論文の概要: Quantum dynamics simulation of intramolecular singlet fission in covalently linked tetracene dimer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.13948v3
• Date: Tue, 16 Nov 2021 12:20:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 11:42:03.007946
• Title: Quantum dynamics simulation of intramolecular singlet fission in covalently linked tetracene dimer
• Title（参考訳）: 共有結合テトラセン二量体における分子内一重項核分裂の量子力学シミュレーション
• Authors: Sam Mardazad, Yihe Xu, Xuexiao Yang, Martin Grundner, Ulrich Schollw\"ock, Haibo Ma, Sebastian Paeckel
• Abstract要約: フェニル基と共有結合したテトラセンパラ二量体中の一重項核分裂について検討した。 これまでのほとんどの研究とは対照的に、励起系と振動系の組み合わせの完全な量子力学を考慮に入れている。
• 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: In this work we study singlet fission in tetracene para-dimers, covalently linked by a phenyl group. In contrast to most previous works, we account for the full quantum dynamics of the combined excitonic and vibrational system. For our simulations we choose a numerically unbiased representation of the molecule's wave function enabling us to compare with experiments, exhibiting good agreement. Having access to the full wave function allows us to study in detail the post-quench dynamics of the excitons. Here, one of our main findings is the identification of a time scale $t_0 \approx 35 \text{fs}$ dominated by coherent dynamics. It is within this time scale that the larger fraction of the singlet fission yield is generated. We also report on a reduced number of phononic modes that play a crucial role for the energy transfer between excitonic and vibrational system. Notably, the oscillation frequency of these modes coincides with the observed electronic coherence time $t_0$. We extended our investigations by also studying the dependency of the dynamics on the excitonic energy levels that, for instance, can be experimentally tuned by means of the solvent polarity. Here, our findings indicate that the singlet fission yield can be doubled while the electronic coherence time $t_0$ is mainly unaffected.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, フェニル基と共有結合したテトラセンパラ二量体における一重項核分裂の研究を行った。 これまでのほとんどの研究とは対照的に、励起系と振動系の組み合わせの完全な量子力学を説明する。 シミュレーションでは、分子の波動関数の数値的偏りのない表現を選択し、実験と比較し、良好な一致を示す。 フルウェーブ関数にアクセスすることで、励起子のクエンチ後のダイナミクスを詳細に研究することができる。 ここでの主な発見の1つは、コヒーレントダイナミクスが支配する時間スケール $t_0 \approx 35 \text{fs}$ の同定です。 この時間スケール内では、一重項分裂収率の大きな分画が生成される。 また,エキソニック系と振動系のエネルギー伝達に重要な役割を果たす音速モードの減少について報告する。 特に、これらのモードの振動周波数は観測された電子コヒーレンス時間$t_0$と一致する。 我々は、例えば溶媒極性によって実験的に調整できる励起子エネルギー準位へのダイナミクスの依存性についても研究することで、研究を拡大した。 以上の結果から,電子コヒーレンス時間$t_0$がほとんど影響を受けないのに対し,一重項核分裂収率は2倍になることが示唆された。

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