ZnH分子激發態的電子結構和躍遷性質的理論計算?

趙書濤梁桂穎 李瑞 李奇楠 張志國 閆冰?

1)(阜陽師范學院物理與電子工程學院,阜陽 236037)

2)(吉林省應用原子與分子光譜重點實驗室(吉林大學),吉林大學原子與分子物理研究所,長春 130012)

3)(齊齊哈爾大學理學院物理系,齊齊哈爾 161006)

(2016年12月7日收到;2017年1月23日收到修改稿)

ZnH分子激發態的電子結構和躍遷性質的理論計算?

趙書濤1)2)?梁桂穎2)李瑞3)李奇楠3)張志國1)閆冰2)?

1)(阜陽師范學院物理與電子工程學院,阜陽 236037)

2)(吉林省應用原子與分子光譜重點實驗室(吉林大學),吉林大學原子與分子物理研究所,長春 130012)

3)(齊齊哈爾大學理學院物理系,齊齊哈爾 161006)

(2016年12月7日收到;2017年1月23日收到修改稿)

采用高精度的多參考組態相互作用方法計算了ZnH分子的能量最低四個離解限Zn(1Sg)+H(2Sg), Zn(3Pu)+H(2Sg),Zn+(2Sg)+H?(1Sg)和Zn(1Pu)+H(2Sg)對應的7個Λ-S態的勢能曲線.計算中考慮了Davidson修正、標量相對論效應、自旋-軌道耦合效應和芯-價電子關聯.基于計算的Λ-S和?態的勢能曲線,數值求解一維徑向Schr?dinger方程得到了束縛電子態的光譜常數,理論計算結果與之前的實驗結果符合較好.計算得到了7個Λ-S態的電偶極矩隨核間距的變化曲線,分析了電子組態成分變化對電偶極矩和成鍵性質的影響.計算結果表明,C2Σ+態是一個離子對態.進一步地,分析了避免交叉點附近?態的Λ-S態組成的變化規律,討論了避免交叉現象對躍遷偶極矩的影響.基于計算的躍遷偶極矩、Franck-Condon因子和振動能級信息,給出了束縛激發態(2)1/2,(3)1/2,(4)1/2和(1)3/2的v′=0—2振動能級的自發發射壽命,結果與現有實驗值相符合.

ZnH,多參考組態相互作用方法,光譜常數,輻射壽命

1 引 言

Zn元素是化學、生物和材料中的一種重要組成元素,它的氫化物在天體物理、電池降解、復雜催化、化學成鍵和吸附及金屬儲氫中扮演著重要的角色,引起了研究者們的極大關注[1?3].另外,ZnH作為最簡單的含IIB族金屬Zn的中性雙原子分子,其價電子非常少,對其進行精確的光譜測量和高精度的電子結構從頭計算研究,已成為光譜學和分子物理領域中的一個研究熱點[4,5].

早在1930年,Watson[6]對ZnH分子的A2Π→ X2Σ+的塞曼效應進行了實驗研究;1937年, Fujioka和Tanaka對ZnH分子的A2Π→X2Σ+和B2Σ+→X2Σ+躍遷進行了觀測和分析,并給出了這些電子態的光譜常數[7].1940年,M rozowski[8]通過法布里-珀羅標準具在430 nm附近對ZnH分子的A2Π1/2→X2Σ+的(0,0)譜帶進行了測量,并分析了同位素位移對譜線的影響.1962年,Khan[9]在242.646 nm處發現了ZnH分子的新譜帶,將其指認為C2Σ+←X2Σ+躍遷,給出了基態X2Σ+和C2Σ+的光譜常數,并發現吸收光譜的轉動光譜是彌散的,推斷上激發態C2Σ+發生了預解離,并預測這個預解離是由四重態4Σ+或4Π導致.1990年,Urban等[10]對ZnH的四種同位素分子的基態紅外光譜進行了測量,并給出了基態電子態的Dunham參數.2006年,Shayesteh等[11]利用傅立葉變換光譜儀對基態X2Σ+的ν=1→0和ν=2→ 1的譜帶進行了高分辨的紅外發射光譜探測,給出了基態的平衡核間距Re=1.593478?,轉動常數Be=6.69133 cm?1.2013年,Bucchino和Ziurys[5]對67ZnH同位素分子的X2Σ+態的超精細結構進行了太赫茲光譜探測,指出它的成鍵具有共價鍵特征.

