Nonadiabatic Dynamics of Molecules Interacting with Metal Surfaces: Extending the Hierarchical Equations of Motion and Langevin Dynamics Approach to Position-Dependent Metal-Molecule Couplings
本文将运动分层方程框架内的电子摩擦理论扩展至位置依赖的金属-分子耦合模型，为朗之万动力学引入了新的力贡献，适用于平衡与非平衡态及强相互作用分子模型。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Ab Initio Study of Chemical Reactions of Cold SrF and CaF Molecules with Alkali-Metal and Alkaline-Earth-Metal Atoms
本文研究了SrF+碱金属原子和CaF+碱金属原子体系中原子交换反应的能量学。这样的反应只可能发生在SrF和CaF与锂原子的碰撞中，而对其他碱金属原子则是被禁止的。具体来说，我们专注于SrF与Li，Rb和Sr原子的相互作用，并使用从头算方法来证明SrF+Li和SrF+Sr反应是无势垒的。我们提出了势能面的SrF分子与Li，Rb和Sr原子在其能量最低的电子自旋态的相互作用。所得到的势能面是深的，并表现出深刻的相互作用各向异性。我们预测SrF分子在转动或塞曼激发态的碰撞很可能具有很强的非弹性性质。我们讨论了使用超冷碱金属原子的SrF和CaF分子的交感冷却的前景。
2017-04-27 physics.chem-ph
Electron transfer at molecule-metal interfaces under Floquet engineering: Rate constant and Floquet Marcus theory
本研究通过Floquet工程周期性调制分子杂质能级，利用Marcus理论和Floquet表面跳跃算法，发现ET速率随驱动振幅增大而加快，随驱动频率增大出现翻转效应。
2023-06-17 physics.chem-ph
Cold, anisotropically-interacting van der Waals molecule: TiHe
我们已经使用激光烧蚀和氦缓冲气体冷却在低温下产生钛氦范德华分子。通过激光诱导荧光光谱检测分子。通过研究平衡热力学性质，确定了基态和第一旋转激发态的基态Ti-He结合能，发现与基于新计算的从头算Ti-He相互作用势的理论计算结果吻合较好，为研究低温下范德华团簇的形成、动力学和非普适化学提供了新的可能性.
2017-02-14 physics.atom-ph physics.chem-ph
Rotational properties of two interacting cold polar molecules: linear, symmetric, and asymmetric tops
研究两静态冷极性分子在外部直流电场及各向异性偶极-偶极相互作用下的势能与极化，将分子建模为量子刚性转子并考察线性、对称与非对称陀螺分子，发现短间距下分子性质强烈依赖电场方向，凸显考虑转动自由度的重要性。
2024-09-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Active Spaces and Non-Orthogonal Configuration Interaction Approaches for Investigating Molecules on Metal Surfaces
我们测试了一组多组态波函数方法计算的基态电子布居的两个网站安德森模型代表一个分子在金属表面上。特别是，我们比较（i）哈特里-福克波函数，其中前沿轨道被允许是非正交与（ii）完全非正交配置相互作用波函数的基础上约束哈特里-福克状态。我们测试强和弱金属分子杂化（$Γ$）的限制，以及强和弱的电子-电子排斥（U）的限制。与精确的数值重整化群（NRG）理论相比，我们得到了精确的结果，在适当的情况下恢复了电荷转移态。目前的框架应该打开一条路径，在金属表面上运行分子非绝热动力学。
2022-07-18 physics.chem-ph
Density functional theory beyond the Born-Oppenheimer approximation: Exact mapping onto an electronically non-interacting Kohn-Sham molecule
本文将 KS-DFT 精确推广到全量子分子体系，通过把电子与核密度映射到电子非相互作用的 KS 分子，建立耦合的自洽方程并给出精确绝热连接公式及实用近似。
