Theoretical Study of New Acceptor and Donor Molecules based on Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
官能化多环芳烃（PAH）是一类有趣的分子，其中石墨烯样烃部分的电子状态由官能团调节。为了寻找新的给体和受体分子，人们利用紫外光电子能谱学（UPS）对一系列新的多环芳烃进行了实验研究。在这项工作中，电子结构的多环芳烃的B3 LYP杂化密度泛函的帮助下进行了数值研究。使用DELTA-SCF方法，确定了电子结合能，确认，指定和补充UPS数据。分子轨道的对称性进行了分析的分类和相关的信号强度的估计。虽然在凝聚膜的UPS光谱中很难检测到SIGMA类轨道，但计算提供了对供体和受体分子电子结构隐藏部分的详细了解。此外，使用扩散基组（6-311++G**）来计算电子亲和力和LUMO本征值。计算的电子亲和势（EA）提供了一个分类的供体/受体性质的研究分子。晕环烯-六酮显示出与TCNQ相当的高EA，TCNQ是众所周知的经典受体。用相关本征值计算的HOMO-LUMO能隙与实验最低激发能符合得很好。TD-DFT还准确地预测了测量的光学带隙。
2010-12-09 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Two components of donor-acceptor recombination in compensated semiconductors. Analytical model of spectra in presence of electrostatic fluctuations
我们报道了补偿半导体中施主-受主复合的数值和解析研究。我们的计算考虑了带电杂质的随机电场，这在非零补偿情况下是很重要的。我们发现，施主-受主光谱可以描述为两个组成部分的总和：单分子和双分子。在低补偿限制，我们开发了两种类型的复合的分析模型。此外，我们的数值模拟预测，这两个组件的光致发光光谱可以解决在一定的实验条件下。
2018-09-08 cond-mat.mes-hall
Multi-Scale Exciton and Electron Transfer in Multi-Level Donor-Acceptor System
从理论上研究了由单能级电子给体和受体组成的生物复合物中噪声辅助的量子激子（电子）转移（ET），该复合物具有复杂的内部结构，并以多个电子能级为模型。相互作用包括供体和受体之间的能级，并与蛋白质溶剂嘈杂的环境。考虑不同区域的参数，其表征（i）受体能级的数目，（ii）受体\band -宽度”，和（iii）噪声的幅度及其相关时间。在一定的条件下，我们推导出的ET率和效率的解析表达式。我们得到了在大的时间内所有能级的相等占据，与受主能带的结构和噪声参数无关，但在受主能级非简并的条件下。我们讨论了受主粒子布居的多尺度动力学，以及伴随的量子相干振荡效应。我们还表明，对于大量的受体带中的水平，ET的效率可以接近100%，无论是下坡和上坡过渡和尖锐的氧化还原电位。
2017-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.bio-ph
Cascade donor-acceptor organic ferroelectric layers, between graphene sheets, for solar cell applications
夹在石墨烯片之间的有机铁电层作为太阳能电池的模型。所研究的系统显示出许多有利的性质：1）级联能级对准，2）取决于电荷载流子方向的同时供体和受体特性，3）电荷转移激子类型，4）电极的诱导极化，导致阳极和阴极的显著功函数变化-分别在+/-1.5eV左右。
2016-05-11 cond-mat.mes-hall
Hot Charge Transfer States and Charge Generation in Donor Acceptor Blends
在有机共混物中，激子分裂激发的振动正常模式与耦合到电荷跳跃的振动正常模式相同。因此，如果振动弛豫比电荷转移慢，则用于激子分裂的过量驱动力可以有助于电荷转移。一个模型的开发，考虑到这一点，因此解释了实验观察到的激子分裂和电荷产量的驱动力的关系，可以实现高电荷产量与所观察到的快速重组率。
2010-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Bridge-mediated Donor-Acceptor Effective Coupling: Exact theoretical description
推导了桥介导的供体-受体有效偶联的精确表达式。对于系统所代表的紧束缚哈密顿与最近邻相互作用，我们表明，有效的耦合，等于产品在所有平方的最近邻耦合除以适当的产品的能级间距的本征能的哈密顿。将计算结果与微扰法所得结果进行了比较，指出了微扰法的一些缺点。
2005-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Nonradiative and radiative Förster energy transfer between quantum dots
我们从理论上研究了两个局域量子发射体之间的非辐射和辐射能量转移，供体一个（即初始激发）和受体一个（即接收激发）。非辐射和辐射过程的速率计算取决于供体和受体状态之间的空间和光谱分离，并为不同的供体和受体的半导体量子点的典型参数的寿命。我们发现，施主寿命可以显着修改，只有由于在施主-受主间距$\sim 10~$ nm的非辐射福斯特能量转移过程（取决于受体的辐射寿命）和能量失谐不大于1 $÷$ 2毫电子伏。在这些条件下的非辐射Förster能量转移过程的效率是接近于1，并迅速降低与施主-受主距离或能量失谐的增加。在大施主-受主间距$>40~$ nm时，施主寿命的辐射修正与非辐射修正相当，但相对较弱。
