氧分子电子激发态电子碰撞的 R 矩阵计算

使用固定键长 R 矩阵方法研究了低能电子与 O$_2$ 分子的碰撞。除 O$_2$ ${X}^3\Sigma_{g}^-$ 基态外，还计算了电子与 O$_2$ 分子的 ${a}^1\Delta_{g}$ 和 ${b}^1\Sigma_{g}^+$ 激发态碰撞的积分截面。模型中在靶态的价层组态相互作用表示下包含了 O$_2$ 的 13 个靶电子态。${a}^1\Delta_{g}$ 和 ${b}^1\Sigma_{g}^+$ 激发态的弹性截面与 ${X}^3\Sigma_{g}^-$ 基态的截面相似。如同从 ${X}^3\Sigma_{g}^-$ 态激发的情形，O$_2^-$ $\Pi_u$ 共振对从 ${a}^1\Delta_{g}$ 和 ${b}^1\Sigma_{g}^+$ 态的激发截面贡献占主导。从 ${a}^1\Delta_{g}$ 态到 ${b}^1\Sigma_{g}^+$ 态的激发截面大小约为从 ${X}^3\Sigma_{g}^-$ 到 ${b}^1\Sigma_{g}^+$ 态相应截面的 10 倍。对于此 ${a}^1\Delta_{g}$ $\to$ ${b}^1\Sigma_{g}^+$ 跃迁，我们在 4.5 eV 处的截面与已有的实验值吻合良好。这些结果对等离子体放电化学的模型应十分重要，此类模型常需要 O$_2$ 激发电子态之间的截面。