2024-04-02 physics.chem-ph
A DFT-based Tight-Binding Approach to the Self-consistent Description of Molecule Metal-Nanoparticle Interactions
由球形金属纳米颗粒和附近的有机染料分子组成的混合系统内的相互作用被配制在一个组合的量子经典方法。而纳米粒子的极化场被处理在经典的多极形式，分子的电子电荷密度的量子力学描述。一个有效的解决方案，由此产生的自洽性问题成为可能，通过使用离散表示的电荷密度的原子为中心的Mulliken电荷内的密度泛函理论为基础的紧束缚（DFTB）的方法。两种不同的染料分子的结果，其中集中在纳米粒子的半径，纳米粒子和分子之间的距离和它们的相互取向的相互作用的依赖性。
2019-05-29 physics.chem-ph
Van der Waals coefficients for systems with ultracold polar alkali-metal molecules
本文系统地研究了碱金属原子+分子和分子+分子体系的各向同性范德华系数。偶极矩和静态和动态偶极子极化率计算采用高层次的量子化学计算。各向同性范德华系数的色散，感应和旋转部分进行评估。已知的范德瓦尔斯系数，然后用于导出的简单模型的碰撞涉及相应的超冷极性分子的基本特征。
2013-02-21 physics.atom-ph physics.chem-ph
Magnetic properties and quench dynamics of two interacting ultracold molecules in a trap
本文从理论上研究了在电场和磁场作用下一维简谐势阱中两个相互作用的超冷极性顺磁分子的磁性和非平衡动力学。分子通过多通道两体接触势相互作用，结合分子间相互作用的短程各向异性。我们发现，各种磁化状态产生的分子相互作用，电子自旋，偶极矩，旋转结构，外部磁场和自旋-旋转耦合的相互作用。丰富的磁化强度图主要取决于分子间相互作用和自旋旋转耦合的各向异性。这些特定的分子特性很难计算或测量。因此，我们提出了淬火动力学实验，从观察分析系统的时间演化中提取它们。我们的研究结果表明了用外电场控制分子少体磁化的可能性，为研究光镊或光晶格中超冷分子的磁化及其在分子多通道多体哈密顿量量子模拟和量子信息存储中的应用奠定了基础.
2020-12-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Van der Waals molecules consisting of a zinc or cadmium atom interacting with an alkali-metal or alkaline-earth-metal atom
碱土类过渡金属原子，如Zn和Cd，是精密测量和量子多体物理实验的有希望的候选者。在这里，我们从理论上研究了含有这些闭壳层原子的双原子分子的性质。我们计算势能曲线，永久电偶极矩，和光谱常数的分子组成的锌或镉原子与碱金属（Li，Na，K，Rb，Cs，Fr）或碱土金属（Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Ra）原子相互作用。我们使用从头算电子结构耦合团簇方法与单，双，三重激发结合大高斯基组和小核心相对论能量一致的赝势较重的原子。我们预测，所研究的分子在基态的化学反应弱结合范德华配合物的小永久电偶极矩。本文的结果对光谱学以及所研究分子在现代超冷物理和化学实验中的应用有一定的参考价值。
2021-10-31 physics.atom-ph physics.chem-ph
Selective Hybridization of a Terpyridine-Based Molecule with a Noble Metal
金属-分子界面的电子性质原则上可以通过分子设计和自组装来控制，这为未来的纳米和光电技术带来了巨大的潜力。然而，分子轨道和表面的电子状态之间的耦合可以显着影响分子状态。特别是，被设计用于创建金属有机自组装网络的分子具有必要地被设计为与金属强烈相互作用的官能团。本文采用低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）结合密度泛函理论（DFT）研究了三联吡啶（tpy）分子在贵金属Ag（111）表面的吸附相互作用.通过比较裸Ag（111）表面上的分子和通过NaCl双层膜与底层金属解耦的分子的STS获得的局域态密度（DOS）信息，我们发现，热定域轨道与金属基底强烈杂化。与此同时，与连接两个末端tpy基团的苯环相关的那些受与表面的相互作用的影响较小。tpy基团的选择性杂化提供了官能团和贵金属表面之间强的轨道特异性电子耦合的实例，其可以改变相互作用的预期平衡和分子-金属界面的所得电子行为。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Polaritons of inherently interacting molecules
