谐振腔对基态化学动力学的修饰
化学物理
2022-07-26 v1 其他凝聚态物理
量子物理
摘要
近期实验表明，通过将分子系统的振动自由度与光学腔内的辐射模式耦合，可以抑制或增强基态化学动力学。实验显示，当光子频率接近特征振动频率时，化学速率被强烈修饰。这一显著效应的起源仍未知。本工作中，我们基于 Pollak-Grabert-Hänggi 速率理论，发展了腔修饰基态化学动力学的解析速率理论。与先前工作不同，我们的理论覆盖了从能量扩散限制到空间扩散限制 regime 的完整溶剂摩擦值范围。我们表明化学反应速率可因浴摩擦而被增强或抑制；当浴摩擦较弱时化学动力学增强，而在强浴摩擦情形下化学动力学被抑制。进一步，我们表明实现化学速率最大修饰的光子频率接近反应物势阱，因此发生谐振速率修饰。在强摩擦极限下，如利用 Grote-Hynes 速率理论所得，谐振光子频率反而接近势垒频率。最后，我们观察到速率变化（作为光子频率的函数）在弱摩擦极限下比在强摩擦极限下更尖锐且更显著，并随势阱频率降低而愈发尖锐。
引用
@article{arxiv.2205.05142,
title = {Resonant Cavity Modification of Ground State Chemical Kinetics},
author = {Lachlan P. Lindoy and Arkajit Mandal and David R. Reichman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.05142},
year = {2022}
}