1967年,Ishiguro和Kobori[12]對ZnH分子的激發態A2Π首次進行了自旋-軌道耦合效應的考慮,其中忽略了雙中心積分,只通過原子的自旋-軌道耦合常數給出了分子激發態的旋-軌耦合常數.1971年,Veseth[13]將A2Π態的旋-軌耦合常數表示成與分子核間距相關的更復雜、精確的表達式.1986年,Chong等[14,15]采用單雙組態相互作用(SDCI)、耦合對泛函(CPF)和修正耦合對泛函(MCPF)方法對ZnH分子的基態X2Σ+進行了精確的全電子計算,并得到了光譜常數和偶極矩,但并未涉及激發態的精細結構計算.1993年, Jamorski等[16]利用相對論有效勢和芯極化勢,采用組態相互作用(CI)方法研究了ZnH分子的基態和低激發態的電子結構,并給出了部分電子態的光譜常數.2006年,Kerkines等[17]采用高精度的耦合簇理論(RCCSD(T))計算了基態X2Σ+的平衡位置、解離能和偶極矩.2009年,Hayashi等[4]采用多參考組態相互作用(MRCI)方法計算了與ZnH最低兩個離解限相關聯的5個Λ-S態的勢能曲線,并給出了相應的光譜常數,對更高離解限的Λ-S態及自旋-軌道耦合的?態勢能曲線未做研究. 2010年,王玲等[18]采用密度泛函B3LYP方法計算了ZnH及其離子的基態的勢能函數,得到了光譜常數.綜上,早期的理論研究主要采用了有效勢代替芯殼層電子,只對少數的價電子進行了組態相互作用計算;芯-價電子關聯作用通過極化勢進行計算.而近期的理論計算主要集中在基態X2Σ+和第一激發態A2Π態的光譜常數、電偶極矩和解離能,對較高激發態未做過多探討.近年來,相關的研究工作[19?21]表明電子態之間的自旋-軌道耦合效應對激發態電子結構和光譜有明顯的影響.因此,本文考慮標量相對論效應、芯-價電子關聯和自旋-軌道耦合效應對較高激發態進行系統的研究.

本文采用MRCI方法,考慮標量相對論效應和芯-價殼層電子關聯效應后,對ZnH分子的四個離解限Zn(1Sg)+H(2Sg),Zn(3Pu)+H(2Sg), Zn+(2Sg)+H?(1Sg)和Zn(1Pu)+H(2Sg)對應的7個Λ-S態的勢能曲線進行了從頭計算研究.基于獲得的Λ-S態的勢能曲線,給出了所有束縛態的光譜常數.考慮自旋-軌道耦合效應后計算了?態的勢能曲線,并給出了較低的束縛?態的光譜常數.最后,給出了?=1/2和?=3/2態到基態的躍遷偶極矩曲線,計算了(2)1/2,(3)1/2,(4)1/2和(1)3/2到基態X1/2躍遷的Frank-Condon因子,結合躍遷偶極矩、激發能和激發態與基態間的Frank-Condon因子給出了(2)1/2,(3)1/2,(4)1/2和(1)3/2的v′=0—2的能級輻射壽命.

