正电子键合分子双负离子的多体理论计算

通过多体理论研究正电子双负离子体系 [A$^-;e^+;$A$^-$] 的能量稳定性，其中 $A^-$ 包括 H$^{-}$、F$^{-}$、Cl$^{-}$ 以及分子阴离子 (CN)$^{-}$ 与 (NCO)$^{-}$。具体而言，通过求解正电子在两个阴离子场中的 Dyson 方程，确定体系能量随离子间距的函数，所用正电子—阴离子自能按 [J. Hofierka, B. Cunningham, C. M. Rawlins, C. H. Patterson and D. G. Green, \emph{Nature} {\bf 606} 688 (2022)] 中构建，其考虑了包括极化、屏蔽与虚正电子素形成在内的关联。对与 H$_{2}^{2-}$、F$_{2}^{2-}$ 和 Cl$_{2}^{2-}$ 相互作用的正电子进行计算，发现与先前理论吻合良好。特别地，我们确认 [H$^-;e^+$;H$^-$] 体系势能随离子间距存在两个极小：一个在离子间距 $r\sim3.4$~\AA\phantom{} 处的正电子键合 [H$^-;e^+$;H$^-$] 局域极小，以及一个在更小离子间距 $r\lesssim1.6$~\AA\phantom{} 处的全局极小，后者导致体系相对于解离为 H$_2$ 分子与负正电子素离子 Ps$^-$ 的整体不稳定性。首次对由分子阴离子碎片构成的双负离子（具体为 (CN)$_{2}^{2-}$ 与 (NCO)$_{2}^{2-}$）中的正电子键合作出预测。在所有情况下，我们发现由正电子键形成之分子相对于解离为 A$^-$ 与 $e^+$A$^-$（正电子束缚于单个阴离子）是稳定的，键能约为 1~eV 量级，键长约为数 \r angstrom 量级。