Strongly Interacting Molecules and Materials: From Polarons to Polaritons

强相互作用分子和材料：从极化子到极化子

基本信息

批准号：
2245592
负责人：
David Reichman
金额：
$ 53万
依托单位：
Columbia University
依托单位国家：
美国
项目类别：
Standard Grant
财政年份：
2023
资助国家：
美国
起止时间：
2023-05-01 至 2026-04-30
项目状态：
未结题

来源：
https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=2245592&HistoricalAwards=false
关键词：
Strongly Interacting Molecules Materials Polarons

项目摘要

With support from the Chemical Theory, Models and Computational Methods (CTMC) program in the Division of Chemistry, Professor David Reichman of Columbia University is developing theoretical methods to simulate the properties of novel materials that hold promise for important technological applications, including next-generation electronic devices and solar cells. Reichman and his research group will develop novel machine learning techniques as well as efficient algorithms which operate on quantum computers to enable these simulations. Reichman will continue his association with the Bronx High School of Science as well as local public schools to teach rising scholars how solar cells operate.In the first phase of the proposed work, Reichman and his group will study how the coupling to an optical cavity can influence chemical reactions and transport in materials. In the second phase, the development of methods to extend the auxiliary field quantum Monte Carlo method to enable the treatment of important strongly correlated electronic systems will be put forward. Finally, Reichman and his group will develop approaches to treat strongly coupled electron-phonon systems. Particular focus will be directed to create methods for the accurate description of polarons and the renormalization of exciton binding from phonons in polar semiconductors at the ab initio level.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.

在化学系化学理论、模型和计算方法 (CTMC) 项目的支持下，哥伦比亚大学的 David Reichman 教授正在开发理论方法来模拟新型材料的特性，这些材料有望实现重要的技术应用，包括下一代电子设备和太阳能电池。赖克曼和他的研究小组将开发新颖的机器学习技术以及在量子计算机上运行的高效算法来实现这些模拟。赖克曼将继续与布朗克斯科学高中以及当地公立学校合作，向新兴学者传授太阳能电池的工作原理。在拟议工作的第一阶段，赖克曼和他的团队将研究如何与光学腔耦合影响材料中的化学反应和传输。在第二阶段，将提出扩展辅助场量子蒙特卡罗方法的方法的开发，以能够处理重要的强相关电子系统。最后，赖克曼和他的团队将开发处理强耦合电子声子系统的方法。将特别关注创建从头开始水平准确描述极化子以及对极性半导体中声子的激子结合进行重整化的方法。该奖项反映了 NSF 的法定使命，并通过使用基金会的知识产权进行评估，被认为值得支持。优点和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Response properties in phaseless auxiliary field quantum Monte Carlo

无相辅助场量子蒙特卡罗响应特性

DOI：
10.1063/5.0171996
发表时间：
2023-11
期刊：
The Journal of Chemical Physics
影响因子：
0
作者：
Mahajan, Ankit;Kurian, Jo S.;Lee, Joonho;Reichman, David R.;Sharma, Sandeep
通讯作者：
Sharma, Sandeep

Competing generalized Wigner crystal states in moiré heterostructures

莫尔异质结构中竞争性广义维格纳晶态

DOI：
10.1103/physrevb.108.245113
发表时间：
2023-08-06
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Shu Fay Ung;Joonho Lee;D. Reichman
通讯作者：
D. Reichman

Microscopic Theory of Multimode Polariton Dispersion in Multilayered Materials

多层材料中多模极化子色散的微观理论

DOI：
10.1021/acs.nanolett.3c01017
发表时间：
2023-05
期刊：
Nano Letters
影响因子：
10.8
作者：
Mandal, Arkajit;Xu, Ding;Mahajan, Ankit;Lee, Joonho;Delor, Milan;Reichman, David R.
通讯作者：
Reichman, David R.

Investigating the collective nature of cavity-modified chemical kinetics under vibrational strong coupling

研究振动强耦合下空腔改性化学动力学的集体性质

DOI：
10.1515/nanoph-2024-0026
发表时间：
2024-03
期刊：
Nanophotonics
影响因子：
7.5
作者：
Lindoy, Lachlan P.;Mandal, Arkajit;Reichman, David R.
通讯作者：
Reichman, David R.

Ultrafast imaging of polariton propagation and interactions

极化子传播和相互作用的超快成像

DOI：
10.1038/s41467-023-39550-x
发表时间：
2023-06
期刊：
Nature Communications
影响因子：
16.6
作者：
Xu, Ding;Mandal, Arkajit;Baxter, James M.;Cheng, Shan;Lee, Inki;Su, Haowen;Liu, Song;Reichman, David R.;Delor, Milan
通讯作者：
Delor, Milan