水中碳纳米管的光激发量子摩擦
光学
2025-03-18 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
量子物理
摘要
量子摩擦描述的是从材料中电子激发态向周围溶剂传递能量和动量。本文表明，近红外（NIR）荧光单壁碳纳米管（SWCNT）在水中 exhibits 量子摩擦。功能化SWCNT在水溶液中的扩散常数随激发功率增加而线性降低约50%。相比之下，具有量子缺陷局域化电子激子的SWCNT显示无功率依赖性的扩散。通过改变电子激子浓度的化学方法也可调制扩散常数，最多可达2倍。此外，电子激子会增加SWCNT溶液的宏观粘度。光泵浆太赫兹（THz）探测光谱揭示了水的瞬态吸收特征（37/cm 以上80/cm），表明能量传递到氢键网络的平移模态中。分子动力学模拟进一步支持电子激子诱导偶极子增强摩擦力的机制。这些发现表明，电子激子在SWCNT中可在水中诱导量子摩擦。
引用
@article{arxiv.2503.12580,
title = {Light-induced quantum friction of carbon nanotubes in water},
author = {Tanuja Kistwal and Krishan Kanhaiya and Adrian Buchmann and Chen Ma and Jana Nikolic and Julia Ackermann and Phillip Galonska and Sanjana S. Nalige and Martina Havenith and Marialore Sulpizi and Sebastian Kruss},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.12580},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 4 figures. Additional supplementary information