静态无序和退相干对LH1-RC模型中量子输运的影响

该研究团队对一种人工LH1-RC复合体中的激发能转移进行了数值模拟研究。该体系由一个N位点供体环与中心受体耦合构成,在窄带光模式驱动下通过包含损耗和相干的Lindblad主方程演化。在无无序情况下,光驱动体系表现出尖锐的共振效率峰(在设定参数下接近100%);相干效应会使峰值降低并变窄但不改变其位置。在非共振区域,效率呈现出环境辅助传输特征,与相干强度呈现明显非单调关系并存在最优值。 在静态无序条件下,研究观察到两种机制:光子-环耦合与对角能量无序会使驱动混入暗环模式,激活耗散通道并在失谐窗口内降低效率;而环内耦合无序在测试范围内影响较小。增加环内耦合强度g可使暗模式交叉点远离工作失谐区,恢复接近峰值的性能。研究人员在有序、对称、单激发的窄带极限下,通过投影至k=0亮模式并采用拉普拉斯/线性代数(行列式)方法解析推导出闭合形式的转移效率表达式。这些公式包含概率守恒恒等式η+∑kLk=1,可用于验证模拟结果并定量预测共振线形及其相干致窄效应。 通过简化环模型,该工作进一步复现了相干捕获现象及适度相干对其的缓解作用(ENAQT效应)。这些解析结果在有序极限下严格成立,在该极限外则具有机理指导意义,为设计稳健的仿生光捕获器件提供了实用准则。
提交arXiv: 2025-09-23 22:23

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