論文の概要: Capturing anharmonic effects in single vibronic level fluorescence spectra using local harmonic Hagedorn wavepacket dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.11991v2
- Date: Sun, 12 Oct 2025 03:21:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-14 20:23:38.785865
- Title: Capturing anharmonic effects in single vibronic level fluorescence spectra using local harmonic Hagedorn wavepacket dynamics
- Title（参考訳）: 局所高調波Hagedorn波束ダイナミクスを用いた単一ビブロニックレベル蛍光スペクトルの無調波効果の捕捉
- Authors: Zhan Tong Zhang, Máté Visegrádi, Jiří J. L. Vaníček,
- Abstract要約: Hagedorn Wavepacket dynamicsは、グローバル・ハーモニック・モデルにおいて、正確に1つのビブロニック・レベル(SVL)蛍光スペクトルを得る。
局所調和法の方が大域調和近似よりも正確な結果が得られることを示す。
- 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: Hagedorn wavepacket dynamics yields exact single vibronic level (SVL) fluorescence spectra in global harmonic models. To partially describe the effects of anharmonicity, important in the spectra of real molecules, we describe a combination of the Hagedorn wavepacket approach to SVL spectroscopy with the local harmonic approximation. In a proof-of-principle study [Phys. Rev. A 111, L010801 (2025)], we successfully demonstrated the utility of this method by computing the SVL spectra of difluorocarbene, a floppy molecule with moderately anharmonic potential. Here, we describe the theory in detail and analyse the method more thoroughly. To assess the accuracy of the method independently of electronic structure errors, we use a two-dimensional Morse-type potential for which exact quantum benchmarks are available, and show that the local harmonic approach yields more accurate results than global harmonic approximations, especially for the emission spectra from higher initial vibrational levels. Next, we compare the global and local harmonic SVL spectra of anthracene, where the more expensive local harmonic corrections turn out to be less important as long as the correct global harmonic model is used. We also present additional local harmonic results for difluorocarbene, where treating anharmonicity is essential for accurate evaluation of the spectra. Yet, we also show that the structure of the difluorocarbene spectra can be explained qualitatively (but not quantitatively) with a reduced-dimensional harmonic model, for which the spectral intensities can be evaluated analytically.
- Abstract（参考訳）: Hagedorn Wavepacket dynamicsは、グローバル・ハーモニック・モデルにおいて、正確に1つのビブロニック・レベル(SVL)蛍光スペクトルを得る。
実分子のスペクトルにおいて重要なアンハーモニック性の効果を部分的に説明するために,Hagedorn WavepacketアプローチとSVL分光と局所調和近似の組み合わせについて述べる。
原理実証実験(Phys. Rev. A 111, L010801 (2025))において, 適度なアンハーモニックポテンシャルを持つフロッピー分子であるジフルオロカルベンのSVLスペクトルを計算し, 本手法の有用性を実証した。
ここでは、この理論を詳細に記述し、その方法をより徹底的に分析する。
本手法の精度を電子構造誤差とは無関係に評価するために、正確な量子ベンチマークが利用できる2次元モース型ポテンシャルを用いて、局所調和法により、特に高い初期振動レベルからの放射スペクトルに対して、大域調和近似よりも精度の高い結果が得られることを示す。
次に、アントラセンのグローバル・ローカル・ハーモニックSVLスペクトルを比較し、適切なグローバル・ハーモニックモデルを使用する限り、より高価なローカル・ハーモニック補正が重要でないことを示した。
また, ジフルオロカルベンに対する局所的高調波効果も示しており, 非調和性の治療はスペクトルの正確な評価に不可欠である。
しかし, ジフルオロカルベンスペクトルの構造は, スペクトル強度を解析的に評価できる低次元高調波モデルで定性的に(定量的ではないが)説明できることも示している。
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