2 計算方法

采用Werner等[22]開發的量化程序包MOLPRO2010,對ZnH分子進行從頭計算.由于程序自身的限制,ZnH分子的C∞ν群的對稱性在實際計算過程中用C2ν群代替,兩者之間的不可約表示對應關系為Σ+=A1,Π=B1+B2,Δ=A1+A2, Σ?=A2.為了兼顧效率和精度,我們為Zn和H原子選取完全收縮aug-cc-pwCVTZ-DK基組[23],在核間距R=0.8—6.0?上對ZnH分子進行了單點能計算.在計算時,首先采用Hartree-Fock (HF)方法對ZnH分子的基態(X2Σ+)波函數進行計算,然后以此波函數為基礎,采用完全活性空間自洽場(CASSCF)方法進行優化[24,25],最后,以優化的波函數為參考,對分子的Λ-S態進行包含Davidson(+Q)修正的MRCI計算[26,27].在CASSCF計算時,雙占據軌道由1s2s2p3s3p3d(Zn)構成,活性空間為4s4p5s(Zn)和1s(H)構成的6個分子軌道4a1,1b1和1b2.在MRCI+Q計算時,將Zn的1s2s2p殼層的電子放入凍芯軌道,活性空間的分子軌道則由4s4p5s(Zn)和1s(H)構成,并將Zn的3s23p63d10電子作為關聯電子.因此,在此計算過程中考慮了ZnH分子的21個電子的關聯效應.進一步,通過Breit-Pauli算符將自旋-軌道耦合作為微擾,對角化自旋-軌道哈密頓矩陣[28?30],獲得了自旋-軌道耦合矩陣的本征能量和本征函數,并最終給出了?態的勢能曲線.

基于計算的ZnH自由基的Λ-S態和?態勢能曲線,采用LEVEL8.0程序[31]求解核徑向的一維Schr?dinger方程,給出束縛態的光譜常數,并對(2)1/2,(3)1/2,(4)1/2和(1)3/2的v′=0—2振動能級的輻射壽命進行了預測.

3 結果與討論

3.1 Λ-S態的勢能曲線、光譜常數和偶極矩

在MRCI+Q/aug-cc-pwCVTZ-DK理論水平上計算了ZnH分子四個離解限Zn(1Sg)+H(2Sg), Zn(3Pu)+ H(2Sg), Zn+(2Sg)+ H?(1Sg)和Zn(1Pu)+H(2Sg)對應的7個Λ-S態的勢能曲線,如圖1所示.可見,X2Σ+,A2Π,B2Σ+,C2Σ+和22Π為束縛態,14Σ+和14Π為排斥態.這些束縛態的光譜常數包括絕熱激發能Te,振動常數ωe和 ωeχe,平衡轉動常數Be和平衡核間距Re,以及Re附近的主要電子組態列于表1.

圖1 (網刊彩色)ZnH分子的Λ-S態勢能曲線Fig.1.(color on line)Potential energy curves of the Λ-S states of ZnH.

表1 ZnH分子Λ-S態的光譜常數Tab le 1.Spectroscop ic constants of theΛ-S states of ZnH.

