[發(fā)明專利]一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112100897A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仲林林;顧琦;鄭尚直
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G16C20/20
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 王依

1.一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)優(yōu)化絕緣氣體的分子結(jié)構(gòu)；

(2)計算BEB模型的輸入?yún)?shù)；

(3)根據(jù)BEB模型計算絕緣氣體分子的電離碰撞截面；

(4)計算DM模型的輸入?yún)?shù)；

(5)根據(jù)DM模型計算絕緣氣體分子的電離碰撞截面；

(6)根據(jù)混合公式融合BEB模型和DM模型的結(jié)果，計算最終的絕緣氣體分子電離碰撞截面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法，其特征在于，所述步驟(1)中，優(yōu)化絕緣氣體分子結(jié)構(gòu)使用的方法是基于APF-D泛函的密度泛函理論DFT方法，其中對于原子數(shù)較多的氣體分子，可以先使用小型基組進行初步優(yōu)化，得到一個初步的分子結(jié)構(gòu)，然后使再用APF-D方法進行最終優(yōu)化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法，其特征在于，步驟(2)中，所述BEB模型的輸入?yún)?shù)包括：分子軌道的結(jié)合能、動能以及分子的電離能。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法，其特征在于，(21)基于步驟(1)優(yōu)化得到的分子結(jié)構(gòu)，通過APF-D/aug-cc-pvtz量子化學計算模型，計算絕緣氣體分子各軌道的結(jié)合能和動能；

(22)由于價層電子軌道結(jié)合能對于結(jié)果影響較大，需要運用電子傳播理論EPT方法對步驟(21)獲得的價層電子軌道結(jié)合能進行修正，提高計算精度；

(23)采用完備基組CBS方法計算絕緣氣體分子的電離能。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法，其特征在于，步驟(3)中，基于步驟(2)計算得到的分子軌道結(jié)合能、動能以及分子的電離能，BEB模型中，在入射電子能量為E時，可根據(jù)以下公式計算分子電離碰撞截面：

Q_BEB＝∑N_iσ_i

其中，N_i是給定分子軌道i的電子布居數(shù)，σ_i是給定分子軌道i的電離碰撞截面，U_i是給定分子軌道i的動能，B_i是給定分子軌道i的結(jié)合能，a₀是玻爾半徑，R是里德堡常數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法，其特征在于，步驟(4)中，所述DM模型的輸入?yún)?shù)包括：分子軌道成分、結(jié)合能以及分子電離能。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于絕緣氣體電離碰撞截面的計算方法，其特征在于，步驟(4)具體包括：

(41)采用自然原子軌道NAO分析獲得絕緣氣體組成原子的軌道成分信息；

(42)基于步驟(1)優(yōu)化得到的分子結(jié)構(gòu)，通過APF-D/aug-cc-pvtz量子化學計算模型，計算絕緣氣體分子各軌道的結(jié)合能；

(43)由于價層電子軌道結(jié)合能對于結(jié)果影響較大，需要運用電子傳播理論EPT方法對步驟(21)獲得的價層電子軌道結(jié)合能進行修正；

(44)采用完備基組CBS方法計算絕緣氣體分子的電離能。