2015-11-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Large spatially-resolved rectification in a donor-acceptor molecular heterojunction
我们证明，整流比（RR）的>250（>1000），在0.5 V（1.2 V）的偏压是可实现的在两个分子的限制，并五苯上的富勒烯上的铜使用扫描隧道光谱和显微镜。使用第一性原理计算，我们表明，该系统表现为一个分子肖特基二极管的隧道传输机制从半导体并五苯铜杂化金属富勒烯。低偏置RR在这些分子异质结的边缘处由于增加的斯塔克位移和限制效应而变化两个数量级。
2016-03-21 cond-mat.mes-hall
Donor and Acceptor Levels in Semiconducting Transition Metal Dichalcogenides
密度泛函理论计算表明，它是可能的掺杂半导体过渡金属二硫属化物（TMD），如MoS $_2$和WS $_2$与电子和/或空穴通过化学取代或通过吸附在硫层。值得注意的是，锂和磷（分别为浅施主和浅受主）的活化能小于0.1eV。取代卤素也提出了作为替代捐助者适合不同的温度制度。所有提出的掺杂剂导致非常小的晶格弛豫，因此，预期导致载流子的微小散射。掺杂的MoS $_2$和WS $_2$单层在比3D半导体宽得多的温度范围内是非本征的，这使得它们在高温电子和光电子应用中更优越。
2013-11-05 cond-mat.mes-hall
Combined impact of entropy and carrier delocalization on charge transfer exciton dissociation at the donor-acceptor interface
已经提出了几种电荷转移激子（CTE）模型来解释其在施主-受主（DA）界面处的解离。然而，其背后的物理原理仍在争论之中。在这里，我们推导出温度（$T$）依赖的紧束缚模型的电子空穴对在DA界面。主要发现是在临界$T$处存在定域-离域转变，这可以解释CTE解离。本研究强调了熵（有限- $T$）和载流子离域在CTE解离中的组合效应。
2016-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numbers of donors and acceptors from transport measurements in graphene
提出了一种方法来分别确定带正电荷和带负电荷的杂质，限制在石墨烯单层的流动性的表面密度。该方法是基于传输截面的精确结果，根据该结果，无质量载流子被吸引到带电杂质时比被排斥时散射得更强烈。
2007-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct Observation of Chirality-Induced Spin Selectivity in Electron Donor-Acceptor Molecules
该研究针对手性对给体-受体分子自身光诱导电子转移自旋动力学的影响这一未解问题，借助时间分辨电子顺磁共振波谱直接观测到孤立D-B$χ$-A分子中的CISS效应，为量子信息领域利用手性分子调控电子自旋态提供了可能。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall
Molecularly Resolved Electronic Landscapes of Differing Acceptor-Donor Interface Geometries
有机半导体是一类有前途的材料，用于许多电子和光电应用，包括太阳能电池。然而，这些材料倾向于对局部环境和周围分子几何形状极其敏感，导致对器件功能至关重要的边界和界面附近的能级不同于本体的那些能级。扫描隧道显微镜和光谱学（STM/STS）有能力在分子和亚分子尺度上检查这些界面的结构和电子性质。在这里，我们调查的原型受体/供体系统PTCDA/CuPc使用亚分子分辨像素的STS，以证明在原型太阳能电池材料的界面几何形状的微妙变化的重要性。PTCDA和CuPc依次沉积在NaCl双层上，以产生与底层衬底去耦的横向异质结。观察到供体和受体状态向相反方向移动，表明两者之间的平衡电荷转移。与相同表面上的孤立分子相比，带隙能的变窄指示局部介电环境的影响。此外，我们发现受体和供体的电子态能量强烈依赖于两个分子在较大的集群中的比例和定位。界面受体和供体的电子状态的这种分子尺度结构依赖性对于器件设计具有重要意义，其中水平对准与器件性能强烈相关。
2023-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acceptor and donor impurities in GaN nanocrystals
我们研究了掺杂单一替代杂质的GAN纳米晶体中的受主态和施主态。量子点的锌层结构和球形被认为是与半径范围从4.5到67.7。在sp3d5s* 紧束缚模型中计算了量子点的尺寸依赖能谱，与未掺杂量子点中的束缚诱导蓝移现象有很好的一致性.当掺杂剂被放置在最小量子点的中心时，计算的结合能相对于实验体值被强烈增强。它随着QD尺寸的增加而减小，遵循外推到体积极限的标度律。为了估计束缚载流子的局域化程度，我们分析了它们的波函数和平均半径。由此产生的物理图像点到一个高度本地化的受体空穴，主要分布在最近的邻居阴离子shell，和一个更广泛的施主electron.We还研究了偏离中心的杂质在中等大小的量子点。受体结合能近似独立于掺杂剂的位置，除非它被放置在一个表面壳层的厚度的数量级的散装玻尔半径，其中的电离能突然下降。相反，随着杂质从中心向量子点表面移动，施主结合能逐渐减小。
2010-03-01 cond-mat.mes-hall
Towards Quantum Sensing of Chiral-Induced Spin Selectivity: Probing Donor-Bridge-Acceptor Molecules with NV Centers in Diamond
