里德堡原子是处于主量子数 n 的高度激发态的原子,人们对其的研究已有一个多世纪 [1,2]。在过去二十年里,里德堡原子物理学,特别是在超低温下 [3-8],由于其“夸张”的特性,为一系列激动人心的发现做出了贡献。高度激发的价电子与原子核之间的巨大距离以及随之而来的松散结合,导致了巨大的电极化率以及与周围原子的强长程偶极-偶极和范德华 (vdW) 相互作用。由于原子间的 vdW 相互作用取决于它们的极化率(对于几乎与氢相似的里德堡原子,其尺度为 n7),因此可以证明 vdW 力的尺度为 n11。因此,使用 n 在 50–100 范围内的里德堡原子可以将相互作用能量提高 17 到 20 个数量级 [9]。
图2:普鲁士白色材料,其立方体和菱形晶体结构。在这些结构中,高旋转过渡金属离子由红色球表示,低旋转过渡金属离子由绿色球体表示。配位polyhedra略微透明,根据其中央原子的颜色进行颜色。氮原子由蓝色球体,灰色球体的碳原子和黄色球体代表。
环孔; si 0.5 li 0.5,其中li原子最初放置在Si孔上,SIH 0.89 li 0.11,其中li原子最初
原子吸收能量时可以将其升级为激发态。这导致随机释放辐射。当几个原子闭合在一起时,可能会发生量子效应。当一个原子排放辐射时,这会影响附近的所有激发原子。许多原子的多余能量同时释放,并产生强烈的光闪光。这种效果称为超级效果,可用于产生比常规激光器发射频率更窄的激光器。
图2:(a)弯曲角α的石墨烯片。橙色圆圈表示带有弯曲段的区域,如(b)所述。(b)弯曲石墨烯蜂窝结构,显示碳碳键。每个二面角θ(从C-C键的平面扭曲中)由连接原子(红线)的三个键(4个碳原子)定义。二面角确定弯曲。由3个碳原子给出的两个相邻的碳键角用φ和ψ表示,它们定义了每个平面(分别为紫色和绿色)。
(c)镁原子通过金属键合在一起,将价电子吸引到相邻原子的核中。碘分子由弱分子间力组合在一起。延展性mg原子对价电子的吸引力不在任何特定方向上;因此,Mg原子可以彼此移动而不会破坏金属键,因此Mg是延性的。碘分子之间的景点是方向性的。如果施加了压力,则类似的离子之间的排斥将破坏固体,因此I 2不是延展性的。溶解在环己烷镁中不会溶于环己烷中,因为环己烷分子不会被金属晶格中的镁原子吸引。碘是可溶的,因为碘是一种非极性分子。碘分子和环己烷分子形成弱
Table 1: 1L-G/1L-hBN stacking configurations and corresponding equilibrium separations, BEs, and breathing-mode (out-of-plane zone-center optical phonon) frequencies, obtained by fitting Equation 1 to DMC energy data obtained with both layers forced to adopt the lattice constant of G. C, B, and N atoms are shown as black, orange, and green balls, respectively.六边形sublattices A和B在配置中标记。I.偏移ℓ是从相应的B-N键中心的每个C-C键中心的平面位移。a 1和2是晶格向量,如图1b所示。由于在每种情况下使用相同的DMC 1L能量,因此不同配置的DMC平衡是相关的;因此,差异比绝对BES上的误差线所建议的更精确。相对BES的错误显示在表2中。
原子在受到各种形式的能量(如热或电)的作用时会发光。然而,任何给定元素的原子在气态下都只发射特定频率的光。因此,每种元素在通电时都会发出自己独特的光芒。钠原子发出明亮的黄光,这使得它们可以用作路灯的光源,因为我们的眼睛对黄光非常敏感。再举一个例子,氖原子发出明亮的红橙色光,这使得它们可以用作霓虹灯的光源。当我们通过分光镜观察发光原子发出的光时,我们会看到光由许多离散(彼此分离)的频率组成,而不是像图 4.17 中所示的连续光谱。给定元素形成的频率模式(其中一些如图 4.18 所示)称为该元素的原子光谱。原子光谱是元素的指纹。您可以通过分光镜分析光并寻找特征模式来识别光源中的元素。
