路径积分蒙特卡罗研究证实掺杂 Ar+ 离子的 4He 纳米液滴中存在高度有序的雪球结构
原子与分子团簇
2015-06-23 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
我们利用精确的路径积分蒙特卡罗方法，在 T=0.5 K 的温度下对掺杂了一个氩离子 Ar+ 的 4He 纳米液滴进行了详细的微观研究。我们计算了包含 10 到 64 个以及 128 个 4He 原子的纳米液滴的密度分布、能量、解离能，并表征了离子周围的局域有序性。我们发现离子周围形成了一个稳定的固态结构，即“雪球”，它由 3 个同心壳层组成，其中 4He 原子位于柏拉图立体的顶点：第一内壳层是一个二十面体（12 个原子）；第二壳层是一个十二面体，其 20 个原子位于第一壳层二十面体的面上；第三壳层又是一个二十面体，由位于第二壳层十二面体面上的 12 个原子组成。该结构所隐含的“幻数”——12、32 和 44 个氦原子——已在近期对这些复合物的实验研究[Bartl 等人, J. Phys. Chem. A 118, 2014]中被观测到；本工作计算的解离能曲线在对应于该实验测得的纳米液滴丰度分布中所发现的跳跃处也显示出跳跃，这加强了理论与实验的一致性。相同的结构曾在关于 Na+@4Hen（当 n>30 时）的研究[Galli 等人, J. Phys. Chem. A 115, 2011]中被预言；本文也对 Ar+@4Hen 和 Na+@4Hen 复合物进行了比较。
引用
@article{arxiv.1410.2853,
title = {Path Integral Monte Carlo study confirms a highly ordered snowball in 4He nanodroplets doped with an Ar+ ion},
author = {Filippo Tramonto and Paolo Salvestrini and Marco Nava and Davide E. Galli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.2853},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 4 figures