提出利用金刚石浅层NV中心在单分子至少数分子层面直接探测D-B-A分子自由基对中CISS相关自旋极化的量子传感方案，并以Lee-Goldburg去耦抑制偶极耦合微扰、实现对映选择性检测。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.chem-ph
Noise-assisted quantum electron transfer in photosynthetic complexes
初级电子供体和受体之间的电子转移（ET）在光系统II反应中心（RC）中建模。我们的模型包括（i）两个离散的能级与施主和受主，通过偶极型矩阵元素相互作用和（ii）两个连续流形的电子能级（“汇”），直接与施主和受主相互作用。也就是说，施主和受主的两个分立的能级通过相应的相互作用矩阵元嵌入到它们各自独立的阱中。我们还介绍了经典的（外部）噪声，同时作用于施主和受主（集体相互作用）。我们推导出一个封闭的积分微分方程系统，它描述了非马尔可夫量子动力学的ET。一个区域的参数中，ET动力学可以被简化，并描述耦合常微分方程。使用这些简化的方程，尖锐和平坦的氧化还原电位进行了分析。我们分析和数值计算得到的特征参数，优化ET率和效率在这个系统中。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph quant-ph
Asymmetric currents in a donor (D)-bridge (B)-acceptor (A) single molecule - revisit of the Aviram-Ratner diode
用密度泛函理论结合Landauer-Büttiker方法研究了单分子中供体（D）-桥（B）-受体（A）的量子输运.观察到对相反偏压的不对称电响应，导致电流的显著整流。分子中取代基侧基诱导的固有偶极矩导致系统在正向/反向施加电势下的增强/降低的极化，从而在偏压下电荷分布和电子电流的不对称性。在正向偏压下，D和A前沿轨道之间的能隙闭合，电流迅速增加;而在反向偏压下，D-A能隙加宽，电流保持较小。
2008-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vibrationally-mediated Dzyaloshinskii-Moriya interaction as the origin of Chirality-Induced Spin Selectivity in donor-acceptor molecules
Università di Parma（帕尔马大学）；INFN-Sezione Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）；INSTM（意大利材料科学与技术研究联盟）；Northwestern University（西北大学）
研究通过低能扭转模式调控跃迁和自旋轨道耦合，产生Dzyaloshinskii-Moriya相互作用，实现高自旋极化，解释EPR测量中的磁场依赖性并预测非平凡温度依赖性。
2026-04-03 cond-mat.mes-hall
Shifting donor-acceptor photoluminescence in N-doped ZnO
我们在晶格匹配的ScAlMgO $_4$衬底上用两种外延方法生长了掺氮ZnO薄膜。我们测量了两种ZnO：N薄膜在施主-受主对跃迁区的光致发光（PL）。用涨落模型分析了激发强度对PL峰位移的影响，证明了我们观察到的生长技术依赖性是由带电杂质分布的不均匀性引起的。结果发现，尽管氮浓度相似，但用显示更好的电性能的工艺制备的样品中的不均匀性显著更小。计算了受体的活化能为$\approx 170$ meV，与氮浓度无关。
2006-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Donors and Deep Acceptors in $β$-Ga2O3
我们通过对用各种方法生长的样品的温变vanderPauw和霍尔效应测量研究了$β$ -Ga_2 O_3中Si，Ge浅施主和Fe，Mg深受主的性质，这些方法包括边缘限定薄膜馈电（EFG），直拉（CZ），分子束外延（MBE）和低压化学气相沉积（LPCVD）。通过同时，自洽拟合的温度依赖的载流子密度和迁移率，我们能够准确地估计的施主能量的Si和Ge为30毫电子伏的$β$ -Ga 2 O 3。此外，我们表明，我们测量的霍尔效应数据与Si和Ge作为典型的浅施主，而不是浅DX中心是一致的。Fe掺杂的$β$ -Ga 2 O 3的高温霍尔效应测量表明，即使Fe掺杂，材料仍保持弱n型，相对于Fe深受主的导带，受主能量为860 meV。Mg掺杂的Ga 2 O3的Van der Pauw测量表明活化能为1.1eV，如从依赖于温度的电导率确定的。
2018-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Current-voltage characteristics in donor-acceptor systems: Implications of a spatially varying electric field
我们研究了一种分子器件的输运性质，该器件由供体和受体部分组成，位于两侧的两个电极之间。该设备被认为是一维的不同的现场能量和非平衡性质的计算使用Landauer的形式主义。电流-电压特性被发现是不对称的尖锐的负微分电阻在一个临界偏置一侧和非常小的电流在另一侧。负折射率的产生主要是由于偏置驱动的电子结构从一种绝缘相到另一种绝缘相的变化，通过一个高度离域的导电相。我们的模型可以被认为是最简单的解释在许多分子器件中观察到的实验电流-电压特性。
2005-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductivity of a Weyl semimetal with donor and acceptor impurities
