Antoniou G,Yuan PS,Kotsokeras L,Athanasopoulos S,Fazzi D,Panidi J等。(2022)。通过激发态融合在单组分纳米结构有机光电探测器中通过激发状态融合来生成低功率上流光电流。材料化学杂志。C,10(19),7575-7585 [10.1039/d2TC00662F]。
用于估计嘈杂的中间量子量子(NISQ)ERA设备上的分子基态性能,基于变异的量子本特征(VQE)算法的算法已获得流行,因为它们相对较低的电路深度和对噪声的弹性。9,10这导致了一系列成功的演示,涉及当今量子设备和模拟器上小分子的分子基态能量的计算。4,6,11 - 22然而,仅对分子基态能量的估计不足以描述许多有趣的化学过程,这些化学过程涉及某种形式的电子激发。23,例如,化学现象的准确建模,例如光化学反应,涉及过渡金属复合物,光合作用,太阳能电池操作等的催化过程等。需要对分子地面和激发态进行精确模拟。这种系统的电子激发态通常密切相关,因此需要使用复杂的量子化学理论来准确描述。在过去的几十年中,在这方面已经开发了许多方法。24 - 32最初由Stanton和Bartlett开发的运动方程耦合群集(EOM-CC)26方法是一个流行的示例,通常用于计算分子激发剂,例如激发能量
用于估计嘈杂的中间量子量子(NISQ)ERA设备上的分子基态性能,基于变异的量子本特征(VQE)算法的算法已获得流行,因为它们相对较低的电路深度和对噪声的弹性。9,10这导致了一系列成功的演示,涉及当今量子设备和模拟器上小分子的分子基态能量的计算。4,6,11 - 22然而,仅对分子基态能量的估计不足以描述许多有趣的化学过程,这些化学过程涉及某种形式的电子激发。23,例如,化学现象的准确建模,例如光化学反应,涉及过渡金属复合物,光合作用,太阳能电池操作等的催化过程等。需要对分子地面和激发态进行精确模拟。这种系统的电子激发态通常密切相关,因此需要使用复杂的量子化学理论来准确描述。在过去的几十年中,在这方面已经开发了许多方法。24 - 32最初由Stanton和Bartlett开发的运动方程耦合群集(EOM-CC)26方法是一个流行的示例,通常用于计算分子激发剂,例如激发能量
线性三原子分子的振动动力学由并行运行的量子信息处理设备模拟。量子设备是一组半导体量子点二聚体,在室温下通过可见光频率范围内的超快激光脉冲进行寻址和探测。考虑到胶体量子点不可避免的尺寸分散性导致的固有噪声的实际评估,并限制了可用于计算的时间。在考虑的短时间内,只有量子点的电子态对激发作出反应。使用电子态量子点 (QD) 二聚体的模型,该模型保留了基于单个 QD 的最低和第一激发态构建的激子二聚体状态的八个最低带。我们展示了如何实际测量多达 8 2 64 个量子逻辑变量并将其用于处理此 QD 二聚体电子级结构的信息。这是通过寻址 QD 的最低和第二激发电子态来实现的。使用较窄的激光带宽(较长的脉冲),只能相干地寻址较低带的激发态,从而实现 4 2 16 个逻辑变量。这已经足以模拟两个振荡器之间的能量传递和振动分子中的相干运动。
摘要:单壁碳纳米管 (SWCNT) 的光物理因其在光收集和光电子学中的潜在应用而受到深入研究。SWCNT 的激发态形成强结合的电子-空穴对,激子,其中只有单重态激子参与应用相关的光学跃迁。长寿命的自旋三重态阻碍了应用,但它们成为量子信息存储的候选者。因此,非常需要了解三重态激子的能量结构,特别是 SWCNT 手性依赖的方式。我们使用专用光谱仪报告了对几种 SWCNT 手性的三重态复合发光(即磷光)的观察结果。这得出了单重态-三重态间隙与 SWCNT 直径的关系,并遵循基于量子约束效应的预测。在高微波功率(高达 10 W)辐射下的饱和度可以确定三重态的自旋弛豫时间。我们的研究敏感地区分了最低光学活性状态是从同一纳米管上的激发态填充的,还是通过来自相邻纳米管的福斯特激子能量转移填充的。关键词:碳纳米管、光学检测磁共振、弛豫时间、量子约束、分子标尺、福斯特激子转移 U
