論文の概要: Cavity-Modified Nonequilibrium Fermi's Golden Rule Rate Coefficients from Cavity-Free Inputs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.12634v1
• Date: Tue, 16 Sep 2025 03:53:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-17 17:50:52.87089
• Title: Cavity-Modified Nonequilibrium Fermi's Golden Rule Rate Coefficients from Cavity-Free Inputs
• Title（参考訳）: Cavity-Modified Nonequilibrium Fermi's Golden Rule Rate Coefficients from Cavity-free Inputs
• Authors: Pouya Khazaei, Eitan Geva,
• Abstract要約: 電磁マイクロキャビティ内に分子系を配置することで, NE-FGR速度を著しく変化させることができることを示す。 共振器を修飾したNE-FGRレートを計算するためのフレームワークの有用性は、光誘起電荷移動への応用によって実証される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The Nonequilibrium Fermi's Golden Rule (NE-FGR) provides a convenient theoretical framework for calculating the charge transfer rate between a photoexcited bright donor electronic state and a dark acceptor electronic state, when the nuclear degrees of freedom start out in a nonequilibrium initial state. In this paper, we show that NE-FGR rates can be significantly modified by placing the molecular system inside an electromagnetic microcavity, even when the coupling with the cavity modes is weak. In this case, cavity-modified NE-FGR rates can also be estimated from the same inputs needed for calculating the cavity-free NE-FGR rates, thereby bypassing the need for an explicit simulation of the molecular system inside the cavity. We also introduce an approximate limit of the cavity-modified NE-FGR, which we denote cavity-modified Instantaneous Marcus Theory, since it is based on the same assumptions underlying Marcus theory. The utility of the proposed framework for calculating cavity-modified NE-FGR rates is demonstrated by applications to photo-induced charge transfer in the carotenoid-porphyrin-C$_{60}$ molecular triad dissolved in liquid tetrahydrofuran and the Garg-Onuchic-Ambegaokar model for charge transfer in the condensed phase.
• Abstract（参考訳）: 非平衡フェルミのゴールデンルール(NE-FGR)は、核自由度が非平衡初期状態から始まるとき、光励起された明るいドナー状態とダークアクセプター電子状態の間の電荷移動率を計算するための便利な理論的枠組みを提供する。 本稿では, 共振器モードとの結合が弱い場合でも, 分子系を電磁マイクロキャビティ内に配置することで, NE-FGR速度を著しく変化させることができることを示す。 この場合、空洞修飾NE-FGRレートは、空洞のないNE-FGRレートを計算するのに必要な同じ入力から推定することができ、空洞内部の分子系の明示的なシミュレーションの必要性を回避できる。 我々はまた、空洞修正されたNE-FGRの近似極限を導入し、これは空洞修正された即時マーカス理論を示す。 キャロテノイド-ポルフィリン-C$_{60}$分子トリアドを液体テトラヒドロフランに溶解させた場合の光誘起電荷移動と,縮合相における電荷移動に対するGarg-Onuchic-Ambegaokarモデルを用いて,空洞修飾NE-FGR速度を計算するためのフレームワークの有用性を実証した。

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