論文の概要: A quantum optics approach to photoinduced electron transfer in cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.06590v2
- Date: Fri, 5 Feb 2021 10:45:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 07:29:51.602986
- Title: A quantum optics approach to photoinduced electron transfer in cavities
- Title（参考訳）: 量子光学によるキャビティ中の光誘起電子移動の研究
- Authors: David Wellnitz, Guido Pupillo, Johannes Schachenmayer
- Abstract要約: 多くのドナー-受容体対に対する光誘起電子移動反応の簡単なモデルについて検討した。
適切な共振条件下では、非コヒーレント駆動の存在下では、キャビティにより反応速度が向上することが判明した。
- 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: We study a simple model for photoinduced electron transfer reactions for the
case of many donor-acceptor pairs that are collectively and homogeneously
coupled to a photon mode of a cavity. We describe both coherent and dissipative
collective effects resulting from this coupling within the framework of a
quantum optics Lindblad master equation. We introduce a method to derive an
effective rate equation for electron transfer, by adiabatically eliminating
donor and acceptor states and the cavity mode. The resulting rate equation is
valid both for weak and strong coupling to the cavity mode, and describes
electronic transfer through both the cavity coupled bright states and the
uncoupled dark states. We derive an analytic expression for the instantaneous
electron transfer rate that depends non-trivially on the time-varying number of
pairs in the ground state. We find that under proper resonance conditions, and
in the presence of an incoherent drive, reaction rates can be enhanced by the
cavity. This enhancement persists, and can even be largest, in the weak
light-matter coupling regime. We discuss how the cavity effect is relevant for
realistic experiments.
- Abstract（参考訳）: キャビティの光子モードに集合的に均一に結合した多くのドナー-受容体対に対する光誘起電子移動反応の簡単なモデルについて検討した。
量子光学系lindbladマスター方程式の枠組みにおいて、この結合によって生じるコヒーレントおよび散逸的集団効果について述べる。
本研究ではドナー状態とアクセプター状態とキャビティモードを断熱的に除去し,電子移動に有効な速度方程式を導出する手法を提案する。
得られた速度方程式はキャビティモードとの弱い結合と強い結合の両方に有効であり、キャビティ結合された明るい状態と未結合の暗黒状態の両方を通して電子移動を記述する。
基底状態におけるペアの時間変化数に非自明に依存する瞬時電子移動速度の解析式を導出する。
適切な共振条件下では、非コヒーレント駆動の存在下では、共振器によって反応速度を向上することができる。
この強化は、弱い光と物質の結合状態において持続し、最大となる。
空洞効果が実際の実験に与える影響について考察する。
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