An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory

An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory

We present here a formally exact model for electronic transitions between an initial (donor) and final (acceptor) states linked by an intermediate (bridge) state. Our model incorporates a common set of vibrational modes that are coupled to the donor, bridge, and acceptor states and serves as a dissi...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Condensed Matter Physics
Datum:2016
1. Verfasser: Bittner, E.R.
Format: Artikel
Sprache:English
Veröffentlicht: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2016
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155804
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory / E.R. Bittner // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 2. — С. 23803: 1–9. — Бібліогр.: 39 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155804
record_format dspace
spelling Bittner, E.R.
2019-06-17T12:54:04Z
2019-06-17T12:54:04Z
2016
An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory / E.R. Bittner // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 2. — С. 23803: 1–9. — Бібліогр.: 39 назв. — англ.
1607-324X
DOI:10.5488/CMP.19.23803
arXiv:1511.09359
PACS: 87.15.ht, 82.20.Xr, 82.39.Jn
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155804
We present here a formally exact model for electronic transitions between an initial (donor) and final (acceptor) states linked by an intermediate (bridge) state. Our model incorporates a common set of vibrational modes that are coupled to the donor, bridge, and acceptor states and serves as a dissipative bath that destroys quantum coherence between the donor and acceptor. Taking the memory time of the bath as a free parameter, we calculate transition rates for a heuristic 3-state/2 mode Hamiltonian system parameterized to represent the energetics and couplings in a typical organic photovoltaic system. Our results indicate that if the memory time of the bath is of the order of 10-100 fs, a two-state kinetic (i.e., incoherent hopping) model will grossly underestimate overall transition rate.
Представлено формально точну модель електронних переходiв мiж початковим (донор) та кiнцевим (акцептор) станами, якi зв’язанi промiжним (мiсток) станом. Наша модель включає спiльний набiр коливних мод, якi взаємодiють з донорним, мiстковим та акцепторним станами, та служить як дисипативний термостат, що порушує квантову когерентнiсть мiж донором i акцептором. Беручи час пам’ятi термостата як вiльний параметр, ми розраховуємо iнтенсивнiсть переходiв для евристичного 3-стани/2 модового гамiльтонiана системи, параметризованого для опису енергетики та взаємодiй в типово органiчнiй фотовольтаїчнiй системi. Нашi результати вказують, що якщо час пам’ятi термостату є порядку 10–100 пс, дво-станова кiнетична (тобто з некогерентним перескоком) модель значно недооцiюнює загальну iнтенсивнiсть переходiв.
The author offers his hearty congratulations to Prof. Haymet on the occasion of his first 60 successful trips around the sun. The work at the University of Houston was funded in part by the National Science Foundation (CHE-1362006) and the Robert A. Welch Foundation (E-1337).
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
Пiдхiд ефективного гамiльтонiану для електронних переходiв донор-мiсток-акцептор: дослiдження ролi пам’ятi дисипативного середовища
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
spellingShingle An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
Bittner, E.R.
title_short An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
title_full An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
title_fullStr An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
title_full_unstemmed An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory
title_sort effective hamiltonian approach for donor-bridge-acceptor electronic transitions: exploring the role of bath memory
author Bittner, E.R.
author_facet Bittner, E.R.
publishDate 2016
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Пiдхiд ефективного гамiльтонiану для електронних переходiв донор-мiсток-акцептор: дослiдження ролi пам’ятi дисипативного середовища
description We present here a formally exact model for electronic transitions between an initial (donor) and final (acceptor) states linked by an intermediate (bridge) state. Our model incorporates a common set of vibrational modes that are coupled to the donor, bridge, and acceptor states and serves as a dissipative bath that destroys quantum coherence between the donor and acceptor. Taking the memory time of the bath as a free parameter, we calculate transition rates for a heuristic 3-state/2 mode Hamiltonian system parameterized to represent the energetics and couplings in a typical organic photovoltaic system. Our results indicate that if the memory time of the bath is of the order of 10-100 fs, a two-state kinetic (i.e., incoherent hopping) model will grossly underestimate overall transition rate. Представлено формально точну модель електронних переходiв мiж початковим (донор) та кiнцевим (акцептор) станами, якi зв’язанi промiжним (мiсток) станом. Наша модель включає спiльний набiр коливних мод, якi взаємодiють з донорним, мiстковим та акцепторним станами, та служить як дисипативний термостат, що порушує квантову когерентнiсть мiж донором i акцептором. Беручи час пам’ятi термостата як вiльний параметр, ми розраховуємо iнтенсивнiсть переходiв для евристичного 3-стани/2 модового гамiльтонiана системи, параметризованого для опису енергетики та взаємодiй в типово органiчнiй фотовольтаїчнiй системi. Нашi результати вказують, що якщо час пам’ятi термостату є порядку 10–100 пс, дво-станова кiнетична (тобто з некогерентним перескоком) модель значно недооцiюнює загальну iнтенсивнiсть переходiв.
issn 1607-324X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155804
citation_txt An effective Hamiltonian approach for Donor-Bridge-Acceptor electronic transitions: Exploring the role of bath memory / E.R. Bittner // Condensed Matter Physics. — 2016. — Т. 19, № 2. — С. 23803: 1–9. — Бібліогр.: 39 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT bittnerer aneffectivehamiltonianapproachfordonorbridgeacceptorelectronictransitionsexploringtheroleofbathmemory
AT bittnerer pidhidefektivnogogamilʹtonianudlâelektronnihperehodivdonormistokakceptordoslidžennârolipamâtidisipativnogoseredoviŝa
AT bittnerer effectivehamiltonianapproachfordonorbridgeacceptorelectronictransitionsexploringtheroleofbathmemory
first_indexed 2025-12-07T19:06:45Z
last_indexed 2025-12-07T19:06:45Z
_version_ 1850877574790512640

Ähnliche Einträge