Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2411.00503

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2411.00503 (cond-mat)
[提交于 2024年11月1日 (v1) ,最后修订 2025年7月11日 (此版本, v2)]

标题: 非马尔可夫效应在长程极化子介导的能量转移中的作用

标题: Non-Markovian effects in long-range polariton-mediated energy transfer

Authors:Kristin B. Arnardottir, Piper Fowler-Wright, Christos Tserkezis, Brendon W. Lovett, Jonathan Keeling
摘要: 分子内能量转移由近场效应驱动,在生物物理、化学、纳米光学和量子通信等应用中起着重要作用。分子系统中强光-物质耦合的进展为控制能量转移开辟了新可能性。特别是,分子之间的远距离能量转移已被报道为它们相互耦合到腔光子模式的结果,并形成了混合极化子状态。除了对光的强耦合外,分子系统还表现出电子和振动模式之间的强相互作用。后者可以作为能量的储存库,以促进非共振跃迁,并因此促进不同能量的极化子态之间的能量弛豫。然而,这些模式的非马尔可夫性质使得准确模拟这些效应具有挑战性。在这里,我们通过过程张量矩阵乘积算子(PT-MPO)方法来捕捉这些效应,以精确描述分子的振动环境,并结合光-物质相互作用的平均场处理。特别是,我们研究了一个由两个空间分离的不同种类分子层耦合到共同光子模式的系统的发射动力学,并表明与振动浴的耦合强度在控制发射光的能量动力学中起着关键作用;在强振动耦合下,这种动力学表现出强烈的非马尔可夫效应,最终导致极化子的形成。我们的结果为极化子长程能量转移提供了见解,并进一步理解了与分子极化子学这一快速增长领域相关的振动模式的作用。
摘要: Intramolecular energy transfer driven by near-field effects plays an important role in applications ranging from biophysics and chemistry to nano-optics and quantum communications. Advances in strong light-matter coupling in molecular systems have opened new possibilities to control energy transfer. In particular, long-distance energy transfer between molecules has been reported as the result of their mutual coupling to cavity photon modes, and the formation of hybrid polariton states. In addition to strong coupling to light, molecular systems also show strong interactions between electronic and vibrational modes. The latter can act as a reservoir for energy to facilitate off-resonant transitions, and thus energy relaxation between polaritonic states at different energies. However, the non-Markovian nature of those modes makes it challenging to accurately simulate these effects. Here we capture them via process tensor matrix product operator (PT-MPO) methods, to describe exactly the vibrational environment of the molecules combined with a mean-field treatment of the light-matter interaction. In particular, we study the emission dynamics of a system consisting of two spatially separated layers of different species of molecules coupled to a common photon mode, and show that the strength of coupling to the vibrational bath plays a crucial role in governing the dynamics of the energy of the emitted light; at strong vibrational coupling this dynamics shows strongly non-Markovian effects, eventually leading to polaron formation. Our results shed light on polaritonic long-range energy transfer, and provide further understanding of the role of vibrational modes of relevance to the growing field of molecular polaritonics.
评论: 9页,5图
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall) ; 光学 (physics.optics); 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2411.00503 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2411.00503v2 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.00503
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: J. Chem. Phys. 163, 024320 (2025)
相关 DOI: https://doi.org/10.1063/5.0245977
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Kristin Bjorg Arnardottir [查看电子邮件]
[v1] 星期五, 2024 年 11 月 1 日 10:38:27 UTC (344 KB)
[v2] 星期五, 2025 年 7 月 11 日 12:45:42 UTC (392 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
physics.optics
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2024-11
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.mes-hall
physics
quant-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号