荧光和磷光 发光:原子、分子和离子的电子激发态发射光子。 荧光:只要刺激辐射持续,物质吸收的一部分能量(紫外线、可见光)就会以光的形式释放出来。 大多数分子拥有偶数个电子,所有电子在基态下都是成对的。 状态的自旋多重性为 2S + 1,其中 S 是总电子自旋。
低阈值光学非线性的潜力在光子学和概念光学神经元网络领域引起了广泛关注。二维 (2D) 半导体中的激子在这方面尤其有前景,因为减少的屏蔽和维度限制会促进它们明显的多体相互作用以实现非线性。然而,对这些相互作用的实验测定仍然不明确,因为光泵浦通常会产生激子和未结合载流子的混合物,其中带隙重正化和载流子屏蔽对激子能量的影响相互抵消。通过比较单层 MoSe 2 光致发光光谱对激子基态和激发态能量的影响,我们能够分别识别中性激子和电荷载流子对库仑结合的屏蔽。当中性激子密度从 0 增加到 4 × 10 11 𝑐𝑚 −2 时,激子基态 ( A-1s ) 和激发态 ( A-2s ) 之间的能量差红移 5.5 meV,而电子或空穴密度增加时则发生蓝移。这种能量差变化归因于中性激子的库仑结合相互屏蔽,从中我们提取出激子极化率为 𝛼 2𝐷
以重过渡贵金属有机配合物(如Ir(III)的联吡啶配合物)为代表的磷光材料,直到第三代TADF材料(如有机给体-p桥-受体分子)。在电激发下,TADF材料(以非常低的第一激发单重态-三重态能隙(DE ST)为特征的化合物)被热激活,以诱导有效的逆系间窜越(rISC),其中三重态激子转化为单重态激子,从而主要从发射的单重态激发态发光。图1示意性地示出了TADF材料的电致发光过程。与贵金属有机配合物磷光材料相比,TADF材料具有材料空间更大、价格低廉、易于制备和合成、易于制作柔性屏幕以及蓝光发射更稳定的优势。因此,近十年来,作为现代OLED最有前途的电致发光材料,它们得到了实验2,5 - 9 、理论10 - 23 和理论-实验相结合15,24,25的深入研究。基本上,有两类TADF材料得到了认真探索4。第一类是纯有机D - A或D - p - A体系,其电子给体(D)或受体(A)主要由含氮芳香杂环构成。最低激发态通常具有显著的分子内电荷转移(CT)跃迁特性。经过合理的设计和优化,基于此类TADF材料的OLED器件的外量子效率(EQE)甚至可以高达30%。从结构特征上看,由于给体和受体部分之间有足够的空间位阻,最好的发光效率通常对应于扭曲的D – A(或D – p – A)化合物。另一类是电子排布为d 10 的过渡金属(Cu(I)、Ag(I)、Zn(II)等)配合物,它们的最低激发态通常具有明显的金属 – 配体电荷转移(MLCT)跃迁特征。饱和的d 10
原子吸收能量时可以将其升级为激发态。这导致随机释放辐射。当几个原子闭合在一起时,可能会发生量子效应。当一个原子排放辐射时,这会影响附近的所有激发原子。许多原子的多余能量同时释放,并产生强烈的光闪光。这种效果称为超级效果,可用于产生比常规激光器发射频率更窄的激光器。
在本文中,我们详细分析了变分量子相位估计 (VQPE),这是一种基于实时演化的基态和激发态估计方法,可在近期硬件上实现。我们推导出该方法的理论基础,并证明它提供了迄今为止最紧凑的变分展开之一,可用于解决强关联汉密尔顿量。VQPE 的核心是一组具有简单几何解释的方程,它们为时间演化网格提供了条件,以便将特征态从时间演化的扩展状态集中分离出来,并将该方法与经典的滤波器对角化算法联系起来。此外,我们引入了所谓的 VQPE 的酉公式,其中需要测量的矩阵元素数量与扩展状态的数量成线性比例,并且我们提供了噪声影响的分析,这大大改善了之前的考虑。酉公式可以直接与迭代相位估计进行比较。我们的结果标志着 VQPE 是一种自然且高效的量子算法,可用于计算一般多体系统的基态和激发态。我们展示了用于横向场 Ising 模型的 VQPE 硬件实现。此外,我们在强相关性的典型示例(SVP 基组中的 Cr 2)上展示了其威力,并表明只需约 50 个时间步就可以达到化学精度。