当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

我国学者在三线态光化学的量子相干调控研究方面取得进展

2025/06/01

我国学者在三线态光化学的量子相干调控研究方面取得进展

图 量子点-分子杂化自由基对的光化学相干调控原理,强磁场(7 T)下直接观测到自由基对的量子拍频(证明其量子相干特性),以及基于量子相干实现了自由基复合动力学的高效磁场调控

  在国家自然科学基金项目(批准号:22173098)资助下,中国科学院大连化学物理研究所吴凯丰研究员团队在光化学自旋调控研究中取得新进展。基于量子点-有机分子构成的杂化自由基对的量子相干特性,实现了三线态光化学产率的高效磁场调控。相关研究成果以“量子点-分子杂化体中的光化学三线态生成的相干调控(Coherent manipulation of photochemical spin-triplet formation in quantum dot–molecule hybrids)”为题,于2025年1月6日发表在《自然·材料》(Nature Materials)上。文章链接:https://doi.org/10.1038/s41563-024-02061-1.

  光致电荷分离之后会生成两个自旋关联的自由基,被称为自由基对。自由基对具有单线态和三线态自旋构型,两者之间的相互转换是一个量子相干过程。该转换过程可通过施加外磁场进行调控,然而其磁场效应普遍较弱,且很难获得普适性的调控规律。

  上述研究团队构建了II-VI族量子点-茜素分子杂化体系,基于磁场调制的飞秒瞬态吸收光谱及量子动力学理论模拟,系统揭示了杂化自由基对三线态复合动力学的相干行为。不同于人工制备的纯有机自由基对的朗德g因子差异(Δg) 约为 0.001~0.01,所设计的量子点-分子杂化体系可通过调节量子点的尺寸与组成实现 Δg 在0.1~1之间的大范围调控。在巨大 Δg 的作用下,研究团队直接观测到了自由基对在不同自旋量子态间的相干拍频,进一步在室温下实现了自由基对三线态复合动力学的高效磁场调控,即1.9 T磁场下的三线态产率较0 T下产率的提升程度高达400%。更重要的是,团队将磁场效应与稳态光化学反应相耦合,实现了β-胡萝卜光化学异构化反应的磁场调控。理论模拟结果、磁场调制的瞬态动力学、稳态光化学反应速率三者高度一致,印证了磁场相干调控的可靠性。

  该工作在国际上首次清晰阐明了杂化自由基对在光化学反应中的“量子优越性”,实现了光化学三线态过程的高效磁场调控。


版权声明:
文章来源国家自然科学基金委员会,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

第二届无人系统与自动化控制国际学术会议(ICUSAC 2025)(2025-12-26)

2025年IEEE第八届算法,计算与人工智能国际会议 (ACAI 2025)(2025-12-26)

第二届遥感技术与图像处理国际学术会议(RSTIP 2025)(2025-12-26)

第二届模式识别与图像分析国际学术会议(PRIA 2025)(2025-12-26)

2025年创新设计与数字化转型国际会议(2025-12-26)

第五届通信技术与信息科技国际学术会议(ICCTIT 2025)(2025-12-26)

第五届人工智能与大数据国际学术研讨会 (AIBDF 2025)(2025-12-26)

2025物理学、量子计算与光学国际会议(ICPQCO 2025)(2025-12-27)

2026年数学、人工智能与金融学国际会议(ICMAIF 2026(2026-01-06)

2026智能电网信息工程、电缆工程与电气国际会议(CEEE 2026)(2026-01-06)

2025桥隧建设、桥梁工程与韧性国际会议(BTCBER 2025)(2025-12-30)

2025交通工程、公共交通与载运工具国际会议(TEPTTV 2025)(2025-12-25)

2025年社会心理学、管理科学与教育发展国际会议(ISPMED 2025)(2025-12-25)

2025年地质学、岩石学与地球物理学国际会议(ICGPG 2025)(2025-12-28)

2025年数据可视化与机器学习国际会议(ICDVML 2025)(2025-12-30)

2025工业工程、仿真设计与机械国际会议(ICIESDM 2025)(2025-12-29)

第三届建模、辨识与控制工程国际会议(ICMICE 2025)(2025-12-27)

2025年马克思主义哲学、人文发展与社会科学国际会议(ICMPHDS 2025)(2025-12-24)

2025年社会科学与心理学国际会议(ICSSP 2025)(2025-12-29)

2025年大数据、基础模型与人工智能国际会议(BDBMAI 2025)(2025-12-21)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。