我们研究输运的外尔半金属与施主和受主杂质。在足够高的温度下，输运由电子-电子相互作用主导，而低温电阻率来自准粒子在屏蔽杂质上的散射。使用图解技术，我们计算的电导率$σ(T,ω,n_A,n_D)$在杂质占主导地位的制度作为一个函数的温度$T$，频率$ω$，和浓度$n_A$和$n_D$的施主和受主，并讨论了低温和高温和杂质浓度的制度之间的交叉行为。在具有小的有效精细结构常数$α$，$σ(ω,T)\propto T^2/(T^{-2}-iω\cdot\text{const})$的充分补偿的材料[ $|n_A-n_D|\ll(n_A+n_D)$ ]中，在宽的温度区间内。对于非常低的温度或在未补偿材料的情况下，传输是有效的金属。我们讨论了实现每个政权所需的实验条件。
2017-06-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First-principles Study of the Interactions of Electron Donor and Acceptor Molecules with Phosphorene
采用密度泛函理论研究了两种有机分子（四氰基对苯醌二甲烷（TCNQ）为电子受体，四硫杂富瓦烯（TTF）为电子给体）对单层磷烯的功能化. TCNQ分子在靠近价带边的磷烯带隙中引入浅受主态，使掺杂体系成为p型半导体。然而，当TTF分子被吸附在磷烯上时，引入到带隙中的占据分子态是深施主态，使得不能实现用于传输的有效n掺杂。这种不利的情况可以通过施加垂直于磷烯表面的外电场来改善，该外电场的方向是从磷烯到TTF分子，在该外电场下，TTF引入的施主态移动到更靠近磷烯的导带边（CBE），然后TTF掺杂的磷烯系统变成n型半导体。通过分子吸附对单层磷烯进行有效的双极性掺杂，特别是n型掺杂克服了其固有的p型掺杂倾向，这将为这种新型二维材料在纳米电子和光电子器件中的应用开辟新的途径。
2014-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polariton-assisted donor-acceptor role reversal in resonant energy transfer between organic dyes strongly coupled to electromagnetic modes of a tuneable microcavity
分子的激子跃迁与局域电磁场之间的共振相互作用允许形成光-物质混合极化激子态。这种光和物质状态的混合已经被证明能够显着改变放置在光学腔内的分子系综的固有特性。在这里，我们已经实现了强耦合之间的激子跃迁，在典型的标记有一对有机染料分子，展示了一个有效的供体受体的共振能量转移，和可调的开放式腔模式的基于荧光素的分子信标。在非共振激光激发下的光致发光和光-物质混合态的相对布居对腔失谐量的依赖关系已被表征。此外，通过分析该体系中各能态间弛豫路径的依赖关系，我们证明了腔光子与供体染料分子中激子跃迁的强耦合可以导致很大的能量转移，从而实现从受体激子库到主要供体低极化激元态的能量转移，从而产生发色团供体-受体作用逆转或狂欢效应。我们的实验数据证实了理论上预测的限制电磁场控制和介导极化激元辅助远程能量转移的可能性，从而为远程控制化学，能量收集，能量转移和传感的新方法铺平了道路。
2020-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.optics
Spinterface-like mechanism of the chirality-induced spin selectivity in donor chiral-bridge acceptor complexes
Shiv Nadar Institution of Eminence Deemed to be University（希夫·纳德卓越机构大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Ben-Gurion University of the Negev（内盖夫本-古里安大学）
提出供体-手性桥-受体复合物中的分子内自旋界面类机制，通过两电子Lindblad模型定量再现时间分辨EPR实验中的自旋极化，无需桥上的本征自旋轨道耦合。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
CTRAMER: An open source software package for correlating interfacial charge transfer rate constants with donor acceptor geometries in organic photovoltaic materials
在本文中，我们提出了CTRAMER（电荷转移速率从分子动力学，电子结构和速率理论），一个开源的软件包计算界面电荷转移（CT）速率常数的有机光伏（OPV）材料的基础上从头计算和分子动力学模拟。该软件的基础上，确定从分子动力学模拟的供体-受体共混物的界面结构内的代表性的供体-受体几何形状和计算相应的费米黄金法则CT速率常数的框架内的线性化半经典近似。虽然所使用的方法是完善的，这些国家的最先进的想法从不同的学科研究光致CT之间的激发态和明确的环境的整合，在我们看来，使这个包独特和创新。该软件还提供了绘制其他感兴趣的观测值的工具。概述的功能和实施细节后，使用和性能的软件演示了一个例子OPV系统的结果。
2021-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer donor-acceptor pair excitons in MoSe2/WSe2 moiré heterobilayer
本研究提出供体-受体对机制解释MoSe2/WSe2莫尔异质双层中局域层间激子的起源，数值模拟与实验光谱吻合，为莫尔超晶格激子工程开辟新方向。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall
Donor-acceptor discrete optical emission in 2D perovskites
