On the Tunneling Properties of non-Planar Molecules in a Gas Medium
我们提出了一个简单的,一般的,和准确的公式,用于分析在气体介质中的非平面分子的经典配置之间的隧穿,作为气体的热力学参数的函数。我们将其应用到两个有趣的情况下:i)氨的反转线的零频率的移动,在气体的压力的增加; ii)的破坏的相干隧穿的D2 S2分子在气体的He。在这两种情况下,我们比较我们的分析与以前的理论和实验结果。
2011-10-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
Observation of tunneling-assisted highly forbidden single-photon transitions in a Ni$_4$ single-molecule magnet
能级之间的禁止跃迁通常涉及违反由对称性和/或守恒定律施加的选择规则。由于旋转对称性破缺,纳米磁体在上下态之间的隧穿违反了角动量守恒。在这里,我们报告的高度禁止之间的自旋状态的过渡在镍$_4$单分子磁体,其中一个单光子可以诱导自旋改变几倍$\hbar$,几乎扭转了自旋的方向。这些观测结果被理解为隧道辅助跃迁,提升了单光子跃迁的标准$Δm = \pm 1$选择规则。这些转变是在低外加场下观察到的,其中隧穿由分子的固有各向异性主导,并且场充当扰动。这样的跃迁可以用来产生宏观叠加态,这些宏观叠加态通常不能通过单光子$Δm = \pm 1$跃迁获得。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Quantum description of spin tunneling in magnetic molecules: a new view
从一个唯象的哈密顿量,最初写在角动量算符,我们推导出一个新的量子角度为基础的哈密顿量,允许讨论量子自旋隧穿。本方法的适用性的研究,进行了计算与可溶性准自旋模型,表明我们可以使用我们的方法在物理系统的描述,如Mn 12-醋酸分子,以及八核铁簇,Fe 8,在一个可靠的方式。用本文的描述可以直接解释自旋隧穿,得到了这些体系的能谱和能垒,并与实验结果相符合。
2006-03-21 quant-ph
Tracking the electronic oscillation in molecule with tunneling microscopy
在飞秒时间尺度上可视化和控制电子动力学在下一代电子器件的设计中起着关键作用。通过模拟,我们证明了萘分子内部的电子振荡可以通过调节两个相同的飞秒激光脉冲之间的延迟时间来跟踪。振荡的频率和衰减时间都是通过扫描隧道显微镜的结中的隧穿电荷来检测的。对于短周期长光脉冲,隧道电荷对载波包络相位(CEP)敏感。这种对CEP的敏感性随着脉冲时间的增加而消失。我们的模拟结果表明,通过一个或两个飞秒激光脉冲来可视化和控制分子内部的电子动力学是可能的。
2020-12-23 physics.comp-ph quant-ph
Tunneling of atoms, nuclei and molecules
这是一个简短的回顾几个相关主题的复合粒子的隧穿,以及如何耦合到内部和外部的自由度影响隧穿概率。我讨论的现象,共振隧穿,不同的障碍所看到的子系统,阻尼共振隧穿的水平聚束和连续效应,由于粒子解离。
2015-04-25 cond-mat.supr-con nucl-ex nucl-th
Triple Antidot Molecules
Stony Brook University(石溪大学)
研究三 interacting 量子霍尔准粒子在抗点分子中的实现与建模,通过磁场调节隧道耦合,揭示分子能级及库仑相互作用,建立符合实验观测的隧道模型。
2026-03-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin tunneling in magnetic molecules: Quantitative estimates for Fe8 clusters
自旋隧穿在特定情况下的磁性分子团簇八核铁(III),Fe 8,是由一个有效的哈密顿量,允许一个角度为基础的描述的过程。在本说明书中还考虑了沿易磁化轴的外部磁场的存在。通过对势函数的谐波近似,得到了能级和势垒的解析表达式,其结果与实验结果符合得很好。由于自旋隧道的能量分裂被处理在一个适应的WKB方法,它表明,本说明可以给出结果的可靠程度的准确性。
2007-02-06 quant-ph
Quantum Tunneling and Information Entropy in a Double Square Well Potential: Ammonia Molecule
