ⅢA族单卤化物系列分子对半导体和光电材料的生长以及新型气相高效准分子激光介质的开发具有重要的意义.然而由于它们电子态结构的复杂性以及化学不稳定性,至今对它们电子态的能级结构仍缺乏详尽了解,与之相关的辐射机制也不甚清楚.在理论研究上,以往的大多数计算都针对基态,仅有少量涉及激发态,且使用的从头算法理论模型精度较低,都没有包含对自旋轨道耦合(SOC)效应的计算.在实验研究上,由于以往的光谱测量多采用宽带激发方式,造成有些分子涉及较高电子态的光谱难以给出正确的归属,甚至对同一谱带有不同的归属,导致对能级结构的不同结论.因此,对ⅢA族单卤化物分子在实验和理论两方面创新研究方法,进行系统、深入的研究,搞清它们电子态的能级结构、辐射机制、电子态弛豫动力学过程,以及金属单卤化物双原子分子中,金属原子和卤素原子对能级结构的影响,是当前十分迫切需要解决的问题.该论文选取ⅢA族单卤化物中处于中间位置,且具有重要理论意义和应用前景的单卤化镓及相关分子(GaX,X=F、Cl、Br、I;GaH、BI、InBr、InI)作为研究目标,使用多种量子化学理论模型和近似方法(DFT、TD-DFT、CCSD-LRT、MR-CISD、MR-CISD+Q、MR-AQCC等)为研究手段,对这些分子的电子态进行了高精度从头计算,得到它们的势能曲线、光谱常数和辐射寿命.与此同时,该论文首次将激光诱导荧光(LIF)光谱技术引入对此类分子的研究中,对InBr和InI分子进行LIF光谱测量,首次获得了它们C<1>П<,1>态较为可靠的实验数据,观测到一些新的谱带,同时验证了理论计算的结果.该论文的研究结果将对原子、分子物理和量子化学从头算法理论做出重要补充,并为发展新型气相高效准分子激光介质提供理论依据,同时将为改进和发展在半导体工艺及微电子器件制备工艺中广泛应用的光谱检测技术提供关于ⅢA族金属单卤化物分子电子态能级结构的重要信息.