基態X2Σ+的平衡核間距Re為1.5926?,平衡位置的主要電子組態為7σ28σα,其中7σ和8σ分子軌道主要由Zn的4s與H的1s原子軌道線性組合而成,具有明顯的共價鍵性質,與之前的實驗預測相一致[5];9σ,10σ分子軌道分別主要對應于Zn的5s,4pz原子軌道.該電子態的光譜常數與先前的實驗值相符合[3];Be和Re與最新的實驗值差值[11]僅為0.0113 cm?1和0.0009?.基態的離解能De為0.91 eV,與實驗值(0.95±0.02)eV[16]和最新的高精度理論值0.92 eV[17]接近.第二解離限對應4個電子態A2Π,B2Σ+,14Π和14Σ+,在我們計算的最大核間距6?處,這些電子態在幾十到幾百cm?1誤差范圍內簡并.此種在較大原子間距處不嚴格的簡并可能是由于描述不同多重度的電子態所用的組態函數數目不同所致,這也是采用固定活性空間的截斷的組態相互作用方法的一個不足.在平衡核間距附近,第一激發態A2Π的主要組態為7σ24πα,主要對應于Zn的4sσ→4pπ的單電子躍遷,與基態類似,該電子態也顯示出較強的共價鍵特征.A2Π態的光譜常數Te,ωe,ωexe和Re分別為2.91 eV,1903 cm?1,40.57 cm?1和1.514?,與實驗值[3]2.90 eV,1910 cm?1,40.8 cm?1和1.512?和最新的理論值[4]2.89 eV,1907 cm?1,40 cm?1, 1.509?均符合得很好.與基態相比,A2Π態存在較深的勢阱,本文理論計算的離解能為2.02 eV,與最近的理論值[4]2.04 eV接近,與實驗值[3]的偏差為0.08 eV.A2Π態與第二激發態B2Σ+在核間距R= 2.0?附近相交,這與之前的理論預測[4]1.98?符合,考慮自旋-軌道耦合作用后,?=1/2成分會形成避免交叉,這將在后面詳細討論.B2Σ+態的主要電子組態為7σα8σ2,對應7σ→8σ的單電子躍遷,它的離解能比A2Π的小0.6 eV,為1.42 eV,與最新的理論值[4]1.44 eV十分接近,比實驗值[3]1.52 eV低了0.1 eV.在R=1.55?附近,B2Σ+與C2Σ+形成避免交叉,在此區域離子鍵與共價鍵共存,并將導致它們電子組態的變化.如圖2所示:在R＜1.55?處,B2Σ+和C2Σ+的主要組態分別為7σ29σα和7σα8σ2;在R=1.55?附近,這兩個電子態的組態成分急劇變化并互換,主要組態變為7σα8σ2和7σ29σα.C2Σ+是具有雙勢阱的電子態,絕熱地關聯于離子對解離限Zn+(2Sg)+H?(1Sg),這可以從后面的偶極矩討論部分得證;它的主要組態為7σ29σα和7σα8σ2,對應于8σ→ 9σ和7σ→8σ的單電子躍遷的組合,C2Σ+態Te的理論計算值為5.08 eV,與實驗值[3]的差值僅為0.01 eV, ωe和ωexe與實驗值[3]有較大的偏差,這可能由于它與B2Σ+在R=1.55?處的非絕熱耦合引起的. C2Σ+態右側勢阱的光譜參數尚無理論和實驗報道,本文結果可為后續研究提供參考.在R=1.85和2.30?附近,它和排斥態14Π和14Σ+分別交叉,考慮自旋-軌道相互作用后,在交叉點附近的這些Λ-S態耦合后的?態會發生避免交叉現象,這將在以下兩小節詳細討論.22Π態的光譜常數和離解能De尚無實驗和理論值報道,本文的計算結果可以為后續的研究提供參考.

圖2 (網刊彩色)B2Σ+(實線)和C2Σ+(點線)組態成分隨分子間距離的變化Fig.2.(color on line)The R-dependent weights of the dom inated electronic con figu rations of B2Σ+(solid lines)and C2Σ+(dot lines).

由于偶極矩反映了分子的成鍵性質,本文對ZnH分子的7個Λ-S態的電偶極矩進行了理論計算,它們隨分子核間距R變化的曲線如圖3所示.從圖3可以看出:在核間距較大(如R=6.0?)時, C2Σ+的偶極矩很大(20 Debye),表明分子具有離子特性,正如上文所述,其對應的離解限為離子對;其他電子態的偶極矩趨向于零,表明對應的離解極限為中性原子.實驗表明,與ZnF分子的離子鍵情況不同,ZnH分子基態X2Σ+在平衡位置時具有共價鍵特點[5].本文X2Σ+的偶極矩在平衡位置時的大小為0.06 Debye,與理論值[4]0.04接近,表明該電子態具有共價鍵特點.在核間距R=1.55?附近,如上文和圖1所示,具有相同對稱性的B2Σ+和C2Σ+存在避免交叉,這也導致了它們的偶極矩極性反轉.

圖3 (網刊彩色)Λ-S態的偶極矩曲線Fig.3.(color on line)D ipole m om ents cu rves of the Λ-S states.