量子隧穿是一种量子力学效应,其中粒子隧穿经典禁带。双方势阱(DSWP)是一种能够实现这种现象的体系。通过考虑由有限高度和宽度的障碍物分隔的一对井中的运动,可以说明许多现象。势垒穿透引起的能级分裂是所谓的反转谱的原因,反转谱是量子隧穿的一个例子。在发生这种反转现象的几种分子($NH_3$、$PH_3$、$AsH_3$、$NH_2CN$)中,氨分子$NH_3$提供了具有DSWP的振动系统的良好物理实现。目前工作的主要目标是研究量子隧穿对信息熵测度(香农和费舍尔)和统计复杂性的影响。
2013-07-03 physics.chem-ph quant-ph
Consistent histories for tunneling molecules subject to collisional decoherence
分析了双态隧穿分子(如手性分子或氨)与缓冲气体碰撞产生的退相干,即分子的一系列量子态满足一致的历史族条件。与$\hbar ω$的分离的能量水平在孤立的分子和$γ$的退相干率成比例的碰撞率,我们发现$γ\gg ω$(强退相干)一个一致的家庭中,分子随机来回翻转之间的左手和右手的手性状态在一个平稳的马尔可夫过程。对于$γ< ω$,有一个家族,其中分子在不同的手性状态之间连续振荡,但偶尔有相位的随机变化,频率在相变$γ= ω$时变为零。这种转变类似于氨的反转频率随压力增加的行为,但在手性分子如D $_2$ S $_2$中难以观察到。$γ> ω$和$γ< ω$还有其他一致的系列。此外,我们将手性信息传递到环境的速度与互补类型的信息(例如,奇偶校验信息)保留在分子本身中。
2012-10-16 quant-ph
Particle-Localized Ground State of Atom-Molecule Bose-Einstein Condensates in a Double-Well Potential
研究了双势阱中原子-分子内隧穿效应对原子-分子玻色-爱因斯坦凝聚体基态的影响。在原子态和分子态之间没有内部隧穿的情况下,基态是对称的,在两个阱中粒子布居数相等。从线性稳定性分析,我们表明,对称定态变得动态不稳定的原子分子内隧穿强度的某一值。在内部隧穿强度的临界值以上,基态分叉为粒子局域的基态。这种跃迁的起因可以归结为原子-分子内部隧穿引起的原子间有效吸引相互作用。这种有效的相互作用类似于在具有费什巴赫共振的费米气体中的BCS-BEC交叉的背景下所熟悉的相互作用。此外,我们还指出了在原子态和分子态之间存在大失谐时重入跃迁的可能性。
2010-06-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Dipolariton formation in quantum dot molecules strongly coupled to optical resonators
本文研究了双量子点与微腔的共振隧穿过程。确定了点间隧穿效应对光-物质杂化态的影响,并证明了它们的亮度和相应的偶极矩的可调谐性。这些结果预测偶极化激元产生的人工分子耦合到光学谐振腔,并提供了一个有前途的方案,控制的发射效率和激子极化激元的相干时间。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Weak Interactions ,Tunneling Racemization and Chiral Stability
本文在薛定谔方程的框架下研究了分子间相互作用对活性分子隧道消旋的影响。将活性分子假定为二能级系统,并将左右异构现象看作是一个双底谐振势阱。假设活性分子嵌入在气体、液体或固体中,受到由样品分子产生的扰动势U的影响。在我们的模型中,我们考虑了由于左(L)和右(R)构型之间的弱相互作用而导致的能量E的差异。我们已经证明,当E等于零时,系统不可能是光学稳定的:在稀释气体或压缩气体和液体的情况下,旋光性渐近趋于零,或者当分子被隔离或受到静电势时,旋光性在零附近周期性振荡。只有当E不等于零时,系统才是光学稳定的,这取决于势U的强度参数和自发隧穿的大小。
2009-10-21 physics.chem-ph quant-ph
Single-molecule Nanomagnets
单分子磁体横跨经典和量子力学世界,展示了许多迷人的现象。它们可能在信息存储和量子计算方面具有重要的技术应用。我们回顾了两种典型的分子纳米磁体,Mn_12-acetate和Fe_8的物理性质:每个都表现为刚性,自旋10物体,并表现出上下方向之间的隧穿。随着温度的降低,自旋反转过程从热激活演化为纯量子隧穿。在低温下,发生磁雪崩,其中整个样品的磁化迅速反转。我们讨论了破缺场在驱动隧穿和产生Berry相位干涉中的重要作用。最近的实验进展表明,量子相干性可以在足以允许执行有意义数量的量子计算操作的时间尺度上保持。人们正在努力创造单分子层,并处理和操纵单个分子。
