論文の概要: Efficient light harvesting and photon sensing via engineered cooperative effects

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.07896v2
• Date: Tue, 18 Jan 2022 15:04:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 03:51:52.860922
• Title: Efficient light harvesting and photon sensing via engineered cooperative effects
• Title（参考訳）: 工学的協調効果による効率的な光収穫と光子センシング
• Authors: Francesco Mattiotti, Mohan Sarovar, Giulio G. Giusteri, Fausto Borgonovi and G. Luca Celardo
• Abstract要約: 我々は、協調効果を最大限に活用して効率を高める人工光ハーベスティング・光検出装置を設計する。 この設計は、光捕獲を強化するために協調効果を利用する基本的な障害を克服するために、吸収と伝達の分離(エネルギー的および空間的に)に依存している。
• 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: Efficient devices for light harvesting and photon sensing are fundamental building blocks of basic energy science and many essential technologies. Recent efforts have turned to biomimicry to design the next generation of light-capturing devices, partially fueled by an appreciation of the fantastic efficiency of the initial stages of natural photosynthetic systems at capturing photons. In such systems extended excitonic states are thought to play a fundamental functional role, inducing cooperative coherent effects, such as superabsorption of light and supertransfer of photoexcitations. Inspired by this observation, we design an artificial light-harvesting and photodetection device that maximally harnesses cooperative effects to enhance efficiency. The design relies on separating absorption and transfer processes (energetically and spatially) in order to overcome the fundamental obstacle to exploiting cooperative effects to enhance light capture: the enhanced emission processes that accompany superabsorption. This engineered separation of processes greatly improves the efficiency and the scalability of the system.
• Abstract（参考訳）: 光収穫と光子センシングのための効率的な装置は、基礎エネルギー科学と多くの必須技術の基本構成要素である。 近年のバイオミミミクスは、光子を捕捉する自然光合成システムの初期段階の素晴らしい効率を部分的に評価することで、次世代の光捕獲装置を設計する方向に転換している。 このような系では、拡張励起状態は、光の超吸収や光励起の超透過といった協調的コヒーレント効果を誘導する、基本的な機能的役割を果たすと考えられている。 この観察に触発されて, 協調効果を最大限に活用し, 効率を向上させる人工光ハーベスティング・光検出装置を設計した。 この設計は、吸収と移動の過程(エネルギー的および空間的に)を分離することに依存し、光捕獲を促進するために協調効果を利用する基本的な障害を克服する。 このプロセスのエンジニアリングされた分離は、システムの効率とスケーラビリティを大幅に改善します。

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