3.2 ?態勢能曲線和光譜常數

考慮自旋-軌道耦合作用后,一個多重的Λ-S態會分裂成多個?態,Zn(3Pu)+H(2Sg)會劈裂為三條離解限Zn(3P0)+H(2S1/2),Zn(3P1)+H(2S1/2)和Zn(3P2)+H(2S1/2);其他三條離解限對應的是Zn和H的單態,不發生劈裂.Zn(3Pu)+H(2Sg)劈裂的三條離解限的激發能計算值分別為32605, 32495和32305 cm?1,與Zn原子的3P2,3P1和3P0的實驗值[32]32890,32501和32311 cm?1接近,偏差分別為0.9%,0.02%和0.02%.

考慮自旋-軌道耦合后,原先的7個Λ-S態會劈裂成13個?態,其勢能曲線繪于圖4,其中包含8個?=1/2(圖4(a)),4個?=3/2(圖4(b))和1個?=5/2(圖4(c)).能量較低的4個?束縛態的光譜常數見表2.在Franck-Condon區域,基態的組態成分幾乎完全由X2Σ+構成,因此,它的光譜常數與Λ-S態的幾乎相同.考慮自旋-軌道耦合后,第一激發態A2Π態會分裂成A2Π1/2和A2Π3/2,在平衡位置它們的能量劈裂值約為300 cm?1.A2Π1/2和A2Π3/2的離解能De分別為1.94和1.97 eV,比Λ-S態A2Π的值分別低約0.08和0.05 eV.從圖1可以看出,第一激發態A2Π和第二激發態B2Σ+的勢能曲線在R=2?附近相交,由于它們都含有?=1/2的成分,因此,考慮自旋-軌道耦合后必然存在避免交叉.由于這兩個態都被束縛在深勢阱中,因此兩者之間的相互作用不能夠導致預解離的發生,但可能表現為光譜帶上的擾動.第三激發態C2Σ+在R=1.85和2.3?附近分別與兩個排斥態14Σ+和14Π相交,在交叉點附近,束縛態與排斥態之間的自旋-軌道相互作用,可能會打開預解離通道.

表2 ZnH分子較低?態的光譜常數Tab le 2.Spectroscop ic constants of the low-lying?states of ZnH.

圖4 (網刊彩色)?態的勢能曲線 (a)? =1/2; (b)?=3/2;(c)?=5/2Fig.4.(color on line)Potential energy curves of the?states:(a)?=1/2;(b)?=3/2;(c)?=5/2.

由于具有相同對稱性的?態會發生避免交叉現象,將會使勢能曲線更加復雜,本文在特定的避免交叉區域R=1.75—2.05?,給出了較低?態的主要Λ-S態組成百分比,見表3.從表3可以看出:在避免交叉點R=2?附近,(2)1/2的主要Λ-S態組分從R=1.95?時的12Π(99.2%)急劇變化為R=2.0?時的22Σ+(95.3%),與之對應的是(3)1/2的主要組分從R=1.95?時的22Σ+(99.2%)急劇變化為R=2.0?時的12Π(95.3%);在避免交叉點R=1.85?附近,(4)1/2的主要Λ-S態組分從R=1.8?時的32Σ+(99.8%)急劇變化為R=1.85?時的14Π(99.9%).上述對?態的波函數的細致分析,有助于進一步理解?態之間的躍遷性質.

表3 ZnH分子較低?態在不同鍵長處的組態成分Tab le 3.Com position of the low-lying?states of ZnH at som e selected bond lengths.