2010-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Enhanced solar photocurrent using a quantum dot molecule
本文详细研究了相干隧穿效应对太阳光照射下量子点分子(QDM)的光电流和功率的影响。我们重点分析了隧穿驱动的相干性及其对QDM光伏特性的影响。由系统开发的相干性作为资源从隧穿耦合的强度、QDM带对准以及与热声子的储层的耦合率之间的相互作用中提高。我们的研究结果表明,QDM可以提供高达30%以上的功率比一个单一的量子点,我们的计算效率显示相干效应,这是符合热力学第二定律。
2022-07-14 quant-ph
Nonadiabatic theory for subcycle ionic dynamics in multielectron tunneling ionization
Kennesaw State University(肯尼索州立大学)
本文基于强场近似研究多电子隧穿电离,建立理论基础,证明波函数与密度矩阵方法在亚周期离子动力学中的等效性,并推导出准确的非绝热电离率,应用于N₂和CO₂展示强激光场诱导分子离子相干性。
2026-01-13 quant-ph
Dipolar Molecules in Optical Lattices
我们研究了描述超冷气体的光晶格中偶极分子的扩展玻色-哈伯德模型,考虑了所有的在位和最近邻相互作用,包括与占据相关的隧穿和对隧穿项.利用精确对角化和多尺度纠缠重正化方法,我们证明了这些项可以破坏绝缘相并导致新的量子相。在接下来的偶极分子实验中,必须考虑到相图的这些相当大的变化。
2012-04-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quenched Spin Tunneling and Diabolical Points in Magnetic Molecules: I. Symmetric Configurations
自旋隧穿的完美淬灭,以前已经讨论过的干扰瞬子,最近已被观察到的磁性分子\Fe 8,使用离散相积分(或Wentzel-Kramers-Brillouin)方法处理。这种现象的最简单的模型哈密顿量导致了一个薛定谔方程,它是一个五项递归关系。当施加在分子上的磁场沿硬磁轴时,这种递推关系是反射对称的。得到了所有反射对称五项递归关系的隧道分裂的一个完全通用的Herring公式。使用连接公式的一种新的类型的转折点,可以被描述为躺在“下的障碍”,并根据振荡分裂作为一个功能的磁场,这Herring公式转化为其他两个公式,表示分裂的一个小数目的行动和行动的积分。这些后者的公式似乎是普遍有效的,即使在递归包含超过五项的问题。模型哈密顿量的结果进行了比较实验,数值,以前的基于瞬子的方法,和限制的情况下,没有磁场。
2000-03-08 cond-mat math-ph math.MP
Quenched Spin Tunneling and Diabolical Points in Magnetic Molecules: II. Asymmetric Configurations
本文用离散相积分(或Wentzel-Kramers-Brillouin)方法进一步研究了首次在双轴对称模型中预言并在磁性分子Fe_8中观察到的自旋隧道的完全猝灭。将前一篇文章的分析推广到磁场既有硬分量又有易分量的情况,从而使哈密顿量没有明显的对称性。海岭公式现在已经不适用了,所以这个问题是通过找到波函数并在每个转折点使用连接公式来解决的。由此得到空竹附近能量面的一般公式。这个公式给出了两个井之间的隧穿applitude无关的对称性在一个小数目的作用积分,似乎是普遍有效的,即使在递归包含超过五项的问题。对Fe_8的模型中的恶魔点得到了明确的结果。这些结果与实验观察完全一致。发现恶魔点的半经典结果是精确的,并且恶魔点位于磁场空间的完美中心矩形格子上。各种证据支持这种完美的晶格假设。
2000-03-09 cond-mat math-ph math.MP
Tunneling Ionization Rates from Arbitrary Potential Wells
我们提出了一个实用的数值计算技术,计算隧道电离率从任意一维势阱中的存在下,一个线性的外部电位,通过确定的宽度的共振谱密度,ρ(E),无场束缚态。虽然这种技术适用于更一般的外部电位,我们专注于电离的电子从原子和分子的直流电场,因为这有一个重要的和直接的影响,在强激光场的分子的多光子电离的理解。
1998-10-21 hep-th physics.atom-ph quant-ph