Τμήμα Φυσικής
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών

2023-10-17

2023

Μόρφης Ανδρέας

Κωνσταντίνος Σιμσερίδης, Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Φυσικής ΕΚΠΑ
Γεώργιος Τριμπέρης, Ομότιμος Καθηγητής Τμήματος Φυσικής ΕΚΠΑ
Γεώργιος Παπαϊωάννου, Αφυπηρετήσας Καθηγητής Τμήματος Φυσικής ΕΚΠΑ
Βλάσιος Λυκοδήμος, Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήματος Φυσικής ΕΚΠΑ
Φοίβος Μαυρόπουλος, Καθηγητής Τμήματος Φυσικής ΕΚΠΑ
Νικόλαος Στεφάνου, Καθηγητής Τμήματος Φυσικής ΕΚΠΑ
Δήμητρα Τζέλη, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Τμήματος Χημείας ΕΚΠΑ

Μεταβίβαση φορτίου σε νανοσύρματα καρβυνών και DNA

Ελληνικά

Μεταβίβαση φορτίου σε νανοσύρματα καρβυνών και DNA

Ο όρος «μεταβίβαση φορτίου» αναφέρεται στην ενδομοριακή ή διαμοριακή μετακίνηση ηλεκτρικών φορέων (ηλεκτρονίων ή οπών) απουσία εξωτερικού δυναμικού· μία οπή ή ένα έξτρα ηλεκτρόνιο που δημιουργείται ή εγχέεται αρχικά σε μια τοποθεσία μοριακού συστήματος κινείται αυθόρμητα προς άλλες ενεργειακά ευνοϊκότερες γειτονικές θέσεις. Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή επιχειρεί να αποτελέσει μια συστηματική υπολογιστική μελέτη των ιδιοτήτων της μεταβίβασης φορτίου σε μικρού μήκους πολυμερικές αλυσίδες DNA και καρβυνών με την ανάπτυξη κατάλληλης μεθοδολογίας από πρώτες αρχές: η κατανόηση της μεταβίβασης φορτίου στο DNA είναι σημαντική για ποικίλες βιολογικές διεργασίες, καθώς και τεχνολογικές εφαρμογές, ενώ οι καρβύνες, ως ιδανικά μονοδιάστατα νανοσύρματα άνθρακα, παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για θεωρητική μελέτη και τις πιθανές εφαρμογές τους. Επιπλέον, διερευνώνται τα όρια εφαρμογής της ημιεμπειρικής μεθόδου Ισχυρής Δέσμευσης (Tight Binding, TB) με την εισαγωγή νέων εξειδικευμένων παραμετροποιήσεων για τα υπό μελέτη συστήματα, οι οποίες εξάγονται από υπολογισμούς με βάση τη Θεωρία Συναρτησιακού Πυκνότητας (Density Functional Theory, DFT) έπειτα από κατάλληλους μετασχηματισμούς. Η ενσωμάτωση της ανάλυσης φορτίου Löwdin στον κώδικα της μεθόδου ΧρονοΕξαρτημένου Συναρτησιακού Πυκνότητας Πραγματικού Χρόνου (Real-Time Time-Dependent Density Functional Theory, RT-TDDFT), η οποία δίνει τη χωροχρονική εξέλιξη της ηλεκτρονιακής πυκνότητας από μια αρχική κατάσταση, οδηγεί σε σημαντική βελτίωση της εικόνας των ταλαντώσεων φορτίου. Μια ενδελεχής μελέτη της μεταβίβασης φορτίου σε απομονωμένα επίπεδα ζεύγη βάσεων και μονομερή DNA με «ρεαλιστικές» γεωμετρίες, καθώς και σε όλα τα δυνατά διμερή, έχει ως αποτέλεσμα τη χρονική εξέλιξη του φορτίου και της διπολικής ροπής από όπου εξάγονται όλα τα χαρακτηριστικά μεγέθη των ταλαντώσεων: πλάτος, συχνότητα, μέγιστο ποσοστό και μέσος ρυθμός μεταβίβασης φορτίου. Ακόμη, σε μια συνδυαστική μελέτη Μοριακής Δυναμικής (Molecular Dynamics, MD) και RT-TDDFT, διαπιστώνεται η σημαντική επίδραση των δομικών μεταβολών στη μεταβίβαση φορτίου των διμερών AA και GG τα οποία απαρτίζονται από ίδια μονομερή. Επίσης, εξάγονται οι ιδιότητες της μεταβίβασης φορτίου των κουμουλενικών και πολυυνικών ατομικών αλυσίδων άνθρακα με απλουστευμένη δομή, καθώς και των αντίστοιχων βελτιστοποιημένων γεωμετριών. Τέλος, μελετώνται οι ταλαντώσεις φορτίου στο δακτύλιο άνθρακα C18 λαμβάνοντας υπόψη τις δονήσεις μηδενικού σημείου με μια τεχνική δειγματοληψίας Monte Carlo (MC) και συγκρίνονται με αυτές της «στατικής» κουμουλενικής και πολυυνικής διαμόρφωσης ισορροπίας, αντίστοιχα.

Θετικές Επιστήμες

μεταβίβαση φορτίου, ταλαντώσεις φορτίου, νανοσύρματα, καρβύνες, αλυσίδες άνθρακα, κυκλοάνθρακες, δεσοξυριβονουκλεϊκό οξύ

Όχι

0

Ναι

275

232

Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο έως 2026-10-18.

https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/3361261