在过去的十年中,人们对 DNA 激发态动力学的认识取得了很大进展。[1] 在此背景下,理论研究既集中于单个核碱基的光物理性质,也集中于两个或多个碱基组装体中的相关相互作用,这些研究已成为探索 DNA 激发态衰变机制的有力工具。与单重态激发态相比,我们对三重态激发态的能量和动力学的认识仍然主要局限于单个碱基的性质。[2] 因此,尽管三重态-三重态电子能量转移 (TET) 可以引发 DNA 中的光毒性反应 [3-4],例如胸腺嘧啶环丁烷二聚体的形成 [5],但人们对决定天然 DNA 中三重态命运的核碱基 p 堆叠中 TET 的电子相互作用强度和时间尺度知之甚少。因此,由于三重态激发态的离域程度及其迁移的大致时间尺度存在根本的不确定性,通过超快光谱实验测量的衰变组分的分配仍然是一项艰巨的任务。 [1]
分子的激发态在各种研究领域高度相关,例如光化学,太阳能转化到化学能转化和光催化。1在这里,分子不仅表现出电子与基态不同的原子结构,从而实现了在基态下不可能的反应。2通常,激发态的化学相互作用对于转化效率或选择性是决定性的。3用电力结构分析方法量化这些相互作用将非常有益,并能够得出趋势并预测实验的新途径。这种键合分析方法将使对反应性的反应性有更全面的了解,包括光化学反应的基础机制。有几种理论方法4用于描述激发态,包括多引用方法5
摘要:碳纳米带是由完全融合的边缘共享芳烃环组成的圆柱形分子。由于其美观的结构,它们获得了不寻常的光电特性,可能适用于纳米电子学和光子学的一系列应用。然而,其合成成功率非常有限,导致其光物理特性仍然很大程度上未知。与碳纳米环(由单键连接的芳烃)相比,纳米带的强结构刚性可防止其发生偏离原始高对称构象的重大变形,因此影响其光物理特性。在此,我们研究了成功合成的(6,6)CNT(碳纳米管)带段的光诱导动力学。使用非绝热激发态分子动力学模拟对此过程进行建模,揭示了不同类型碳原子上激发态波函数定位变化所起的关键作用。这样可以详细描述整个纳米带骨架中的激发态动力学和空间激子演化。我们的研究结果提供了有关激发态电子特性和内部转换率的详细信息,这些信息可能对设计用于纳米电子和光子应用的纳米带有用。
暗物质(DM)可以是伪dirac热液体,其质量分裂很小,将其对角线耦合到动力学混合的深色光子。该模型,尤其是在子GEV质量范围内,是加速器搜索和直接检测实验的关键基准。通常,在重组时期,在激发态下,即使存在很小的伪dirac dm,也将被宇宙微波背景(CMB)的DM歼灭范围排除;因此,可行的热历史通常必须具有对激发态的指数抑制。我们重新审视了关于共振状态中热史的假设,在谐振状态下,深色光子质量略高于DM质量的两倍以上(至10%以内),从而导致S渠道共振在歼灭交叉部分中。这种共振大大减少了实现观察到的遗物丰度所需的耦合,这意味着在大部分参数空间中,DM在达到最终DM遗物丰度之前就可以将DM脱离标准模型。我们发现,在此制度中,激发态并未热吞噬。尽管如此,我们发现激发态的存在也不违反CMB的界限,即使是任意小的质量分裂。激发态的当今丰度打开了通常与伪DIRAC DM无关的签名的可能性,包括间接检测,直接检测和自我相互作用的DM签名。
供体和受体发色团单元之间的电子能量转移以伴随的振动能量重新分布为特征。通过耦合位于供体/受体部分上的激发态,识别积极参与供体-受体电子能量转移的振动,代表了该过程的宝贵足迹,也是操纵新型光电器件中能量耗散效率的可能方法。10–14 我们将这些原子核运动称为“主动”振动模式。基于激发态红外光谱的实验技术 15–17 可用于分配和识别激发态动力学中的结构变化和光化学途径。此外,超快时间分辨瞬态红外和拉曼光谱 18–34 可用于评估各种有机化合物的振动能量弛豫速率,18–22,24,26–28,30,35
摘要:瞬态吸收(TA)光谱是确定激发态的能量和动力学的宝贵工具。当泵的强度足够高时,TA光谱包括通常所需的三阶响应和在现场幅度中较高顺序的响应。最近的工作表明,泵强度依赖性的TA测量值允许分开响应顺序,但尚未描述这些较高顺序中的信息内容。我们提供了一个一般框架来理解高阶TA光谱。我们扩展到高阶标准TA的基本过程:地面漂白剂(GSB),刺激发射(SE)和激发态吸收(ESA)。每个顺序介绍了两个新的过程:来自以前无法访问的高度激发态和低阶过程的负面的SE和ESA。我们在每个顺序上显示新的光谱和动态信息,并显示如何使用不同订单中信号的相对符号来识别哪些过程占主导地位。
激发态能量。43-52从双阳离子(n – 2) - 电子参考开始,n-电子
我们渐近地构造了一个静态球形激发态,该激发态在可重正化量子引力中无奇点,具有无背景性质。其直径由量子引力的关联长度给出,比普朗克长度长 2 个数量级,外部有史瓦西尾。内部的量子引力动力学采用非微扰高阶修正表达式来描述,该表达式假设了动力学在强耦合的边缘消失的物理要求。运行耦合常数是非线性和非局域性的表现,通过将其近似为依赖于径向坐标的平均场来管理。如果质量是普朗克质量的几倍,我们可以建立一个包含运行效应的引力势线性化运动方程组,并获得激发态作为其解。它可能是暗物质的候选者,并将为黑洞物理学提供新的视角。
我们证明,J 1 − J 2 海森堡量子自旋链的基态和第一激发态混合态(相邻态)中的最近邻纠缠可用作序参量,检测链从无间隙自旋流体到有间隙二聚体相的相变。我们研究了序参量对于不同系统尺寸下相邻态中基态和第一激发态之间相对混合概率变化的有效性,并将结果外推到热力学极限。我们观察到,即使系统处于基态,但有较小且有限的概率泄漏到第一激发态,最近邻纠缠也能起到良好序参量的作用。此外,我们应用相邻态的序参量研究了在模型相图上分别引入各向异性和玻璃无序时的响应,并分析了相应的有限尺寸尺度指数和前一种情况下出现的三临界点。各向异性的 J 1 − J 2 链具有更丰富的相图,使用相同的序参量也可以清楚地看到。
利用频域干涉法和从头算分子动力学研究了非晶态碲化锗薄膜对飞秒激光激发的亚皮秒响应。表面动力学的时间分辨测量揭示了薄膜的收缩,其介电性能响应速度超过 300 fs。非平衡条件下的系统从头算分子动力学模拟使我们能够检索离子温度从 300 K 到 1100 K 以及电子分布宽度从 0.001 eV 到 1.0 eV 的原子构型。通过深入分析角度分布、声子模式和对分布函数来表征结构的局部有序性,这证明了向新的非晶态电子激发态的转变,该激发态在键合/结构上接近液态。我们的研究结果为涉及两个重要过程的硫族化物材料中的光学高激发态提供了新的见解:存储器件中的相变材料和静态场引起的 Ovonic 阈值开关现象。