University of Debrecen（德布勒森大学）；Heidelberg University（海德堡大学）；ELI-ALPS, ELI-HU Non-Profit Ltd（ELI-ALPS，匈牙利非营利有限公司）
研究与法布里-珀罗腔强耦合分子系综吸收光谱，通过长程分子间相互作用产生混合分子-光子态，确定其为分子腔量子电动力学关键要素，揭示极化激元带微观起源及与分子排列关系。
2026-07-24 physics.chem-ph
Chemical reactions of ultracold alkaline-earth-metal diatomic molecules
本文通过电子结构计算研究超冷碱土金属双原子分子的反应能量学，发现原子交换和三聚体形成均无势垒、能量允许，表明这些分子在超低温下化学不稳定，需光晶格或屏蔽方案抑制损耗。
2023-11-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Reactions between cold methyl halide molecules and alkali-metal atoms
采用高水平的{ \it ab initio}计算方法研究了卤甲烷分子CH $_{3}X$（$X$ = F，Cl，Br，I）与碱金属原子$A$（$A$ = Li，Na，K，Rb）反应的势能面和活化能.我们研究了每个分子间势能面（PES）的各向异性和唯一可用的放热反应途径，${\rm CH}_{3}X+A\rightarrow{\rm CH}_{3}+AX$的机制和能量。的区域的过渡态探索使用二维PES削减和估计的活化能推断。几乎所有卤代甲烷和碱金属原子的结合都具有正势垒高度，表明低温下的反应将是缓慢的。
2013-11-14 physics.chem-ph
Dipole Polarizability of Alkali-Metal (Na, K, Rb) - Alkaline-Earth-Metal (Ca,Sr) Polar molecules - Prospects of Alignment
研究了碱金属（AM）-碱土金属（AEM）极性分子的电子开壳层基态性质。用部分三重态（CCSD（T））电子关联方法，在耦合团簇单态和双态下测定了2 π +基态的势能曲线.计算的光谱常数的同位素（23 Na，39 K，85 Rb）-（40 Ca，88 Sr）与现有的理论和实验结果进行了比较。利用有限场微扰理论在CCSD（T）水平上计算了永久偶极矩（PDM）、平均偶极极化率和极化率各向异性随核间距的变化.由于中等的PDM（KCa：1.67 D，RbCa：1.75 D，KSr：1.27 D，RbSr：1.41 D）和大的极化率各向异性（KCa：566 a.u.，RbCa：604 a.u.，钾锶：574 a.u.，RbSr：615 a.u.），KCa、RbCa、KSr和RbSr是在强激光和外部静态电场组合中用于取向和定向的潜在候选物。
2014-05-14 physics.chem-ph
Dynamical Screening of Local Spin Moments at Metal-Molecule Interfaces
本研究利用密度泛函理论结合Anderson杂质模型，系统探讨了过渡金属酞菁分子与Cu(111)接触时的动力学屏蔽效应，发现量子涨落导致局域自旋矩显著降低或猝灭，强调了其对分子自旋电子学器件的影响。
2024-12-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Coupling, lifetimes and "strong coupling" maps for single molecules at plasmonic interfaces
分子的激发态与金属纳米结构（例如等离子体激元）的激发态之间的相互作用导致具有修改的光学性质的混合态。当等离子体共振扫过分子跃迁频率时，可以观察到避免的交叉，这通常被认为是等离子体和分子之间强耦合的特征。当$2|U|/{\hbarΓ}>1$，其中$U$和$Γ$分别是分子-等离子体激元耦合和光学跃迁的光谱宽度时，期望实现这种强耦合。因为$U$和$Γ$两者都随着分子和等离子体结构之间的距离的减小而强烈地增加，所以对于任何分子-金属表面距离可以满足该条件是不明显的。在这项工作中，我们调查的行为$U$和$Γ$的几种几何形状。令人惊讶的是，我们发现，如果唯一的贡献$Γ$是寿命加宽与辐射和非辐射弛豫的一个单一的分子振动跃迁，包括对分子的辐射和非辐射寿命的影响引起的金属，该标准$2|U|/{\hbarΓ}>1$很容易满足许多配置，而不管金属分子的距离。这意味着，拉比分裂可以观察到在这样的结构，如果其他来源的加宽被抑制。此外，当分子-金属表面距离变化而保持所有其他分子和金属参数恒定时，由于与相同分子-等离子体相互作用相关的光谱偏移，这种行为得到缓解，使得拉比分裂的观察更具挑战性。
