzerinden diferansiyel tesir kesitleri toplanarak toplam tesir kesitleri elde edildi ve toplam tesir kesitlerinin Boltzmann dağılımına göre ortalaması alınarak saçılma hız sabitleri elde edildi.

Anahtar Kelimeler:

Esnek olmayan Saçılma, Hamiltonyen Operatörü, Tesir Kesitleri, Hidrojen

Investigation of heating process of pure calcium element by molecular dynamics simulation method

In the study, the structural and some physical properties of pure calcium (Ca) during the heating process were investigated by classical molecular dynamic (MD) simulations method by using the embedded atom method (EAM) and tight-binding (TB) many body potentials. During this process, different analysis methods such as energy-, lattice parameter-, density-temperature curves, pair distribution function, structure factor and Honeycutt-Andersen (HA) method were used to examine the changes in physical parameters and atomic structure. The results obtained for both potentials were compared with appropriate experimental and other MD simulation results reported in the literature and discussed together. It has been observed that the EAM potential in a wide temperature range produces more successful results than the TB potential. HA results showed that especially 1541 and 1551 type quintet clusters and 1431 type quartet clusters play more effective roles in the melting process of the system.

Keywords:

Calcium Honeycutt-Andersen Method, Molecular Dynamics, Embedded atom method, Tight-binding potential,

PDF

___

[1] Pilling, J. M. and Seakins, W. P. 1999. Reaction Kinetics. School of Chem., University of Leeds, Oxford University Press, 1-305.
[2] Oturak, H. 2002. Ne+H2+ Inelastik Saçılmasının Zamana Bağlı Kuantum Metodu ile Incelenmesi. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, , Isparta, 1-66.
[3] Lau, S., Chapman, S. 1997. A Classical Trajectory Study of O- + HF → OH + F-. The Journal of Physical Chemistry A.101(1997):2310-5.
[4] Banares, L., Aoiz, F. J., Vazquez, S. A., Ho, T. S., Rabitz, H. 2003. Quasi-Classical Trajectory Calculations on a Fast Analytic Potential Energy Surface for the C(1D)+H2 Reaction. Chem. Phys. Lett., 374(2003):243-51.
[5] Bussery-Honvault, B., Honvault, P., Launay, J. M. 2001. A Study of the C(1D) + H2 -> CH + H Reaction : Global Potential Energy Surface and Quantum Dynamics. The Journal of Chemical Physics, 115(2001):10701.
[6] Lin, S. Y., Guo, H. 2003. Quantum Wave Packet Study of Reactive and Inelastic Scattering Between C(1D) and H2. The Journal of Chemical Physics, 119(2003):11602-8.
[7] Rackham E. J., Gonzalez-Lezana T., Manolopoulos D. E. 2003. A Rigorous Test of the Statistical Model for Atom–Diatom Insertion Reactions. The Journal of Chemical Physics, 119(2003):12895-907.
[8] Demir M. 2006. Reaktif olmayan C((_^1)D)+H_2 Üç-Boyutlu Saçılmasında Geçiş Olasılıkları ve Tesir Kesitlerinin Hesaplanması. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, 1-69.
[9] Gogtas, F., Bulut, N., Akpınar, S. 2005. Quantum Wave Packet Calculation of Reaction Probabilities, Cross Sections, and Rate Constants for the C(1D)+HD Reaction. International Journal of Quantum Chemistry, 105(2005):478-84.
[10] Göğtaş F. 1995. Time-Dependent Quantum Dynamics of Reactive Scattering: Li+ HF-> LiF+ H. Ph. D. Thesis, University of Bristol, California, 1-195.
[11] Tal-Ezer, H. and Kosloff, R. 1984. An Accurate and Efficient Scheme for Propagation the Time Dependent Schrödinger Equation. The Journal of Chemical Physics, 81(1984):3967-71.
[12] Akpinar, S., Gogtas, F., Bulut, N., Yildiz, A. 2000. A Quantum Wave Packet Study of He-H2 İnelastic Scattering. International Journal of Quantum Chemistry, 79(5): 274-279.
[13] Lin, S. Y., Guo, H. 2005. Quantum Statistical and Wave Packet Studies of Insertion Reactions of S(1D) with H2, HD, and D2.The Journal of Chemical Physics, 122(2005):74304.