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吸附在表面上的分子的索末菲地波极限

DOI：10.1126/science.aav4278 期刊：Science 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 我们利用基于超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的中红外发射光谱仪，观测到吸附在氯化钠晶体表面的CO分子振动能量聚集的动态过程。在将大部分CO分子激发至第一振动激发态（v=1）后，我们检测到了来自高达v=27能级的红外辐射。动力学蒙特卡洛模拟表明：通过选择性激发氯化钠的横向声子，振动能量会以牺牲八个晶格间距范围内的分子为代价，在少数CO分子中聚集。这些振动的CO分子如同经典振荡偶极子，通过电磁近场将能量传递给氯化钠晶格振动——这与索末菲描述地球通过地波影响无线电传输的机理具有相似性。
作者： Li Chen，Jascha A. Lau，Dirk Schwarzer，J?rg Meyer，Varun B. Verma，Alec M. Wodtke
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究吸附在氯化钠晶体表面的CO分子的振动能量池化动力学，以及通过电磁近场作用振动的CO分子与NaCl晶格振动之间的相互作用。

研究成果

研究表明，吸附在氯化钠晶体上的二氧化碳分子通过长程相互作用和氯化钠横向声子的选择性激发实现振动能量汇聚。振动的二氧化碳分子如同经典振荡偶极子，通过电磁近场将能量传递给氯化钠晶格振动——这一现象类似于索末菲对地球通过地波影响无线电传输的描述。在这种非谐原子间作用力可忽略的弱耦合极限下，为研究类似体系中的量子晶格动力学开辟了新途径。

研究不足

该研究仅限于吸附在氯化钠晶体上的特定CO分子体系。这些发现若未经进一步研究，可能无法直接适用于其他体系。实验装置需要像超导纳米线单光子探测器（SNSPD）这样的精密设备，而这类设备并非所有研究环境都具备。

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