数理与光电工程学院周望怀博士在化学物理TOP期刊发表重要研究成果

本网讯（文/南楠、张俊）近日，化学物理TOP期刊Journal of Chemical Physics（IF= 4.304）在线发表了我校数理与光电工程学院“低维量子材料与器件”团队周望怀博士关于量子光场中原子核受力表达式的最新成果：《Nuclear gradient expressions for molecular cavity quantum electrodynamics simulations using mixed quantum-classical methods》。该工作是周望怀博士在美国罗切斯特大学博士后研究工作的延续。周望怀博士为文章的第一作者，罗切斯特大学霍鹏飞教授为文章的通讯作者，我校为第一通讯单位。其他合作者还包括罗切斯特大学的胡德平博士，以及哥伦比亚大学的Arkajit Mandal博士。

人为调控化学反应的方向一直都是人类的梦想。传统的调控方法大都基于激光，需要非常复杂的设备和高超的实验技巧，且只针对某些特殊的分子。近年来，将分子放入一个微纳光腔中，利用光腔光子与分子自由度（电子、振动）进行强耦合来调控化学反应成为一个热门的领域——极化激元化学（polariton chemistry）。由于分子在反应时常常涉及非绝热耦合过程（电子激发态参与反应），发展量子光场中的非绝热模拟方法变得尤为重要，会极大促进整个极化激元化学的发展。

周望怀博士在罗切斯特大学化学系访问期间，与导师霍鹏飞教授等合作者一道对量子光场中非绝热模拟方法进行研究和发展，推导出了一个多电子-光子态存在时，原子核受力的普遍表达式，该表达式并没有使用旋转波近似（rotating wave approximation），从而保证了在强耦合区也能使用。在此基础上，利用数值方法研究了量子光场对Shin-Metiu模型反应过程的影响，证明了在强耦合条件下，引入多个光子态的必要性。本工作也为后续进一步开展量子光场下非绝热模拟奠定了基础。（审稿 张默）