2021-11-05 physics.chem-ph
Highly polar molecules consisting of a copper or silver atom interacting with an alkali-metal or alkaline-earth-metal atom
本文从理论上研究了含$^2S$态过渡金属原子的高极性双原子分子的性质。我们计算势能曲线，永久电偶极矩，光谱常数，和领先的长程色散相互作用系数的分子组成的铜或银原子与碱金属（Li，Na，K，Rb，Cs，Fr）或碱土金属（Be，Mg，Ca，Sr，Ba，Ra）原子的相互作用。我们使用从头计算电子结构的方法，如耦合集群和组态相互作用的，与大高斯基组和小核心相对论能量一致的赝势。我们预测，所研究的分子在基态电子强烈绑定高度极化的共价键或离子键，导致非常大的永久电偶极矩。我们发现，高激发振动能级具有最大电偶极矩，例如，CsAg超过13 $\,$德拜，BaAg超过6 $\,$德拜。还报告了Cu $_2$、Ag $_2$和CuAg的结果。所研究的分子可能会在超冷偶极多体物理学，受控化学或精密测量实验中找到应用。
2021-02-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Assessing mixed quantum-classical molecular dynamics methods for nonadiabatic dynamics of molecules on metal surfaces
本文基于二维模型评估多种混合量子-经典方法在捕捉金属表面分子散射中非绝热效应的能力，发现各方法对动能依赖性预测相似但振动能量分布不同，并确定了部分方法不适用的耦合区域。
2023-08-01 physics.chem-ph
Diatomic molecules of alkali-metal and alkaline-earth-metal atoms: interaction potentials, dipole moments, and polarizabilities
本文系统计算78种碱金属、碱土金属双原子分子的势能曲线、偶极矩、极化率及光谱常数，并评估误差、建立理论基准。
2024-03-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Identification of the Molecule-Metal Bonding Geometries of Molecular Nanowires
分子纳米线是一个单一的分子化学键合到两个金属电极，并在它们之间形成一个稳定的导电桥，已经被深入研究了十多年。然而，分子和电极之间的键合几何形状的实验测定仍然难以捉摸。在这里，我们证明通过从头计算，非弹性隧穿光谱（IETS）可以确定这些几何形状。我们确定的键合几何形状的propanedithiolate分子桥接金电极，引起特定的IETS签名，在最近的实验中观察到的金-硫界面。
2011-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Ab initio properties of the ground-state polar and paramagnetic europium-alkali-metal-atom and europium-alkaline-earth-metal-atom molecules
本文研究了极性和顺磁性铕- $S$态原子分子的电子基态性质。在Born-Oppenheimer近似下，用从头算方法计算了铕碱金属原子Eu $X$（$X$ =Li，Na，K，Rb，Cs），铕碱土金属原子Eu $Y$（$Y$ =Be，Mg，Ca，Sr，Ba）和铕镱分子的高自旋基态势能曲线。采用自旋限制的开壳层耦合团簇方法（RCCSD（T）），并考虑了小核能量一致赝势中的标量相对论效应。计算了永久电偶极矩和静态电偶极子极化率。描述原子之间的色散相互作用在大的核间距$C_6$的领导长程系数也报道。EuK，EuRb和EuCs分子是具有大的电和磁偶极矩的物种的例子，使它们成为超冷多体量子模拟的潜在有趣的候选人，当被限制在组合的电场和磁场中的光晶格中时。
2014-09-03 physics.atom-ph physics.chem-ph
