論文の概要: Simulation of ab initio optical absorption spectrum of \beta-carotene with fully resolved S_{0} and S_{2} vibrational normal modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.07286v1
• Date: Thu, 1 Jun 2023 08:12:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-18 12:30:03.343075
• Title: Simulation of ab initio optical absorption spectrum of \beta-carotene with fully resolved S_{0} and S_{2} vibrational normal modes
• Title（参考訳）: 完全分解型S_{0}およびS_{2}振動正常モードを用いたカロテンのアブ初期光吸収スペクトルのシミュレーション
• Authors: Mantas Jaku\v{c}ionis, Ignas Gai\v{z}i\=unas, Juozas \v{S}ulskus, Darius Abramavi\v{c}ius
• Abstract要約: β-カロテン(b-Car)の電子吸収スペクトルは、量子化学と量子力学シミュレーションを用いて研究されている。 振動正常モードは、電子基底状態S0と光学的に励起されたS2状態のジオメトリで計算された。 その結果、電子エネルギー散逸は多数の振動モードによって媒介されていることが示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Electronic absorption spectrum of beta-carotene (b-Car) is studied using quantum chemistry and quantum dynamics simulations. Vibrational normal modes were computed in optimized geometries of the electronic ground state S0 and the optically bright excited S2 state using the time-dependent density functional theory. By expressing the S2 state normal modes in terms of the ground state modes, we find that no one-to-one correspondence between the ground and excited state vibrational modes exists. Using the ab initio results, we simulated b-Car absorption spectrum with all 282 vibrational modes in a model solvent at 300K using the time-dependent Dirac-Frenkel variational principle (TDVP) and are able to qualitatively reproduce the full absorption lineshape. By comparing the 282-mode model with the prominent 2-mode model, widely used to interpret carotenoid experiments, we find that the full 282-mode model better describe the high frequency progression of carotenoid absorption spectra, hence, vibrational modes become highly mixed during the S0 -> S2 optical excitation. The obtained results suggest that electronic energy dissipation is mediated by numerous vibrational modes.
• Abstract（参考訳）: β-カロテン(b-Car)の電子吸収スペクトルは、量子化学と量子力学シミュレーションを用いて研究されている。 振動正規モードは時間依存密度汎関数理論を用いて電子基底状態s0と光学的に励起されたs2状態の最適化ジオメトリで計算された。 S2状態正規モードを基底状態モードで表現することにより、基底モードと励起状態振動モードとの1対1対応が存在しないことが分かる。 このab initio結果を用いて, モデル溶媒中の全282振動モードのb-car吸収スペクトルを, 時間依存性dirac-frenkel変分原理 (tdvp) を用いて300kでシミュレーションし, 全吸収線形状を定性的に再現する。 282モードモデルと、カロテノイド実験の解釈に広く用いられている顕著な2モードモデルを比較することで、フル282モードモデルはカロテノイド吸収スペクトルの高周波進行をよりよく記述し、S0->S2光励起中に振動モードが高度に混合されることが分かる。 その結果, 電子エネルギー散逸は多数の振動モードによって媒介されることがわかった。

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