Влияние колебательных мод на плазмонный эффект Пёрселла в органических молекулах

С помощью расчетов методом квантовых тензорных сетей мы исследуем значительный эффект Пёрселла, испытываемый органической молекулой, расположенной вблизи плазмонной наноструктуры. В частности, мы рассматриваем донорно-π-мостиково-акцепторный краситель в зазоре между двумя наночастицами Ag сферической формы. Наш теоретический подход обеспечивает реалистичное описание континуумов как молекулярных колебаний, так и оптических мод нанополости. Мы анализируем сверхбыструю динамику экситона в режиме значительного усиления эффекта Пёрселла и соответствующий спектр излучения, показывая, что эти характеристики неточно описываются упрощенными моделями, использовавшимися до настоящего времени. В частности, как модель двухуровневой системы, так и модель одной колебательной моды способны воспроизводить динамику только на коротких временных масштабах, тогда как подход, основанный на золотом правиле Ферми, описывает поведение лишь на очень больших временах. Мы демонстрируем, что для учета большей части динамики и соответствующего спектра необходимо включить полный набор колебательных мод. Кроме того, разделяя взаимодействие молекулы с радиационными и безызлучательными плазмонными модами, мы проливаем свет на феноменологию тушения, наблюдаемую в системе.