مقاله جریان های حلقه ای معکوس القا شده نوری در مولکول های حلقه ای شکل

چکیده

Permanent electronic ring currents can be supported within a manifold of $Γ_E$ degenerate excited electronic states as $E_{\pm} = E_x \pm i E_y$ excitations. This requires at least a 3-fold-symmetry rotational axis or higher, and includes the subclass of ring-shaped molecules. In [Phys. Rev. Res. {\bf 3}, L042003 (2021)] we showed the existence of inverse-current manifolds, where the direction of the electronic ring-current in each degenerate state $E_\pm$ is opposite to the circular polarization of the generating light-fields. This phenomenon can be traced back to vibronic effects, namely the exchange of orbital angular momentum between the circulating electrons and vibrational modes with the required symmetry. Here we consider the case of fixed nuclei and find that ring-shaped molecular systems can posses inverse-current manifolds on a purely electronic-structure basis, i.e. without intervention of vibronic coupling. The effect is illustrated and explained first on a simple tight-binding model with cyclic symmetry, and then considering the {\it{ab initio}} electronic structure of benzene and sym-triazine. A framework for discriminating regular- and inverse-current $Γ_E$ manifolds in molecules using quantum chemistry calculations is provided.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

جریان های حلقه الکترونیکی دائمی را می توان در یک منیفولد $ γ_e $ Degenerate Electronic Electronic به عنوان $ e _ {\ pm} = e_x \ pm i e_y $ تحریک کرد.این حداقل به یک محور چرخشی 3 برابر تقارن یا بالاتر نیاز دارد و شامل زیر کلاس مولکول های حلقه شکل است.در [فیزیک.Rev. Res.{\ bf 3} ، l042003 (2021)] ما وجود منیفولدهای جریان معکوس را نشان دادیم ، جایی که جهت جریان حلقه الکترونیکی در هر حالت انحطاط $ e_ \ pm $ مخالف با قطبش دایره ای از نور تولید است.زمینه های.این پدیده را می توان به جلوه های ویبرونی ، یعنی تبادل حرکت زاویه ای مداری بین الکترون های در گردش و حالت های ارتعاش با تقارن مورد نیاز ردیابی کرد.در اینجا ما مورد هسته های ثابت را در نظر می گیریم و می یابیم که سیستم های مولکولی حلقه شکل می توانند دارای منیفولدهای جریان معکوس بر اساس ساختار کاملاً الکترونیکی ، یعنی بدون مداخله اتصال ویبرونی باشند.این اثر ابتدا در یک مدل محکم اتصال محکم با تقارن چرخه ای نشان داده شده و توضیح داده می شود ، و سپس با در نظر گرفتن ساختار الکترونیکی بنزن و سیم-تریازین ، {\ it {ab initio}.چارچوبی برای تمایز منیفولدهای منظم و معکوس جریان $ γ_e $ در مولکول ها با استفاده از محاسبات شیمی کوانتومی ارائه شده است.