論文の概要: Higher energy triplet-pair states in polyenes and their role in intramolecular singlet fission

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.04305v1
• Date: Wed, 8 Jul 2020 17:51:37 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 23:32:03.515018
• Title: Higher energy triplet-pair states in polyenes and their role in intramolecular singlet fission
• Title（参考訳）: ポリエンの高エネルギー三重項ペア状態と分子内一重項分裂における役割
• Authors: Darren J Valentine, Dilhan Manawadu, and William Barford
• Abstract要約: 一重項励起(21A_g-$、11B_u-$、31A_g-$、$cdots)の族が一重項核分裂に関与していることが示されている。
• 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: Probing extended polyene systems with energy in excess of the bright state ($1^1B_u^+$/$S_2$) band edge generates triplets via singlet fission. This process is not thought to involve the $2^1A_g^-$/$S_1$ state, suggesting that other states play a role. Using density matrix renormalisation group (DMRG) calculations of the Pariser-Parr-Pople-Peierls Hamiltonian, we investigate candidate states that could be involved in singlet fission. We find that the relaxed $1^1B_u^-$, and $3^1A_g^-$ singlet states and $1^5A_g^-$ quintet state lie below the $S_2$ state. The $1^1B_u^-$, $3^1A_g^-$ and $1^5A_g^-$ states are all thought to have triplet-triplet character, which is confirmed by our calculations of bond dimerization, spin-spin correlation and wavefunction overlap with products of triplet states. We thus show that there is a family of singlet excitations(i.e., $2^1A_g^-$, $1^1B_u^-$, $3^1A_g^-$, $\cdots$), composed of both triplet-pair and electron-hole character, which are fundamentally the same excitation, but have different center-of-mass energies. The lowest energy member of this family, the $2^1A_g^-$ state, cannot undergo singlet fission. But higher energy members (e.g., the $3^1A_g^-$) state, owing to their increased kinetic energy and reduced electron-lattice relaxation, can undergo singlet fission for certain chain lengths.
• Abstract（参考訳）: 明るい状態(1^1B_u^+$/S_2$) を超えるエネルギーを持つ拡張ポリエン系は、一重項分裂によって三重項を生成する。 この過程は、2^1A_g^-$/$S_1$状態には関与せず、他の状態が役割を果たすことを示唆している。 パリエ・パリル・ピエルス・ハミルトンの密度行列再正規化群 (DMRG) 計算を用いて, 一重項分裂に関与する可能性のある候補状態について検討した。 緩和された1^1b_u^-$と3^1a_g^-$ singlet状態と1^5a_g^-$ quintet状態は$s_2$状態以下であることがわかった。 1^1b_u^-$,3^1a_g^-$,1^5a_g^-$状態はすべて三重項三重項を持つと考えられており、三重項状態の積と結合二重化、スピンスピン相関、波動関数の重なりの計算によって確認される。 したがって、三重項対と電子ホール特性の両方からなる一重項励起(つまり、$2^1A_g^-$, $1^1B_u^-$, $3^1A_g^-$, $\cdots$)があり、基本的に同じ励起であるが質量中心エネルギーを持つ。 この族で最も低いエネルギー元素である2^1A_g^-$状態は一重項核分裂を起こさない。 しかし、より高いエネルギーメンバー(例えば3^1a_g^-$)は、運動エネルギーの増加と電子格子緩和の低減により、特定の鎖長に対して一重項分裂を起こすことができる。

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