A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Thermal disorder prevents the suppression of ultra-fast photochemistry in the strong light-matter coupling regime (2024)
Dutta, A., Tiainen, V., Sokolovskii, I., Duarte, L., Markešević, N., Morozov, D., Qureshi, H. A., Pikker, S., Groenhof, G., & Toppari, J. J. (2024). Thermal disorder prevents the suppression of ultra-fast photochemistry in the strong light-matter coupling regime. Nature Communications, 15, Article 6600. https://doi.org/10.1038/s41467-024-50532-5
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Dutta, Arpan; Tiainen, Ville; Sokolovskii, Ilia; Duarte, Luís; Markešević, Nemanja; Morozov, Dmitry; Qureshi, Hassan A.; Pikker, Siim; Groenhof, Gerrit; Toppari, J. Jussi
Lehti tai sarja: Nature Communications
eISSN: 2041-1723
Julkaisuvuosi: 2024
Ilmestymispäivä: 04.08.2024
Volyymi: 15
Artikkelinumero: 6600
Kustantaja: Nature Publishing Group
Julkaisumaa: Britannia
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-50532-5
Julkaisun avoin saatavuus: Avoimesti saatavilla
Julkaisukanavan avoin saatavuus: Kokonaan avoin julkaisukanava
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/96750
Tiivistelmä
Strong coupling between molecules and confined light modes of optical cavities to form polaritons can alter photochemistry, but the origin of this effect remains largely unknown. While theoretical models suggest a suppression of photochemistry due to the formation of new polaritonic potential energy surfaces, many of these models do not account for the energetic disorder among the molecules, which is unavoidable at ambient conditions. Here, we combine simulations and experiments to show that for an ultra-fast photochemical reaction such thermal disorder prevents the modification of the potential energy surface and that suppression is due to radiative decay of the lossy cavity modes. We also show that the excitation spectrum under strong coupling is a product of the excitation spectrum of the bare molecules and the absorption spectrum of the molecule-cavity system, suggesting that polaritons can act as gateways for channeling an excitation into a molecule, which then reacts normally. Our results therefore imply that strong coupling provides a means to tune the action spectrum of a molecule, rather than to change the reaction.
YSO-asiasanat: valokemia; molekyylit; kvasihiukkaset; polaritonit; fotonit
Liittyvät organisaatiot
Hankkeet, joissa julkaisu on tehty
- Kemian manipulointi tyhjiökentän avulla
- Groenhof, Gerrit
- Suomen Akatemia
- Geenit vai ympäristö: Kuinka proteiinien ympäristö vaikuttaa niiden toimintaan
- Groenhof, Gerrit
- Suomen Akatemia
- Kemian manipulointi tyhjiökentän avulla
- Toppari, Jussi
- Suomen Akatemia
- Molekyylin kemian ohjaaminen pintaplasmo
- Toppari, Jussi
- Suomen Akatemia
- PolarLight: Polaritonic materials for efficient harvesting of light
- Toppari, Jussi
- Suomen Kulttuurirahasto
OKM-raportointi: Kyllä
VIRTA-lähetysvuosi: 2024
Alustava JUFO-taso: 3