有机量子电池的集体充电
量子物理
2025-04-14 v1
摘要
我们研究由一维分子聚合体和耦合单模量腔构成的量子电池 (QB) 的集体充电，因其电池部分为有机材料，我们称之为「有机量子电池」。该有机 QB 可视为包含有限激子跳跃和激子-激子相互作用的经典 QB [D. Ferraro 等人，Phys. Rev. Lett. 120，117702 (2018)] 的扩展。我们考虑当聚合体规模 增加时两种激子-腔耦合规范化方式：(I) 腔长度随之增加以保持单体密度恒定；(II) 腔长度不变。我们的主要发现表明：(i) 在固定 和激子-腔耦合的情况下，存在最优的激子-激子相互作用，使得最大储能密度和最大充电功率密度分别达到最大值，这两个最大值都会随激子-腔耦合增大而提升。弱激子-腔耦合情形下存在此类最大值，认为源于 second-order 时间依赖扰动理论框架下，单激子到双激子跃迁概率的非单调行为。(ii) 在规范化 I 下，观察到两种量的规模随 变化不存在量子优势。在规范化 II 下，发现最大储能密度和最大充电功率密度均相对于经典 QB 表现出量子优势。
引用
@article{arxiv.2504.00455,
title = {Collective charging of an organic quantum battery},
author = {Jiawei Li and Ning Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.00455},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 7 figures, to appear in Physical Review E