二维（2D）范德华纳米材料由于其优异的电学和光学性质而在纳米尺度的光子学和光电学应用中引起了相当大的关注。目前，属于这组纳米材料的2D钙钛矿被广泛研究用于广泛的光电应用。由于它们的激子性质，2D钙钛矿也是在室温下工作的光子学和非线性器件的有前途的材料。然而，当使用较薄的钙钛矿相时，强激子效应会降低光电流特性。在这项工作中，我们提出了坚实的实验证据的存在下，单施主-受主对的光学跃迁的二维铅卤化物钙钛矿，其特征在于亚meV线宽（$\simeq 120 μeV$）和长的衰减时间（5-8 ns）。微观光致发光的证据支持详细的光电发射测量和模型模拟。苯乙铵与甲铵阳离子的缔合，后者分子仅存在于具有较厚相$n \geq 2$的2D卤化物钙钛矿中，已被鉴定为供体-受体对形成的来源，对应于铅原子的置换及其被甲铵的置换。我们对2D卤化铅钙钛矿中离散施主-受主对（DAP）尖锐明亮的光学跃迁的开创性研究开辟了将DAP作为具有2D钙钛矿的新型光电子器件设计的载流子源的新途径，并将促进非线性量子技术中未来杰出特性的发展。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the influence of the "donor"/"acceptor" presence on the excitation states in molecular chains: non-adiabatic polaron approach
本文采用非绝热极化子模型研究含“供体/受体”分子的分子链中激发的自陷与迁移，揭示供体对链上激发性质影响有限，而链会改变供体能级并间接调控迁移过程。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Donor-acceptor recombination emission in hydrogen-terminated nanodiamond: Novel single-photon source for room-temperature quantum photonics
本文提出并验证氢终端纳米金刚石中窄荧光谱线源于施主-受主对辐射复合，证明其可作为室温下发射速率超100万计数/秒的高性能单光子源。
2023-10-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhancement of Photovoltaic Current Generation through Dark States in Donor-Acceptor Pairs of Tungsten-based Transition Metal Di-Chalcogenides (TMDCs)
随着几种光伏材料在实验上接近Shockley-Queisser极限，人们对有可能跨越这一效率障碍的非常规材料和方法越来越感兴趣。其中一个候选者是由分子激发态之间的偶极-偶极相互作用诱导的暗态保护。这种现象已被证明可以显着降低载流子的复合率和增强光子到电流的转换，在基本模型组成的几个相互作用的发色团中心。原子薄的二维过渡金属双硫族化合物（TMDCs）由于其良好的光子吸收和电子输运性质而显示出作为超薄光伏材料在太阳能电池中的巨大潜力。TMDC合金具有可调的直接带隙和显著的偶极矩。在这项工作中，我们介绍了暗态保护机制的TMDC为基础的光伏系统与纯钨二硒化物（WSe 2）作为受体材料和TMDC合金钨硫硒化物（WSeS）作为施主材料。我们的数值模型演示了暗态保护机制的光伏材料的光子电流增强高达35%和理想的光子-电流效率超过肖克利-奎塞尔限制的第一个应用程序。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Fundamental efficiency bound for coherent energy transfer in nanophotonics
我们导出了任意马尔可夫纳米光子环境中两个原子（施主和受主）之间相干和非相干能量转移的统一量子理论。我们的理论预测的能量转移效率所产生的自发发射率$γ_{d}$和$γ_a$的供体和受体的基本约束$η_{max} = \frac{γ_a}{γ_d + γ_a}$。我们提出控制受体自发发射率作为提高能量转移效率的新设计原则。我们预测的实验中，使用镜子，以提高效率的约束，利用偶极方向的施主和受主。最重要的是，我们证明了虽然量子相干性意味着已经达到了最终的效率界，但达到最终的效率并不需要量子相干性。我们的工作为量子生物系统中已知的效率增强环境的纳米光子类似物铺平了道路。
2017-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.optics
Novel primary photoexcitations in $π$-conjugated donor-acceptor copolymers probed by transient magneto-photoinduced-absorption
$π$共轭聚合物中的初级光激发的传奇故事一直是非凡的科学好奇心的来源，已经持续了三十多年。从反式聚乙炔中的孤子激发，到其他聚合物中的单重态和三重态激子和极化子，再到聚合物和富勒烯共混物中的电荷转移激子，该领域已经丰富了各种不同的光激发物种。在这里，我们展示了一种新的初级链内光激发物种，即复合多激子（CME）在$π$共轭的给体-受体（DA）-共聚物用于有机光伏（OPV）太阳能电池。我们利用从亚皮秒到毫秒的瞬态光致吸收的磁场响应来显示原始DA-共聚物中CME物种的早期光生，所述CME物种由四个耦合自旋1/2粒子组成，具有独特的光学和磁性特征。这种物质在微秒时域内分解为两个独立的三重态。重要的是，在共聚物/富勒烯共混物中，CME电离通过可以增强OPV太阳能电池中的光电流的独特过程产生光载流子。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Foerster resonance energy transfer rate and local density of optical states are uncorrelated in any dielectric nanophotonic medium