3.3 躍遷偶極矩和輻射壽命

圖5給出了ZnH分子的激發態相對于基態的躍遷偶極矩(TDM)隨核間距的變化.為了清晰地顯示TDM的變化規律,?=1/2和?=3/2到基態的躍遷偶極矩分別在圖5(a)和圖5(b)顯示.圖5(a)中的(2)1/2—X 1/2和(3)1/2—X 1/2的躍遷主要來自于A2Π—X2Σ+和B2Σ+—X2Σ+的貢獻,而(4)1/2—X 1/2,(6)1/2—X 1/2,(7)1/2—X1/2和(8)1/2—X1/2的躍遷主要來自于C2Σ+—X2Σ+,14Π—X2Σ+,22Π—X2Σ+和14Σ+—X2Σ+的貢獻. 圖5(b)中,(1)3/2—X 1/2的躍遷偶極矩主要源于由于A2Π3/2和沒有相同的?分量,它們位于R=2.0?附近的勢能曲線交叉對(1)3/2—X 1/2的躍遷偶極矩沒有影響,因此,它的躍遷偶極矩曲線未受到明顯的組態混合的影響,無突變行為. (4)3/2—X1/2和(3)3/2—X 1/2躍遷主要分別來源于和躍遷. (3)3/2和(4)3/2態在R=2.0?附近形成了一個避免交叉點,二者在該交叉點附近主要的Λ-S成分互換,因此(4)3/2—X 1/2和(3)3/2—X 1/2的躍遷偶極矩曲線在該交叉點存在突變. 應用數值方法求解Schr?dinger方程,我們給出了(2)1/2—X 1/2,(3)1/2—X1/2,(4)1/2—X 1/2和(1)3/2—X1/2躍遷的Franck-Condon因子,相關結果列于表4.

圖5 (網刊彩色)躍遷偶極矩曲線 (a)?=1/2—X 1/2;(b)?=3/2—X 1/2Fig.5.(color on line)Transition d ipole m om ents as a function of bond length:(a)?=1/2–X 1/2;(b)?= 3/2–X 1/2.

表4 說明(2)1/2—X 1/2,(3)1/2—X 1/2,(4)1/2—X 1/2和(1)3/2—X 1/2躍遷的Frank-Condon因子Tab le 4.Frank-Condon factors for(2)1/2–X 1/2,(3)1/2–X 1/2,(4)1/2–X 1/2 and(1)3/2–X 1/2.

基于束縛激發態和基態之間的Franck-Condon因子、TDM和振動能級之間的能量差值ΔE,應用(1)式,我們可以計算出束縛激發態某個振動能級的自發發射壽命τ:

(1)式中能量差值ΔE的單位為cm?1;TDM的單位為a.u.;為振動態v′和v′′振動波函數的重疊積分,即Franck-Condon因子;τ的單位為s.應用(1)式,我們計算得到了輻射躍遷(2)1/2—X1/2, (3)1/2—X1/2,(4)1/2—X 1/2和(1)3/2—X 1/2的最低三個振動能級的自發發射壽命,并列于表5中.由表5可知,(2)1/2態的v′=0振動能級的輻射壽命為60.3 ns,介于實驗值47—77 ns之間[33?35].與(2)1/2態的情況類似,在(1)3/2態中,v′=0振動能級的輻射壽命為59 ns,也介于實驗值47—73 ns之間[33?35].另外兩個態(3)1/2和(4)1/2的輻射壽命都在百納秒量級.

表5 說明(2)1/2,(3)1/2,(4)1/2和(1)3/2到X 1/2躍遷的輻射壽命Tab le 5.Radiative lifetim es of(2)1/2,(3)1/2,(4)1/2 and(1)3/2 to ground X 1/2 state.

4 結 論

本論文應用高精度的MRCI方法和全電子基組計算了ZnH分子的能量較低的7個Λ-S態的電子結構.計算中還考慮了Davidson修正和Zn的 3s23p63d10電子的關聯效應;通過計算Douglas-K roll-Hess積分給出標量相對論效應對電子結構的影響;進一步地,借助避免交叉規則,我們得到了該分子的7個Λ-S態的勢能曲線.為了提高計算結果的精確性,通過計算全電子Breit-Pauli算符,納入了自旋-軌道耦合效應對電子態結構的影響,給出了該分子13個?態的勢能曲線.基于計算的Λ-S態和?態的勢能曲線,應用數值積分方法擬合出了束縛態的光譜常數,計算的束縛態的光譜常數與之前的實驗和理論結果符合較好.本文的計算結果表明C2Σ+態為一個離子對態.分析了ZnH分子Λ-S態和?態避免交叉點附近的電子波函數的成分變化,并詳細討論了避免交叉現象對躍遷偶極矩的影響.基于計算的光譜常數信息,得到了束縛激發態v′=0—2振動能級的自發發射壽命.

