Ett samarbetande forskarlag från Nanjing University of Science and Technology (NJUST) och East China Normal University (ECNU) har teoretiskt föreslagit att en pump-probe high-harmonic spectroscopy (HHS) som drivs av VUV-IR-pulser kan fånga den geometriska fasen (GP) ) effekt runt den koniska skärningen (CI) och särskilja dess kvantitativa beteende från fallet med undvikad korsning (AC). Resultaten har publicerats i tidskriften Ultrafast Science .
Under de senaste decennierna har geniala optiska metoder utvecklats för att undersöka den icke-diabatiska dynamiken i närheten av AC och CI som är ansvarig för många fotofysiska och fotokemiska dynamiska processer. Den direkta diskrimineringen mellan AC och CI är dock fortfarande en formidabel utmaning.
Som ett nytt spektroskopiskt verktyg för de ultrasnabba fenomenen är HHS särskilt känsligt för befolkningen och koherensen mellan de överlagrade tillstånden, vilket visade sina fördelar med att upptäcka strukturen och dynamiken hos molekyler. Med tanke på detta, undersök en kvalitativ distinktion mellan CI och AC i polyatomära molekyler.
I sin artikel använder forskarna från NJUST och ECNU pumpsonden HHS som drivs av en IR-puls med några cykler för att direkt undersöka GP som samlats runt CI. För att modellera pumpsondens högharmoniska genereringsdynamik föreslog de en diabatisk molekylär modell baserad på multipla 2-dimensionella potentiella energiytor (PES) och löste den tidsberoende Schrödinger-ekvationen i diabatisk representation.
Resultaten visade att den elektroniska koherensen som induceras av den icke-diabatiska kopplingen leder till den oscillerande egenskapen i det högharmoniska spektrumet i fallet med AC, medan de försvinnande svängningarna i fallet med CI är konsekvenser av symmetribrottet som orsakas av GP.
Dessutom indikerar ovanstående tröskelvärde HHS den dynamiska blåförskjutningen som motsvarar ändringen av joniseringspotentialen när pumpsondens tidsfördröjning ökar. Den direkta sonden för den GP-relaterade dynamiken, såsom koherens och dynamisk blåskiftning i HHS, kan användas för att övervaka den icke-diabatiska dynamiken och de topologiska egenskaperna hos PES med upplösningen under femtosekund.
Mer information: Guanglu Yuan et al, Conical Intersection versus Avoided Crossing:Geometric Phase Effect in Molecular High-Order Harmonics, Ultrafast Science (2023). DOI:10.34133/ultrafastscience.0040
Tillhandahålls av Ultrafast Science
