Μονάδα:
Τμήμα ΦυσικήςΒιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2022-07-17
Συγγραφέας:
ΠΙΣΠΑΣ ΙΩΑΝΝΗΣ
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΣΙΜΣΕΡΙΔΗΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ, ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ, ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μεταβίβαση φορτίου σε δικυανοπολυΐνια (NC. . . CC. . .CN) με Ισχυρή Δέσμευση και RT-TDDFT
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μεταβίβαση φορτίου σε δικυανοπολυΐνια (NC. . . CC. . .CN) με Ισχυρή Δέσμευση και RT-TDDFT
Περίληψη:
Διερευνούμε την μεταβίβαση οπής (κενή θέση ηλεκτρονίου) σε δικυανοπολυΐνια, δηλαδή σε ατομικά νανοσύρματα άνθρακα και αζώτου, με Πρότυπο Ισχυρής Δέσμευσης (Tight Binding, TB)
και Πραγματικού Χρόνου Χρονικά Εξαρτώμενη Θεωρία Συναρτησοειδούς Πυκνότητας (Real-Time Time-Dependent Density Functional Theory, RT-TDDFT), μέσω των υπολογιστικών λογισμικών MATLAB και NWChem.
Μελετάμε συνολικά τρία μόρια. Το πιο απλό αποτελείται από τέσσερα άτομα (N=4) και ονομάζεται Cyanogen (C2N2), το μεσαίο από έξι άτομα (N=6) και ονομάζεται 2-Butynedinitrile (C4N2) και το μεγάλο από οκτώ άτομα (N=8) και ονομάζεται Hexadiynedinitrile (C6N2). Με το Πρότυπο Ισχυρής Δέσμευσης υπολογίζουμε τις ιδιοενέργειες της π δομής των μορίων αυτών, καθώς και την πιθανότητα εύρεσης της οπής συναρτήσει του χρόνου σε κάθε δυνατή θέση στο μόριο, την μέση πιθανότητα εύρεσης σε κάθε θέση, την διπολική ροπή συναρτήσει του χρόνου, τον Γρήγορο Μετασχηματισμό Fourier (Fast Fourier Transform, FFT) της διπολικής ροπής και τον μέσο ρυθμό μεταβίβασης φορτίου σε όλες τις θέσεις. Με την Θεωρία Συναρτησοειδούς Πυκνότητας (Density Functional Theory, DFT) ασχολούμαστε με τα σύνολα βάσεων 6-31G, 6-31G* και cc-pVDZ και το συναρτησοειδές ανταλλαγής και συσχέτισης B3LYP. Η διαδικασία χωρίζεται σε τέσσερα στάδια: πρώτα πραγματοποιούμε την βελτιστοποίηση της γεωμετρίας των ατόμων του μορίου, στην συνέχεια προσδιορίζουμε την ενέργεια θεμελιώδους κατάστασης DFT μαζί με την ανάλυση πληθυσμών κατά Löwdin, επιπλέον εξετάζουμε τις δονήσεις του μορίου και βρίσκουμε τις ιδιοσυχνότητες των κανονικών δονητικών τρόπων και τέλος μελετάμε την μεταβίβαση της οπής κατά μήκος των μονοδιάστατων νανοσυρμάτων στην στατική κατάσταση του μορίου.
Η οπή δημιουργείται στο πρώτο άτομο αζώτου της αλυσίδας, τεχνητά, με την χρήση του Περιορισμένου DFT (Constrained DFT, CDFT) και της ανάλυσης πληθυσμών κατά Löwdin που έχουμε ήδη υπολογίσει. Εξετάζουμε στην συνέχεια με RT-TDDFT την χρονική εξέλιξη του συστήματος, υπολογίζοντας το φορτίο της οπής σε κάθε θέση του μορίου συναρτήσει του χρόνου, την διπολική ροπή του συστήματος και το FFT της διπολικής ροπής. Η κάθε θέση ορίζεται ως το κάθε άτομο που απαρτίζει το εκάστοτε μόριο. Πέραν των τριών βασικών μορίων της εργασίας, πραγματοποιούμε τα στάδια του DFT ενδεικτικά και στο νερό με τα σύνολα βάσεων 6-31G και 6-31++G**, ώστε να εξηγήσουμε με μεγαλύτερη σαφήνεια την διαδικασία και τα αποτελέσματα αυτής.
Τέλος, πραγματοποιούμε μία σύγκριση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από τις δύο θε-
ωρίες, TB και DFT, επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον μας σε ορισμένα βασικά φυσικά μεγέθη που
εξηγούν την μεταβίβαση φορτίου:
• Βελτιστοποίηση γεωμετρίας και ενδοατομικές αποστάσεις.
• Φορτίο οπής και πιθανότητες εύρεσης του φορέα συναρτήσει του χρόνου.
• Διπολική ροπή και FFT αυτής, δηλαδή το συχνοτικό περιεχόμενο των κύριων ταλαντώσεων
της διπολικής ροπής, κατά μήκος του άξονα των μορίων συναρτήσει του χρόνου.
• Μέσοι ρυθμοί μεταβίβασης φορτίου από το ένα άκρο της αλυσίδας στο άλλο και μέσες
πιθανότητες εύρεσης της οπής σε κάθε θέση του μορίου.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Πρότυπο Ισχυρής Δέσμευσης, Θεωρία Συναρτησοειδούς Πυκνότητας, Περιορισμένη Θεωρία Συναρτησοειδούς Πυκνότητας, Χρονικά Εξαρτώμενη Θεωρία Συναρτησοειδούς Πυκνότητας, Χρονικά Εξαρτώμενη Θεωρία Συναρτησοειδούς Πυκνότητας Πραγματικού Χρόνου, Καρβύνες, Δικυανοπολυΐνια, MATLAB, NWChem, Σύνολο Βάσης Γκαουσιανού Τύπου, Βελτιστοποίηση Γεωμετρίας, Θεμελιώδης Κατάσταση DFT, Ανάλυση Πληθυσμών κατά Mulliken, Ανάλυση Πληθυσμών κατά Löwdin, Γρήγορος Μετασχηματισμός Fourier, Συχνοτικό Περιεχόμενο, Νανοσύρμα, Οπή, Μεταβίβαση Φορτίου, Μεταβίβαση Οπής
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
60