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PACS:31.50.D f,31.15.aj,31.15.agDOI:10.7498/aps.66.063103

Theoretical study on the electron ic structu re and transition p roperties of excited state of ZnH m olecu le?

Zhao Shu-Tao1)2)?Liang Gui-Ying2)Li Rui3)LiQi-Nan3)Zhang Zhi-Guo1)Yan Bing2)?

1)(School of Physics and Electronic Science,Fuyang Norm al College,Fuyang 236037,China)
2)(Jilin Provincial Key Laboratory of App lied A tom ic and M olecu lar Spectroscopy(Jilin University),Institu te of A tom ic and

M olecu lar Physics,Jilin University,Changchun 130012,China)
3)(Departm ent of Physics,College of Science,Q iqihar University,Qiqihar 161006,China)
(Received 7 Decem ber 2016;revised m anuscrip t received 23 January 2017)

The potential energy curves(PECs)associated w ith the lowest four dissociation lim its,i.e.,Zn(1Sg)+H(2Sg), Zn(3Pu)+H(2Sg),Zn+(2Sg)+H?(1Sg)and Zn(1Pu)+H(2Sg),are calculated by using a high-levelconfiguration interaction m ethod.The Davidson correction,scalar relativistic eff ect and spin-orbit coup ling eff ect are taken into account in calculation.On thebasisofour calculated PECsofΛ-Sand?states,the spectroscopic constants including Te,ωe,ωeχe,Beand Reare evaluated by num erical solution of one-dim ensional Schr?dinger equation.The com puted spectroscopic constants are reasonably consistent w ith previous experim ental results.The dipolem om ent curves of the 7Λ-S states are presented,and the infl uences of the variation of electronic configuration on the dipolemoment and bonding property are discussed.The com putational results reveal the ionic character of the C2Σ+state.The variation ofΛ-S com ponent for?state near the avoided crossing point is illum inated,which is used to exp lain the change of transition dipolem om ent (TDM)around the avoided crossing point.Based on the TDM s,Franck-Condon factors and the transition energies,the radiative lifetim es of v′=0–2 vibrational levels of(2)1/2,(3)1/2,(4)1/2 and(1)3/2 states are p redicted,which accord wellw ith the available experimental values.

ZnH,multi-reference configuration interaction method,spectroscopic constant,radiative lifetime

10.7498/aps.66.063103

?國家自然科學基金(批準號:11604052,11404180,11574114)、安徽省自然基金(批準號:1608085QA 19)、黑龍江省自然基金(批準號:A 2015010)、黑龍江省普通本科高等學校青年創新人才培養計劃(批準號:2015095)和吉林省自然基金(批準號: 20150101003JC)資助的課題.

?通信作者.E-m ail:zhaoshu tao2002@163.com

?通信作者.E-m ail:yanbing@jlu.edu.cn

*Pro ject supported by the National Natu ral Science Foundation of China(G rant Nos.11604052,11404180,11574114), the Natu ral Science Foundation of Anhui Province,China(G rant No.1608085QA 19),the Natu ral Science Foundation of Heilongjiang Province,China(G rant No.A 2015010),the University Nu rsing Program for Young Scholars w ith Creative Talents in Heilong jiang Province,China(G rant No.2015095),and the Natural Science Foundation of Jilin Province,China (G rant No.20150101003JC).

?Corresponding author.E-m ail:zhaoshutao2002@163.com

?Corresponding au thor.E-m ail:yanbing@jlu.edu.cn