出于对Foerster共振能量转移（FRET）的纳米光子控制正在进行的辩论，特别是通过局部光态密度（LDOS），我们研究了一个分析模型系统，其中一对理想的偶极发射体-供体和受体-表现出在附近的理想镜的能量转移。FRET速率由反射镜控制，直到与供体-受体距离相当的距离，即几纳米的范围。对于消失的距离，我们发现一个完全的抑制或四倍的增强，这取决于偶极子的方向。对于波长尺度上的反射镜距离，其中发生自发发射速率的众所周知的“Drexhage”修改，FRET速率是恒定的。因此，在Foerster（或总）能量转移速率和LDOS之间没有相关性。在到反射镜的任何距离处，紧密间隔的供体和受体之间的总能量转移由Foerster转移支配，即，通过静态偶极-偶极相互作用，在均匀介质中产生特征性的逆六次方施主-受主距离依赖性。推广到施体和受体频率重叠范围内具有弱色散和弱吸收的任意非均匀介质，我们得到了两个主要的理论结果。首先，空间依赖的福斯特能量转移速率不依赖于频率，因此不依赖于LDOS。其次，FRET速率被表示为格林函数的虚部的频率积分。这导致了一个近似的FRET率的LDOS集成在一个巨大的带宽从零频率到约10倍的施主发射频率，对应于真空紫外线。即使这样，宽带LDOS也几乎不会对能量传输速率做出贡献。我们讨论的实际后果，包括量子信息处理。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Band structure related wave function symmetry of amphoteric Si dopants in GaAs
用截面扫描隧道谱（X-STS）研究了自补偿掺硅GaAs。在（110）解理面下的Si（Ga）施主和Si（As）受主的局域电子衬度的高分辨率成像。Si（Ga）施主原子表现出径向对称对比。Si（As）受主具有各向异性特征。各向异性的受主对比可以追溯到价带边缘的隧道过程。它们反映了局域受主空穴态的概率密度分布。
2007-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance in semiconductor structures with hopping conductivity: effects of random potential and generalization for the case of acceptor states
我们重新考虑了跳跃半导体的磁电阻理论。首先，我们已经表明，背景杂质的随机势影响显着的指前因子的隧穿振幅成为一个短程的，而不是纯库仑跳跃中心的长程的。这一因素在一定程度上抑制了负干涉磁电阻，并导致其随温度的降低而减小，这与早期的实验观察相一致。我们还扩展了正自旋磁电阻的理论模型，特别是，与双占据状态（对应于上哈伯德带）的情况下，在二维结构的受体状态的存在。我们已经表明，这种机制可以在低温下占主导地位的经典波收缩磁阻。我们的结果是在半定量协议与实验数据。
2010-02-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum coherent biomolecular energy transfer with spatially correlated fluctuations
我们表明，生物分子发色团之间的量子相干转移的激发强烈的影响，由环境波动的空间相关性。后者是由于传播的环境模式或局部波动与有限的本地化长度。一个简单的玩具模型的一个单一的供体-受体对空间分离的发色团网站允许调查这些空间相关性的量子相干激发转移的影响。溶剂的声速决定了环境模式的波长，而环境模式的波长又必须与发色团位置的空间距离进行比较。当波长超过施主和受主位置之间的距离时，我们发现退相干受到强烈的抑制。此外，我们考虑两个空间分离的施主-受主对的影响下传播的环境模式。取决于它们的波长固定的声速的溶剂材料，相关性的空间范围可能会延伸到典型的对间距离，这可能会导致溶剂的散肩影响的增加。令人惊讶的是，这种影响被温度升高所抵消。
2010-03-19 cond-mat.mes-hall physics.bio-ph physics.chem-ph
Coherent and incoherent dynamics in excitonic energy transfer: correlated fluctuations and off-resonance effects
我们研究了一对耦合的两能级系统（施主和受主）与周围环境相互作用的能量转移过程的性质。超越标准的弱耦合方法，我们推导出一个主方程内的极化子表示，允许调查弱和强系统浴耦合，以及可靠的插值这两个限制。有了这个理论，我们就能够探索施主-受主对内能量转移的相干和非相干机制。我们阐明了如何在施主和受体的波动，施主-受体的能量失配，以及环境的频率分布的范围内的相关程度的能量转移动力学的影响。在共振的情况下（没有能量失配），我们详细描述了如何从相干到非相干转移动力学的交叉发生随着温度的升高[A。Nazir，Phys. Rev. Lett. 103，146404（2009）]，并且我们还探索了波动相关性如何能够保护能量转移过程中的相干性。我们发现，一个严格的交叉标准是很难定义时，非共振，虽然我们发现定性相似的人口动态的共振情况下，随着温度的升高，而相干人口振荡的幅度也成为抑制与增长的网站能量失配。
2011-04-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Efficient Control of the Rashba Effective Magnetic Field Using Acceptor Doped Quantum Wells
