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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01999v2
• Date: Fri, 24 Jan 2025 12:38:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-27 14:54:41.595197
• Title: Can increasing the size and flexibility of a molecule reduce decoherence and prolong charge migration?
• Title（参考訳）: 分子のサイズと柔軟性の増大は脱コヒーレンスを減少させ、電荷移動を長引かせるか?
• Authors: Alan Scheidegger, Nikolay V. Golubev, Jiri J. L. Vanicek,
• Abstract要約: 原子核と電子運動の相関は数フェムト秒で電子コヒーレンスを放出する。 炭素骨格の伸長は脱コヒーレンスを遅くし、電荷移動を長くする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• 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 analogous organic molecules of increasing size and find, surprisingly, that extending the carbon skeleton in propynal analogs slows down decoherence and prolongs 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 that preserve the symmetry of the molecule 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。 しかし、原子と電子の運動の相関は、通常数フェムト秒で電子コヒーレンスを散逸させる。 そこで,本研究では, 炭素骨格の伸長により脱コヒーレンスが低下し, 電荷移動が長くなることを発見した。 1) 電子コヒーレンスの初期崩壊は, 異なる電子面上で進行する核波束の運動量分離による高周波数振動と中間周波数振動によって引き起こされる。 2) その後,低周波モードにおける位置分離の増大によりコヒーレンスは完全に消失する。 (3) 他の研究では, 分子の対称性を保った正常なモードのみが脱コヒーレンスを引き起こすことが観察された。 孔混合の増大と特定の振動モードからの脱コヒーレンス寄与の消失, ブチナール中のCO伸張, およびペンチナール中の各種Hロッキングの併用により, 電荷移動の増大を正当化した。

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