ペリレンにおける高エネルギー状態の計算可能性を探る(Get excited: Exploring the computing potential of high-energy states in perylene)

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2023-09-04 オーストラリア連邦研究会議(ARC)

◆オーストラリアの研究者は、ペリレンという分子を励起子論理演算の候補として研究し、ナノメートル未満の超高速コンピューティングデバイスの開発に取り組んでいます。通常のコンピュータはバイナリロジックを使用し、高いまたは低い電圧で情報を処理しますが、この研究では励起子と呼ばれる準粒子を使用し、非常に高速な情報処理を可能にする可能性を追求しています。
◆励起子を利用した論理演算方法について研究し、ペリレンという分子の高エネルギー状態の振る舞いを調べました。この研究は、将来の実用的な応用を見据えて行われ、固体サンプルに適用する計画があります。

<関連情報>

ペリレンにおける高次電子励起状態の緩和ダイナミクスの定量化 Quantifying the Relaxation Dynamics of Higher Electronic Excited States in Perylene

Rohan J. Hudson, Anjay Manian, Christopher R. Hall, Timothy W. Schmidt, Salvy P. Russo, Kenneth P. Ghiggino, and Trevor A. Smith
Journal of Physical Chemistry Letters  Published:August 31, 2023
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.3c02071

Abstract

ペリレンにおける高エネルギー状態の計算可能性を探る(Get excited: Exploring the computing potential of high-energy states in perylene)

Gating logical operations through high-lying electronic excited states presents opportunities for developing ultrafast, subnanometer computational devices. A lack of molecular systems with sufficiently long-lived higher excited states has hindered practical realization of such devices, but recent studies have reported intriguing photophysics from high-lying excited states of perylene. In this work, we use femtosecond spectroscopy supported by quantum chemical calculations to identify and quantify the relaxation dynamics of monomeric perylene’s higher electronic excited states. The 21B2u state is accessed through single-photon absorption at 250 nm, while the optically dark 21Ag state is excited via the 11B3u state. Population of either state results in subpicosecond relaxation to the 11B3u state, and we quantify 21Ag and 21B2u state lifetimes of 340 and 530 fs, respectively. These lifetimes are significantly longer than the singlet fission time constant from the perylene 21B2u state, suggesting that the higher electronic states of perylene may be useful for gating logical operations.

1601コンピュータ工学1700応用理学一般
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