論文の概要: Cavity-modified unimolecular dissociation reactions via intramolecular vibrational energy redistribution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.06631v2
• Date: Mon, 15 Nov 2021 13:34:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 17:57:03.013788
• Title: Cavity-modified unimolecular dissociation reactions via intramolecular vibrational energy redistribution
• Title（参考訳）: 分子内振動エネルギー再分配によるキャビティ修飾一分子解離反応
• Authors: Derek S Wang and Tom\'a\v{s} Neuman and Susanne F Yelin and Johannes Flick
• Abstract要約: 特定の非調和振動モードに共振的に結合した光学キャビティは、単分子解離反応速度に干渉することを示した。 特に、空洞が空である場合、解離速度は減少し、一方、最初に空洞が分子よりも高温である場合には、その代わりに、空洞は反応速度を加速することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: While the emerging field of vibrational polariton chemistry has the potential to overcome traditional limitations of synthetic chemistry, the underlying mechanism is not yet well understood. Here, we explore how the dynamics of unimolecular dissociation reactions that are rate-limited by intramolecular vibrational energy redistribution (IVR) can be modified inside an infrared optical cavity. We study a classical model of a bent triatomic molecule, where the two outer atoms are bound by anharmonic Morse potentials to the center atom coupled to a harmonic bending mode. We show that an optical cavity resonantly coupled to particular anharmonic vibrational modes can interfere with IVR and alter unimolecular dissociation reaction rates when the cavity mode acts as a reservoir for vibrational energy. We find a strong dependence on the initial state of the cavity and molecule. In particular, when the cavity is initially empty, the dissociation rate decreases, while when the cavity is initially hotter than the molecule, the cavity can instead accelerate the reaction rate. These results lay the foundation for further theoretical work toward understanding the intriguing experimental results of vibrational polaritonic chemistry within the context of IVR.
• Abstract（参考訳）: 振動ポラリトン化学の新たな分野は、従来の合成化学の限界を克服する可能性を秘めているが、そのメカニズムはまだよく分かっていない。 本稿では, 分子内振動エネルギー再分配(ivr)により速度制限された一分子解離反応の動力学を赤外光共振器内でどのように変化させるかを検討する。 屈曲三原子分子の古典モデルについて検討し, 2つの外原子は調和曲げモードに結合した中心原子に非調和モースポテンシャルで結合する。 特定の無調和振動モードに共鳴結合した光キャビティは、キャビティモードが振動エネルギーの貯水池として働くとき、ivrに干渉し、一分子解離反応速度を変えることができる。 キャビティと分子の初期状態に強く依存していることが分かる。 特に、空洞が空である場合、解離速度は減少するが、最初に空洞が分子よりも高温である場合、その代わりに、空洞は反応速度を加速することができる。 これらの結果は、IVRの文脈における振動分極化学の興味深い実験結果を理解するためのさらなる理論的研究の基礎となった。

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