論文の概要: Theory of vibrational Stark effect for adsorbates and diatomic molecules

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.22378v1
• Date: Tue, 29 Oct 2024 08:46:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-31 14:26:40.051752
• Title: Theory of vibrational Stark effect for adsorbates and diatomic molecules
• Title（参考訳）: 吸着剤および二原子分子に対する振動スターク効果の理論
• Authors: Sang Yang, Jun Cai, Yanxia Chen, Ming Gong,
• Abstract要約: 電気化学界面における吸着剤の振動スターク効果(VSE)は、ランベルト理論を用いて概ね研究されている。 ここでは、量子効果がVSEにとってどの程度重要か、また観測可能であれば、どの物理量でこの効果を決定するかという疑問を再考する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.90864806327518
• License:
• Abstract: Nowadays the vibrational Stark effect (VSE) of adsorbates at the electrochemical interfaces is generally investigated using the Lambert theory, in which the strong electric field across the interfaces can be treated as some kind of perturbation. Lambert found that the VSE arises mainly from the classical effect, and the quantum effect is negligible. This idea is accepted by almost all current first-principle calculations for this issue. Here we revisit this problem by addressing the fundamental question that to what extent the quantum effect is important for VSE, and if it is observable, then which physical quantity determines this effect. We use the Morse, Lennard-Jones and Dunham potentials as basic potentials to explore this problem using quantum perturbation theory. We define the relative difference between quantum and classical VSE slopes to define the quantum effect, $\eta$, and show that for CO, $\eta \sim $ 2 - 3\%, while for adsorbed hydrogen on Pt electrode, $\eta \sim$ 8 - 10\%, using the experimental data. We find that $\eta$ is determined by the anharmonic coefficient $\chi_e$. Without results we present a new understanding of the VSE as a function of electric field and potential in electrochemical experiments, showing that the nonlinear slope of VSE as a function of potential should arise from the nonlinear relation between electric field and potential across the interfaces, which may resolve the long-standing controversial in experiments.
• Abstract（参考訳）: 現在、電気化学界面における吸着剤の振動スターク効果(VSE)はランベルト理論を用いて一般に研究されており、界面の強い電場をある種の摂動として扱うことができる。 ランベルトは、VSEは主に古典的な効果から生じ、量子効果は無視可能であることを発見した。 この考え方は、この問題に対する現在の第一原理計算のほとんどすべてで受け入れられている。 ここでは、量子効果がVSEにとってどの程度重要か、また観測可能であれば、どの物理量でこの効果を決定するかという根本的な疑問に対処することによって、この問題を再考する。 モース、レナード・ジョーンズ、ダナムポテンシャルを基本ポテンシャルとして、量子摂動理論を用いてこの問題を探求する。 量子効果を定義するために量子と古典的VSE勾配の相対差を$\eta$と定義し、COでは$\eta \sim $ 2 - 3\%、Pt電極上の水素吸着では$\eta \sim$ 8 - 10\%と、実験データを用いて示す。 すると、$\eta$ は非調和係数 $\chi_e$ によって決定される。 結果がなければ、VSEを電場と電位の関数として、また電気化学実験において、VSEの電位の関数としての非線形傾きは、電場と界面の電位の間の非線形関係から生じることが示され、長年の議論を呼んだ実験で解決される可能性がある。

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