論文の概要: Continuously parametrized quantum simulation of molecular electron
transfer reactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.02925v2
- Date: Wed, 3 Feb 2021 18:19:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-26 06:04:20.058610
- Title: Continuously parametrized quantum simulation of molecular electron
transfer reactions
- Title（参考訳）: 分子電子移動反応の連続パラメタライズド量子シミュレーション
- Authors: Frank Schlawin, Manuel Gessner, Andreas Buchleitner, Tobias Schaetz
and Spiros S Skourtis
- Abstract要約: 捕捉イオン実験により、分子電荷移動の非常に異なる機構を再現および接続することが可能であることを示す。
このような設定は、マーカス理論のような広く使われている輸送モデルを再現するだけでなく、関連する可観測物の制御と測定を可能にする。
我々の数値シミュレーションは、量子断熱型から共振型への遷移を特徴とする、従来とは異なる量子伝達機構を予測している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A comprehensive description of molecular electron transfer reactions is
essential for our understanding of fundamental phenomena in bio-energetics and
molecular electronics. Experimental studies of molecular systems in
condensed-phase environments, however, face difficulties to independently
control the parameters that govern the transfer mechanism with high precision.
We show that trapped-ion experiments instead allow to reproduce and
continuously connect vastly different regimes of molecular charge transfer
through precise tuning of, e.g., phonon temperature, electron-phonon
interactions, and electronic couplings. Such a setting allows not only to
reproduce widely-used transport models, such as Marcus theory. It also provides
access to transfer regimes that are unattainable for molecular experiments,
while controlling and measuring the relevant observables on the level of
individual quanta. Our numerical simulations predict an unconventional quantum
transfer regime, featuring a transition from quantum adiabatic- to
resonance-assisted transfer as a function of the donor-acceptor energy gap,
that can be reached by increasing the electronic coupling at low temperatures.
Trapped ion-based quantum simulations thus promise to enhance our microscopic
understanding of molecular electron transfer processes, and may help to reveal
efficient design principles for synthetic devices.
- Abstract（参考訳）: 分子電子移動反応の包括的記述は、生物エネルギー学および分子エレクトロニクスの基本的な現象の理解に不可欠である。
凝縮相環境における分子系の実験的研究は、伝達機構を高精度に制御するパラメータを独立に制御することが困難である。
閉じ込められたイオン実験は、例えばフォノン温度、電子-フォノン相互作用、電子結合の正確なチューニングを通じて、非常に異なる分子電荷移動の規則を再現し、連続的に接続することができることを示す。
このような設定により、マーカス理論のような広く使われている輸送モデルのみを再現できるわけではない。
また、分子実験には耐えられない転送レジームへのアクセスを提供し、個々の量子量レベルで関連する観測可能なものを制御し測定する。
我々の数値シミュレーションは、低温での電子カップリングの増加により到達できるドナー・アクセプターエネルギーギャップの関数として、量子断熱から共振支援への遷移を特徴とする、従来と異なる量子転送体制を予測した。
トラップされたイオンベースの量子シミュレーションは、分子電子移動過程の顕微鏡的理解を強化することを約束し、合成デバイスの効率的な設計原理を明らかにするのに役立つかもしれない。
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