CAREER: Gas-Phase Molecular Polaritons: A New Platform for Chemistry under Strong Light-Matter Coupling
职业:气相分子极化子:强光-物质耦合下的化学新平台
基本信息
- 批准号:2238865
- 负责人:
- 金额:$ 65万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-02-15 至 2028-01-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
With support from the Chemical Structure, Dynamics, and Mechanisms-A (CSDM-A) Program in the Division of Chemistry, Marissa Weichman of Princeton University is studying how gas-phase chemical processes proceed under strong interactions with light. When molecules are enclosed within an optical cavity, that is, in a device built from reflective mirrors that create a strong confined light field, new states called polaritons can form. These systems exhibit some of the unusual wave-like properties of light and also appear to demonstrate reactivity and photochemistry distinct from ordinary molecules. The principles governing the chemistry of polaritonic molecules are not currently well understood. The Weichman Lab is studying the low-temperature chemistry of isolated, gas-phase molecules under strong cavity coupling to elucidate how the simplest molecular polaritons behave. These discoveries have the potential to inform practical applications for polaritonic technologies in chemistry, materials science, and quantum information science. Professor Weichman is also reforming undergraduate quantum chemistry coursework at Princeton with the goal of broadening participation in the quantum science research community and workforce. The Weichman Lab will focus on pristine gas-phase measurements wherein polariton reaction dynamics can be studied with quantum-state-specificity and without the complications of solvation. While molecular polaritons are now well established in liquids and in solid-state systems, attaining sufficiently strong light-matter interactions for gas-phase molecules has remained a challenge. The Weichman Lab accesses the regime of gas-phase strong coupling at cryogenic temperatures where molecular partition functions are small and inhomogeneous linewidths are narrow. A cryogenic buffer gas cell allows for the preparation of cold, dense molecular ensembles. This source is combined with a feedback-stabilized Fabry-Pérot optical cavity and precision laser scheme to engineer strong coupling of individual rovibrational transitions in gas-phase molecules. The Weichman Lab will harness this apparatus to investigate how benchmark chemical processes, including bimolecular reactions, photodissociation, and photoisomerization, occur under cavity coupling.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.
在化学结构,动力学和机制-A(CSDM-A)计划的支持下,普林斯顿大学的玛丽莎·韦希曼(Marissa Weichman)正在研究如何在与光的强烈相互作用下进行气体化学过程。当分子被封闭在光学腔中时,即在产生强限制光场的反射镜中构建的设备中,称为Polaritons的新状态可以形成。这些系统表现出某些异常波的光的特性,并且似乎表现出与普通分子不同的反应性和光化学。目前尚不清楚管理偏光分子化学的原则。 Weichman Lab正在研究强腔耦合下分离的气相分子的低温化学,以阐明最简单的分子极化子如何表现。这些发现有可能为化学,材料科学和量子信息科学中偏光技术的实际应用提供信息。 Weichman教授还正在普林斯顿改革本科量子化学课程,目的是扩大参与量子科学研究界和劳动力的参与。 Weichman Lab将专注于原始的气相测量值,其中极性反应动力学可以用量子状态特异性进行研究,而无需溶液并发症。尽管现在在液体和固态系统中已经很好地确定了分子poleritons,但在气相分子方面实现足够强的光质量相互作用仍然是一个挑战。 Weichman实验室可在低温温度下访问气相强耦合的状态,在低温温度下,分子分区函数很小并且不均匀的线宽狭窄。低温缓冲气体电池可以制备冷,致密的分子集合。该来源与反馈稳定的Fabry-Pérot光腔和精度激光方案结合使用,以设计气相分子中各个Rovbriblationals跃迁的强耦合。韦希曼实验室将利用该设备来研究基准化学过程,包括双分子反应,光解离和光异构化,在腔耦合下发生。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是通过使用该基金会的知识分子和更广泛影响的评估来评估的支持,并被视为珍贵的支持。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A versatile platform for gas-phase molecular polaritonics
气相分子极化子学的多功能平台
- DOI:10.1063/5.0170326
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wright, Adam D.;Nelson, Jane C.;Weichman, Marissa L.
- 通讯作者:Weichman, Marissa L.
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Marissa Weichman其他文献
Marissa Weichman的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Marissa Weichman', 18)}}的其他基金
Precision Spectroscopy of Fullerenes: Towards Resolving Astrophysical Molecular Complexity
富勒烯的精密光谱学:解决天体物理分子复杂性
- 批准号:
2307443 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 65万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
致密气体介质中的超快动力学与脉冲整形研究
- 批准号:12374266
- 批准年份:2023
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
面向火箭燃料原位在线监测的固态YSZ基气体传感器研究
- 批准号:62301399
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于多元IRMOFs复合纳米纤维吸附体系的环保绝缘气体有害分解产物消除方法研究
- 批准号:52377156
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
PDMS基超薄疏水分子筛修饰的高选择性半导体气体传感器研究
- 批准号:62374166
- 批准年份:2023
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
离子辐照精准调控SnS2栅极敏感材料缺陷密度增强碳基FET型气体传感器性能的研究
- 批准号:12305330
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Identifying interconnections of the disparities in childhood obesity
确定儿童肥胖差异之间的相互关系
- 批准号:
10654256 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 65万 - 项目类别:
Novel Pigment Sensing Pulse Oximeter Technology for Mitigating Racial Bias in Oxygen Saturation Measurements
新型颜料感应脉搏血氧仪技术可减少血氧饱和度测量中的种族偏见
- 批准号:
10599746 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 65万 - 项目类别:
Estimating acute impacts of unconventional oil and gas development on cause-specific hospitalization via satellite-based exposure assessment
通过基于卫星的暴露评估评估非常规石油和天然气开发对特定原因住院治疗的严重影响
- 批准号:
10507465 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 65万 - 项目类别:
Biophysical models of human olfactory intensity perception
人类嗅觉强度感知的生物物理模型
- 批准号:
10589044 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 65万 - 项目类别:
The Influence of Nicotine Withdrawal on Oxygen Sensing
尼古丁戒断对氧感应的影响
- 批准号:
10505964 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 65万 - 项目类别: