分子和团簇在外场作用下的电子离子响应

粒子在强含时外场作用下运动的非微扰量子力学描述是理论物理当前一个重要的研究领域。本论文借鉴已有的含时密度泛函理论的应用经验和方法，在FHI98MD基础上，发展了一个描述复杂体系电子动力学的时间相关局域密度近似模型，并利用该模型完成了以下研究工作。研究了小Nan团簇的光吸收谱，计算结果较好地再现了实验谱。结果表明n=2~4的Na团簇具有二维平面结构；n=6的Na团簇开始出现三维结构。在冻结离子近似下，研究了H2和N2在强激光作用下的电离和高次谐波的产生，结果表明电离几率随着分子取向角的增大而减小，高次谐波的截止频率随着分子取向角的增大而向高能方向移动，平台区高阶谐波的强度随分子取向角的增大而减小，趋势与实验结果一致。同时研究了Na2在单双色激光场中的电离和谐波的产生，发现Na2的谐波与其它原子分子不同，没有出现大范围的平台区；双色激光使偶数阶谐振子产生，电离几率有所增加。将电子自由度和离子自由度耦合，研究了激光作用下Na2+的电离和解离行为，结果与对态的分析是吻合的，表明该模型描述电离和解离的有效性。详细研究了Na2、Na4以及H2O在重离子作用下的离化，结果表明电离几率与入射离子电荷态和速度以及团簇尺寸有关。该研究是建立重离子与生物分子相互作用微观模型的基础