論文の概要: High-resolution vibronic spectroscopy of a single molecule embedded in a
crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.04806v3
- Date: Thu, 15 Dec 2022 14:18:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-05 01:07:32.744719
- Title: High-resolution vibronic spectroscopy of a single molecule embedded in a
crystal
- Title（参考訳）: 結晶中に埋め込まれた単一分子の高分解能振動分光
- Authors: Johannes Zirkelbach, Masoud Mirzaei, Irena Deperasinska, Boleslaw
Kozankiewicz, Burak Gurlek, Alexey Shkarin, Tobias Utikal, Stephan
G\"otzinger, Vahid Sandoghdar
- Abstract要約: 色素分子中の電子基底状態の振動レベルは、固体マトリックスの高分解能ではこれまで研究されていない。
パラジクロロベンゼンの有機結晶中に埋没したジベンゾテレレンの1つの多環芳香族分子に関する新しい分光学的測定を行った。
- 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: Vibrational levels of the electronic ground states in dye molecules have not
been previously explored at high resolution in solid matrices. We present new
spectroscopic measurements on single polycyclic aromatic molecules of
dibenzoterrylene embedded in an organic crystal made of para-dichlorobenzene.
To do this, we use narrow-band continuous-wave lasers and combine spectroscopy
methods based on fluorescence excitation and stimulated emission depletion
(STED) to assess individual vibrational linewidths in the electronic ground
state at a resolution of ~30 MHz dictated by the linewidth of the electronic
excited state. In this fashion, we identify several exceptionally narrow
vibronic levels with linewidths down to values around 2GHz. Additionally, we
sample the distribution of vibronic wavenumbers, relaxation rates, and
Franck-Condon factors, both in the electronic ground and excited states for a
handful of individual molecules. We discuss various noteworthy experimental
findings and compare them with the outcome of DFT calculations. The highly
detailed vibronic spectra obtained in our work pave the way for studying the
nanoscopic local environment of single molecules. The approach also provides an
improved understanding of the vibrational relaxation mechanisms in the
electronic ground state, which may help to create long-lived vibrational states
for applications in quantum technology.
- Abstract（参考訳）: 色素分子中の電子基底状態の振動レベルは、固体マトリックスの高分解能ではこれまで研究されていない。
パラジクロロベンゼンからなる有機結晶に埋め込まれたジベンゾテレレンの単一多環芳香族分子に関する新しい分光測定を行った。
そこで我々は、狭帯域連続波レーザーを用い、蛍光励起と励起放電劣化(STED)に基づく分光法を組み合わせることにより、電子励起状態の直線幅で約30MHzの分解能で電子基底状態の個々の振動線幅を評価する。
この方法では、ライン幅を2GHz程度まで下げた、非常に狭いビブロンレベルを複数同定する。
さらに、いくつかの分子の電子的基底状態と励起状態の両方において、振動数、緩和率、フランク・コンドン因子の分布をサンプリングした。
本稿では,様々な実験結果について考察し,DFT計算の結果と比較する。
我々の研究で得られた高精細なビブロニックスペクトルは、単一分子のナノ光学的局所環境の研究の道を開く。
このアプローチはまた、電子基底状態における振動緩和機構の理解を改善し、量子技術への応用に長寿命の振動状態を作るのに役立つかもしれない。
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