論文の概要: Can increasing the size and flexibility of a molecule reduce decoherence?

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01999v1
• Date: Wed, 3 Jan 2024 22:46:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-05 16:06:04.216577
• Title: Can increasing the size and flexibility of a molecule reduce decoherence?
• Title（参考訳）: 分子のサイズと柔軟性はデコヒーレンスを減少させるか?
• Authors: Alan Scheidegger, Nikolay V. Golubev, Jiri J. L. Vanicek
• Abstract要約: プロジェナルアナログにおける炭素骨格の拡張は脱コヒーレンスを遅くし、電荷移動の期間を延長する。 分子のイオン化によって生じる電子状態のコヒーレント重ね合わせは、電子密度の超高速なダイナミクスを引き起こす。
• 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: Coherent superposition of electronic states, created by ionizing a molecule, can initiate ultrafast dynamics of the electron density. Correlation between nuclear and electron motions, however, typically dissipates the electronic coherence in only a few femtoseconds, especially in larger and more flexible molecules. We, therefore, use ab initio semiclassical dynamics to study decoherence in a sequence of organic molecules of increasing size and find, surprisingly, that extending the carbon skeleton in propynal analogs slows down decoherence and extends the duration of charge migration. To elucidate this observation, we decompose the overall decoherence into contributions from individual vibrational modes and show that: (1) The initial decay of electronic coherence is caused by high- and intermediate-frequency vibrations via momentum separation of nuclear wavepackets evolving on different electronic surfaces. (2) At later times, the coherence disappears completely due to the increasing position separation in the low-frequency modes. (3) In agreement with another study, we observe that only normal modes preserving the molecule's symmetry induce decoherence. All together, we justify the enhanced charge migration by a combination of increased hole-mixing and the disappearance of decoherence contributions from specific vibrational modes CO stretching in butynal and various H rockings in pentynal.
• Abstract（参考訳）: 分子をイオン化した電子状態のコヒーレント重ね合わせは、電子密度の超高速ダイナミクスを開始することができる。 しかし、原子核と電子の運動の相関は、通常、数フェムト秒、特に大きく柔軟な分子において電子のコヒーレンスを散逸させる。 そこで我々は, 半古典的半古典力学を用いて, サイズが大きくなる有機分子列における脱コヒーレンスを解析し, 炭素骨格の伸長が脱コヒーレンスを遅くし, 電荷移動期間を延長することを発見した。 1) 電子コヒーレンスの初期崩壊は、異なる電子表面上で進化する核波束の運動量分離による高周波数と中間周波数の振動によって引き起こされる。 (2)後、低周波モードにおける位置分離の増加により、コヒーレンスは完全に消失する。 3) 他の研究と一致して、分子の対称性を保った正常なモードのみがデコヒーレンスを引き起こすことを観察した。 孔混合の増大と, ブチナールおよび各種Hロッキング中で伸びる特定の振動モードCOからの脱コヒーレンス寄与の消失を組み合わせて, 電荷移動の増大を正当化する。

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