为了诱导强的Rashba有效磁场并增强其对外部电场的灵敏度，我们提出了在量子阱中进行受主掺杂。受主掺杂在阱的中心，施主掺杂在势垒层中以补偿受主并诱导传导电子。在强掺杂阱中，由于受主和施主之间的强内部电场以及在阱中感应的所得高三角形势垒，这些传导电子上的电场容易被弱外部电场改变。因此，与电子上的电场成比例的Rashba有效磁场对外部电场非常敏感。数值计算表明，Rashba场的灵敏度比未掺杂井的灵敏度大两个数量级。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long range electron transfer across $π$-conjugated systems: role of electron correlations
我们考虑一个原型多烯链：供体- $π$（桥）-受体。通过增加桥连原子的数目和电子转移速率来改变供体和受体之间的距离，研究了一系列不同供体D=NH $_2$、SH、OH和固定受体A=NO $_2$的k $_{et}$。即使在$\sim$ 45 $Å$的非常大的D-A分离下，我们也观察到大的k $_{et}$，这是像福斯特理论这样的众所周知的标准理论所意想不到的。这种长程电子转移是由于桥轨道中强的电子-电子相互作用导致给体轨道中的电子去限制。为了准确地解释这种相关性，已经进行了不同级别的计算：半经验和多体精确。
2005-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Screening in gated bilayer graphene
紧束缚模型的石墨烯双层被用来找到的导带和价带之间的差距，作为一个函数的栅极电压和作为掺杂的施主或受主。总Hartree能量最小化，并得到了方程的间隙。这个能隙与化学势之比的方程只由屏蔽常数决定。因此，在不存在施主或受主的情况下，间隙与栅极电压或载流子浓度严格成比例。在相反的情况下，当存在施主或受主时，间隙在栅极偏压的电子和空穴侧上表现出不对称行为。
2009-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charged grain boundaries and carrier recombination in polycrystalline thin film solar cells
我们提出了一个$pn^+$结带正电荷的柱状晶界在高缺陷密度制度的暗复合电流的解析关系。我们考虑两个缺陷态配置相关的正电荷晶界：一个单一的施主态和一个连续的受主和施主。与连续的受主+施主态相比，或者与先前研究的单个受主+施主态相比，单个施主态的晶界复合被抑制了几个数量级。我们数值计算表明，叠加持有附近的开路电压$V_{\rm oc}$，使我们的黑暗$J(V)$关系确定$V_{\rm oc}$为一个给定的短路电流$J_{\rm sc}$。最后，我们明确地显示如何$V_{\rm oc}$取决于晶界缺陷态配置。
2018-01-03 cond-mat.mes-hall
Multi-Channel Electron Transfer Reactions: An Analytically Solvable Model
我们提出了一种分析方法来理解问题的多通道电子转移反应在溶液中，模拟一个粒子进行扩散运动的影响下，一个供体和几个受体的潜力。施体势和受体势之间的耦合被假定为由狄拉克δ函数表示。本文中的扩散运动用Smoluchowski方程表示。我们的解决方案需要知识的拉普拉斯变换的格林函数的运动在所有的非耦合的潜力。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Collective Förster energy transfer modified by the planar metallic mirror
本文提出了平面金属镜上施主和受主分子阵列之间的Förster能量转移理论。我们揭示了强烈的修改的有效传输率的反射镜在非相干泵浦制度。根据受体和供体阵列之间的相对位置，可以抑制或增强该速率。转移速率的强烈改变是一种集体效应，由供体之间的光诱导耦合介导;它在单供体模型中不存在。
2015-01-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
The suppressed radiative recombination rate in a quantum photocell with three electron donors
该研究针对量子光电池中电子-空穴对辐射复合影响转换效率的问题，探究含三个耦合/非耦合电子给体的量子光电池的辐射复合速率抑制方法，明确了温度、能隙、耦合强度的影响规律，为提升光子-电荷转换效率提供了新思路。
2019-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Gate-tunable bandgap in bilayer graphene
双层石墨烯的紧束缚模型用于找到导带和价带之间的间隙，作为栅极电压和施主或受主掺杂的函数。总Hartree能量最小化，并得到了方程的间隙。这个能隙与化学势之比的方程只由屏蔽常数决定。因此，在不存在施主或受主的情况下，间隙与栅极电压或载流子浓度严格成比例。在相反的情况下，当存在施主或受主时，间隙在栅极偏压的电子和空穴侧上表现出不对称行为。与Kuzmenko等人的实验数据的比较表明，良好的协议。
2009-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rectification effects in coherent transport through single molecules
本文提出了一个施主/受主分子结相干输运的极小模型。这两个施主和受主位点被描述为由分子内隧道势垒分离的单能级。在与电极的强耦合的极限中，发生针对不同偏置电压极性的电流整流。并与最近的分子精馏实验进行了联系。
2006-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
What Is the Real-Time Atomistic Mechanism Behind Chirality-Induced Spin Selectivity in Donor-Chiral Bridge-Acceptor Molecules?
School of Physics and Wuhan National High Magnetic Field Center, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院与武汉国家强磁场中心）；Institute for Quantum Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学量子科学与工程研究院）
研究供体-手性桥-受体分子中手性诱导自旋选择性的微观机制，开发量子动力学模型并引入几何自旋轨道耦合机制，计算结果与实验匹配，为手性自旋电子器件设计提供理论指导。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall
Theory for polariton-assisted remote energy transfer
光和物质之间的强耦合产生杂化态（极化激元），其离域和电磁特性允许分子系统的光谱和化学反应性的新修改。最近的实验已经证明了显着的距离无关的远程能量转移分子之间的强耦合光学微腔模式。为了阐明这种现象的机制，我们提出了第一个全面的理论极化激元辅助远程能量转移（PARET）的基础上强耦合的供体和/或受体的发色团的表面等离子体。我们的理论的应用表明，PARET到微米确实是可能的，通过强耦合。特别是，我们报告两个制度的PARET：在一种情况下，强耦合到一个单一类型的发色团导致主要由表面等离子体介导的转移，而在另一种情况下，强耦合到两种类型的发色团创建由振动弛豫介导的能量转移途径。重要的是，我们强调的条件下，一致性增强或恶化这些进程。例如，虽然与供体的排他性强耦合可以增强向受体的转移，但反过来却不成立。然而，与受体的强耦合可以以从受体到供体的转移可以发生的方式移动能级，从而产生发色团角色逆转或“狂欢节效应”。“这项理论研究证明了受限电磁场控制和介导PARET的潜力，从而为分子系统之间远程中尺度相互作用的设计打开了大门。
2018-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Hopping Conduction via Ionic Liquid Induced Silicon Surface States
为了阐明离子液体（IL）对固体的门控物理，我们门控了轻掺杂的$p$ -Si，其被研究得如此之好，以至于它可以被称为“固态物理学的氢原子”，并且可以用作离子液体的测试床。我们探讨的情况下，在Si表面的诱导空穴的浓度低于$10^{12}\text{cm}^{-2}$，数百倍小于记录值。我们发现，在这种情况下，一个多余的负离子绑定IL和Si之间的界面上的空穴成为表面受体。我们研究了空穴在这种最近邻受主之间跳跃的表面电导。分析这种电导率的受体浓度依赖性，我们发现，一个洞的本地化长度是在合理的协议与我们的直接变分计算其结合能。所观察到的跳跃电导率类似于充分研究的$\text{Na}^{+}$注入Si MOSFET。
2015-08-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Self-assembly of the chiral donor-acceptor molecule DCzDCN on Cu(100)
本文研究了手性给体-受体分子DCzDCN在Cu(100)表面的自组装行为，通过STM/STS与UPS/IPS互补表征揭示了界面处同手性结构和杂化界面态的形成及其对分子电子性质的显著调控作用。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cooperative amplification of energy transfer in plasmonic systems
我们研究了在能量转移（ET）从一个整体的捐助者附近的等离子体纳米结构的受体的合作效应。我们表明，在合作制度ET发生从等离子体超辐射和亚辐射状态，而不是从个别捐助者导致ET效率的显着增加。ET的合作放大依赖于超辐射态与外场的大耦合和次辐射态的慢衰减速率。我们发现，超辐射和次辐射ET机制是有效的，在不同的能量域，因此可以独立使用。我们提出的数值结果表明，一层的捐助者和受体的球形等离子体纳米粒子的放大效应。
2013-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Revealing puddles of electrons and holes in compensated topological insulators
三维拓扑绝缘体具有奇异的金属表面态。在传输或光学中，这些性质通常被缺陷诱导的体载流子所掩盖。施主和受主的补偿降低了载流子密度，但体电阻率仍然非常小。我们表明，在BiSbTeSe $_2$的光学电导率的测量精确定位在低温下，这是必不可少的理解DC散装运输中的散装电子空穴水坑的存在。即使在完全补偿的情况下，也是由于施主和受主的库仑势的大的波动而产生的。令人惊讶的是，出现在熔池中的载流子数量随着温度的升高而迅速下降，并且在40 K左右几乎消失。蒙特卡罗模拟表明，一个高度非线性的屏蔽效应所产生的热激活载流子破坏的温度范围内设置相邻的掺杂剂之间的库仑相互作用的水坑，解释实验观察半定量。如果供体和受体不能完全补偿，这种机制仍然有效。
2015-08-13 cond-mat.mes-hall
Charge Transfer States in Donor Acceptor Bulk Heterojunctions as Triplet Triplet Annihilation Sensitizer for Solid-State Photon Upconversion
Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）；The University of Queensland（昆士兰大学）；Defence Science and Technology Group（国防科学与技术集团）
本文构建DIB-SQ:PCBM近红外敏化层与DBP掺杂红荧烯湮灭层的多层体系，通过调控电荷转移态促进TTA，在690 nm实现1.36%量子产率和低阈值固态光子上转换。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
