論文の概要: Cavity-Born Oppenheimer Approximation for Molecules and Materials via Electric Field Response
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14613v1
- Date: Fri, 19 Jul 2024 18:12:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-23 21:43:34.179941
- Title: Cavity-Born Oppenheimer Approximation for Molecules and Materials via Electric Field Response
- Title（参考訳）: 電界応答による分子・材料のキャビティボルンオッペンハイマー近似
- Authors: John Bonini, Iman Ahmadabadi, Johannes Flick,
- Abstract要約: 本稿では,光キャビティの光子モードに結合した分子および固体のビブロ・ポラリトンおよびフォノン・ポラリトンスペクトルを計算するためのab initio法を提案する。
- 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: We present an ab initio method for computing vibro-polariton and phonon-polariton spectra of molecules and solids coupled to the photon modes of optical cavities. We demonstrate that if interactions of cavity photon modes with both nuclear and electronic degrees of freedom are treated on the level of the cavity Born-Oppenheimer approximation (CBOA), spectra can be expressed in terms of the matter response to electric fields and nuclear displacements which are readily available in standard density functional perturbation theory (DFPT) implementations. In this framework, results over a range of cavity parameters can be obtained without the need for additional electronic structure calculations, enabling efficient calculations on a wide range of parameters. Furthermore, this approach enables results to be more readily interpreted in terms of the more familiar cavity-independent molecular electric field response properties, such as polarizability and Born effective charges which enter into the vibro-polariton calculation. Using corresponding electric field response properties of bulk insulating systems, we are also able to obtain $\Gamma$ point phonon-polariton spectra of two dimensional (2D) insulators. Results for a selection of cavity-coupled molecular and 2D crystal systems are presented to demonstrate the method.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,光キャビティの光子モードに結合した分子および固体のビブロ・ポラリトンおよびフォノン・ポラリトンスペクトルを計算するためのab initio法を提案する。
キャビティ・フォトンモードと核・電子自由度の両方の相互作用をキャビティ・オッペンハイマー近似(CBOA)のレベルで処理すると、標準密度汎関数摂動理論(DFPT)の実装で容易に利用できる電場や核変位に対する物質応答の観点でスペクトルを表現できることを実証した。
この枠組みでは、余剰電子構造計算を必要とせずに、様々な空洞パラメータに対する結果を得ることができ、幅広いパラメータの効率的な計算が可能となる。
さらに、このアプローチは、ビブロ・ポラリトン計算に参入する偏光性やボルンの有効電荷など、より親しみやすい空洞非依存の分子電場応答特性の観点から、結果をより容易に解釈することができる。
バルク絶縁系の対応する電界応答特性を用いて、2次元(2D)絶縁体の点フォノン-ポラリトンスペクトルを$\Gamma$を得ることができる。
キャビティ結合分子および2次元結晶系の選択結果を示し, 本手法を実証した。
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