論文の概要: Molecules in Real Cavities with Quantum Electrodynamical Density Functional Theory

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.02391v2
• Date: Mon, 19 Jun 2023 07:14:30 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-22 02:30:43.369283
• Title: Molecules in Real Cavities with Quantum Electrodynamical Density Functional Theory
• Title（参考訳）: 量子電磁密度関数理論を用いた実キャビティ内の分子
• Authors: Mark Kamper Svendsen, Kristian Sommer Thygesen, Angel Rubio and Johannes Flick
• Abstract要約: 実測光キャビティ設定のためのQEDFTを正確にパラメータ化するために、マクロQEDをどう呼び出すかについて議論する。 我々の研究の結果、一般に、損失のある環境の結合パラメータは古典的なダイドグリーンの函数の言葉で表せるようになった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: Rapid experimental progress in realizing strongly coupled light-matter systems in complex electromagnetic environments necessitates the development of theoretical methods capable of treating light and matter from first principles. A popular such method is quantum electrodynamical density functional theory (QEDFT) which is a generalization of density functional theory to situations where the electronic system is coupled to quantized light modes. While this method provides a powerful description of the electronic system and the quantized modes of light, it has so far been unable to deal correctly with absorbing and dispersing electromagnetic media in practice. In addition, the cavity field strength parameters have not been linked to the real electromagnetic environment in which the matter is embedded meaning that these are effectively free parameters. In this paper, we discuss how macroscopic QED (MQED) can be invoked to correctly parameterize QEDFT for realistic optical cavity setups. To exemplify this approach, we consider the example of a absorbing spherical cavity and study the impact of different parameters of both the environment and the electronic system on the transition from weak-to-strong coupling. As a result of our work, the coupling parameters in general, lossy environments can be now expressed in terms of the classical Dyadic Green's Function. Because the Dyadic Green's Function is completely determined by the electromagnetic environment and the boundary conditions, it thus removes the light-matter coupling strengths as free parameters. As part of this work, we also provide an easy to use tool that can calculate the cavity coupling strengths for simple cavity setups.
• Abstract（参考訳）: 複雑な電磁環境における強結合型光物質系の実現には、光と物質を第一原理から扱える理論手法の開発が必要である。 量子電磁密度汎関数理論(QEDFT)は、電子系が量子化された光モードと結合する状況への密度汎関数理論の一般化である。 この方法は、電子系と量子化された光のモードの強力な記述を提供するが、実際には電磁媒体の吸収と分散を正しく扱うことはできない。 また, キャビティ場の強度パラメータは, 物質が埋め込まれた実際の電磁環境とはリンクしていないため, 効果的に自由パラメータとなる。 本稿では,実測光キャビティ設定のためのQEDFTを正確にパラメータ化するために,マクロQED(MQED)をどのように呼び出すかについて議論する。 このアプローチの例を示すために,吸収性球面キャビティの例を考察し,弱結合から強結合への遷移に対する環境と電子系の異なるパラメータの影響について考察する。 我々の研究の結果、一般に、損失のある環境の結合パラメータは古典的なダイドグリーンの関数で表現できるようになった。 ダイドグリーン関数は、電磁環境と境界条件によって完全に決定されるため、自由パラメータとして光-物質結合強度を除去する。 この作業の一環として、簡単な空洞設置のための空洞結合強度を計算できる使い易いツールも提供します。

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