激光诱导电子与振动相干的从头算模拟
材料科学
2022-10-19 v2 化学物理
量子物理
摘要
超快光谱学近期实现的原子级分辨率要求相应的理论进展。带有 Ehrenfest 动力学的实时含时密度泛函理论（RT-TDDFT）在研究亚皮秒 regime 中激光激发材料的电子与振动动力学时，在精度与计算成本之间提供了最优权衡。然而，该方法无法考虑热效应或零点能，而这些在相关物理中至关重要。在此，我们采用基于 RT-TDDFT+Ehrenfest 的量子-半经典方法来模拟凝聚态中激光诱导的电子与振动相干。以碳共轭分子为例，我们表明，利用来自核量子分布的初始构型进行系综平均，弥补了单轨迹 RT-TDDFT+Ehrenfest 的诸多缺陷，阻尼了电子相干并引入了激发态之间的超快非绝热耦合。由于采样构型数量随化合物尺寸与刚性增加而减少，对于平均场方法表现出色的大型体系，计算成本保持适中。在模拟中显式包含时变脉冲使该方法成为相干非线性光谱第一性原理研究的重要进展，可作为实验结果的独立对应。
引用
@article{arxiv.2112.11083,
title = {Ab initio simulation of laser-induced electronic and vibrational coherence},
author = {Jannis Krumland and Matheus Jacobs and Caterina Cocchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.11083},
year = {2022}
}