Quasiparticle approach to molecules interacting with quantum solvents
理解分子与超流氦相互作用的行为是一个巨大的挑战，通常需要依赖于大规模数值模拟的方法。在这里，我们证明了在过去20年中收集的实验数据提供的证据表明，分子沉浸在超流氦形成最近预测的angulon准粒子[物理评论快报。114，203001（2015）]。最重要的是，将多体问题转换为角动量可以大大简化问题，并可以得到有效的分子惯性矩，作为简单微观哈密顿量的直接解析解。角动量理论的结果与实验符合得很好，适用于从重到中等质量到轻的各种分子杂质。这些结果铺平了道路，了解分子旋转在液相和结晶相的角度准粒子。
2017-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atm-clus
Prospects for sympathetic cooling of polar molecules: NH with alkali-metal and alkaline-earth atoms - a new hope
我们利用高关联从头计算方法研究了NH分子与碱金属和碱土金属原子相互作用的势能面。与碱金属原子相互作用的表面具有由共价力主导的深井。由此产生的强各向异性将产生强非弹性碰撞。与碱土原子相互作用的表面具有由感应力和色散力主导的较浅的井。对于Be和Mg，与NH的转动常数相比，各向异性很小，因此碰撞将是相对弱的非弹性。因此，Be和Mg是用于将NH交感冷却至超冷状态的有前景的冷却剂。
2009-01-23 physics.atm-clus physics.chem-ph
The hyperfine energy levels of alkali metal dimers: ground-state polar molecules in electric and magnetic fields
我们研究的能级的异质碱金属二聚体的水平与最低的旋转水平的基态，这是很重要的努力，以产生基态超冷分子。我们用密度泛函理论计算了RbK和RbCs的核四极和磁耦合常数，并探讨了在电场和磁场存在下的超精细结构。对于非旋转态，零场分裂主要由电子介导的核自旋-自旋耦合部分决定。它们对于RbK同位素是几kHz，对于RbCs同位素是几十kHz。
2008-07-11 physics.atom-ph physics.chem-ph
Fermi level equilibration at the metal-molecule interface in plasmonic systems
我们强调了一个新的金属分子的电荷转移过程，通过调整费米能的等离子体银纳米粒子（AgNPs）在原位。卤素离子的强吸附使AgNP的费米能级以Cl-<Br-<I-的顺序上移高达约0.3 eV，有利于自发电荷转移到对齐的分子受体轨道，直到实现跨界面的电荷中性。通过仔细量化实验和理论上的费米能级上移，我们第一次表明，这种效果是可比的能量不同的等离子体效应，如等离子体电效应或热载流子生产。此外，通过监测在不同的AgNP分子系统中的卤素离子的吸附动力学的原位，我们第一次表明，卤素离子在等离子体纳米结构中的催化作用取决于卤素离子的表面亲和力相比，目标分子。
2021-08-25 physics.chem-ph physics.optics
Resonance energy transfer from a fluorescent dye molecule to plasmon and electron-hole excitations of a metal nanoparticle
我们研究了染料分子到金属纳米粒子的电子激发能转移速率的距离依赖性。使用球形的jeltron模型，我们评估的速率对应于l = 1，2和3模式的纳米粒子的激发。我们的计算同时考虑了电子-空穴对和纳米粒子的等离子体激元激发。在大距离下，该速率遵循传统的R^-6依赖性，而在较短距离下，则观察到与此行为的微小偏差。在杰尔夫模型的框架内，不可能将实验观察到的速率对d^-4的依赖性归因于等离子体激元或电子-氢对激发的能量转移。
2007-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The hyperfine energy levels of alkali metal dimers: ground-state homonuclear molecules in magnetic fields
我们研究了同素碱金属二聚体在低阶转动和振动态的超精细能级和塞曼分裂，这对于设计产生深束缚分子的量子气体的实验是重要的。用密度泛函理论计算了核超精细耦合常数。对于非旋转态，零场分裂几乎完全由核自旋-自旋的标量耦合常数决定。与异核情况相比，总核自旋在磁场中保持良好的量子数。我们还研究了转动量子数N = 1的能级，它们具有长程各向异性四极-四极相互作用，并且可能是碰撞稳定的。对于这些状态的分裂是占主导地位的核四极耦合的碱金属二聚体和塞曼分裂是相当复杂的。
