Coupled electron-nuclear dynamics in inelastic X-ray scattering

• Autor(a) principal: Couto, Rafael Carvalho
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFG
• dARK ID: ark:/38995/0013000000ktw
• Texto Completo: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/7510
• topic: Pacote de onda; RIXS; Espectrocopia de raios X; Monóxido de carbono; Água; Wave packet; RIXS; Carbon monoxide; Water; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA

Esta tese dedicada a estudos tericos e experimentais de espalhamento ressonante inelstico de raios-X (Resonant inelastic X-ray scattering - RIXS) de molculas de monxido de carbono e gua em fase gasosa. Usando estado da arte clculos ab initio de estrutura eletrnica e formalismo de pacotes de onda dependente do tempo, uma anlise completa dos espectros RIXS experimental dos dois sistemas moleculares foi realizada. Na anlise do CO RIXS, fomos capazes de reproduzir o experimento RIXS com excelente preciso, permitindo uma descrio completa dos espectros experimentais. Interferncia entre diferentes canais RIXS correspondentes disperso via orbitais moleculares ortogonais no estado excitado do CO descrito. Com a ajuda do espectro de alta resoluo e simulaes ab initio, mostramos a quebra da aproximao de Born-Oppenheimer na regio onde estados nais de Rydberg acoplam com o estado nal de valncia. Explicamos a formao de uma caracterstica espectral, que foi atribuda a um nico estado em estudos anteriores. Alm disso, atravs da combinao experimento-teoria, aprimoramos o mnimo do potencial do estado excitado de valncia E 1 , juntamente com o constante de acoplamento entre o estado de valncia e dois estados de Rydberg. A m de estudar a gua, desenvolvemos uma nova abordagem terica para descrever molculas triatmicas atravs do formalismo de propagao de pacote de ondas, que reproduz com grande preciso a estrutura vibracional os espectros experimentais RIXS de alta resoluo, permitindo obter importantes concluses. Ns demonstramos que, devido ao acoplamento dos modos vibracionais e anarmonicidade do potencial no estado fundamental e das superfcies de energia potencial do estados excitados, diferentes estados excitados de camada interna em RIXS podem ser usados como portas para sondar diferentes dinmicas de vibrao e para mapear o potencial do estado fundamental usando modos normais de vibrao molecular. O ajuste dos raios-X acima da ressonncia de absoro permite extrair informaes adicionais sobre o potencial do estado fundamental, devido alta excitao vibracional. Substituio isotpica investigada por meio de simulaes tericas e as importantes caractersticas da dinmica nuclear so discutidas, especialmente para o estado excitado de camada interna dissociativo, onde um chamado pico \atmico " formado. Este recurso crucial para explicar a dinmica nuclear em RIXS da gua. Mostramos o forte potencial de experimentos RIXS de alta resoluo combinados IV com simulaes tericas de alto nvel para estudos avanados de estados moleculares altamente excitados, bem como superfcies de energia potencial do estado fundamental, send utilizada como uma tcnica auxiliar para espectroscopia ptica e infra vermelho.