2008-10-27 physics.atom-ph physics.chem-ph
Diffusion of Small Molecules in Metal Organic Framework Materials
将从头算模拟与原位红外光谱相结合，揭示了金属有机骨架MOF-74-Mg中H $_2$、CO $_2$和H $_2$ O的分子输运。我们的研究揭示了-在原子水平上-这些小分子的运输机制的主要因素。特别是，我们确定了四个关键的扩散机制，并计算相应的扩散障碍，这是很好地证实了时间分辨红外实验。我们还回答了一个长期存在的问题，二次吸附网站的存在的客体分子，我们展示了这些网站如何影响宏观扩散性能。我们的研究结果对于从根本上了解这些纳米多孔材料中的扩散过程非常重要，并直接影响了MOFs在气体封存和储存应用中的可用性。
2012-12-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Atomically wired molecular junctions: Connecting a single organic molecule by chains of metal atoms
使用断裂结技术，我们发现了一个明确的签名形成的导电混合结组成的一个单一的有机分子（苯，萘或蒽）连接到链的铂原子。混合结表现出类似金属的电导（~0.1- 1G 0），这是相当不敏感的进一步延长额外的原子。在低偏置电压下，混合结可以被显著拉长，超过裸露原子链的长度。从头计算结果表明，苯基杂化结具有显着的结合能和高的结构灵活性，这可能有助于在延伸过程中的杂化结的生存。杂化结的制备为结合原子链和有机分子的不同性质以实现一类新的原子尺度界面开辟了道路。
2015-06-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
A simple approach to hopping matrix elements between nearby molecules
跳跃矩阵元$t$量化了一对邻近分子上前线轨道之间的量子力学耦合。缺乏从DFT计算确定$t$的方便和普遍适用的方法;只有当相互作用的分子相同且对称放置时，才能从耦合诱导的能量分裂获得$t$。我们提出了一个简单的方法来确定$t$从DFT的结果，依赖于测量杂交，投影到相互作用的分子的组成前沿轨道的杂交对轨道，使用空间离散波函数（"立方体文件“），而不是分析表示。我们演示的方法，探索如何$t$依赖于半导体聚合物中发现的典型部分的身份和相对位置。
2022-12-22 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Tunable Feshbach resonances in collisions of ultracold molecules in $^2Σ$ states with alkali-metal atoms
本文以Rb+CaF为原型，通过耦合通道计算研究$^2Σ$态超冷分子与碱金属原子碰撞中的磁可调Feshbach共振，预测1000 G以下存在可用于磁缔合的宽共振。
2023-06-02 physics.atom-ph physics.chem-ph
Probing frontier orbital energies of (Co9(P2W15)3) polyoxometalate clusters at molecule-metal and molecule-water interfaces
探索了多钨酸盐与有机胂酸盐共配体的功能化，使得能够表面装饰用于组成[CoII 9（H2O）6（OH）3]的三角簇结构（p-RC6H4AsVO3）2（α-PV2WVI15O56）3]25-（{Co 9（P2 W15）3}，R = H或NH 2），分离为Na 25 [Co 9（OH）3（H2O）6（C6 H5 AsO 3）2（P2 W15 O 56）3] 86 H2O（Na-1）和Na 25 [Co 9（OH）3（H2O）6（H2 NC 6 H4 AsO 3）2（P2 W15 O 56）3] 86 H2O（Na-2）。轴向取向的对氨基苯基基团2促进形成自组装单分子膜的金表面上，从而提供了一个可行的分子平台的磁功能化聚氧乙烯酸盐的电荷传输研究。标题系统的分离和其特征在于在固态和水溶液中，和在金属表面上。使用导电针尖原子力显微镜（C-AFM），{Co 9（P2 W15）3}前线分子轨道在表面结合态的能量被发现与循环伏安数据在水溶液中直接相关。
2017-12-25 physics.app-ph physics.chem-ph
