Л.Р. Калимуллина*, А.Н. Лачинов*, Г.Ш. Султанбаева**

*Институт физики молекул и кристаллов УНЦ РАН, г. Уфа,

**Башкирский государственный педагогический университет им.М.Акмуллы, г. Уфа

ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА ДИМЕРОВ И ДИМЕРНЫХ КОМПЛЕКСОВ

АРИЛЕНФТАЛИДОВ

Эффекты электронного переключения в тонких пленках

несопряженных полимеров

Электро-люминесценция

(письма в ЖЭТФ-1992)

Электро-оптические

Давлением(Письма в ЖЭТФ –1990)

Магнитным полем(Поверхность – 2006)

Электронное переключение

Электрическим полем

(Synth. Metals – 1991)Облучение частицами

(Письма в ЖТФ –1994)

Изменение граничных условий(Письма в ЖЭТФ-1995)

Термоионизация ловушек

(Synth.metals – 1993)

Электронные, включая нано-

Автополевая эмиссия из полимерной пленки(J. Society Info. Display-2004)

Зарядовая нанопамять(Microelectronic

Engineering –1993)

Размерное квантование(Physics of Low-Dimensional

Structures - 1994)

Сверхпроводимость(Solid State Comm –1994)

Цель работыКвантово-химическое

исследование электронной структуры димеров и димер-димерных комплексов полиариленфталидов

Задачи Оптимизация геометрических

параметров Решение колебательной задачи Визуализация распределения

электронной плотности модельных систем

Оценка энергетических характеристик

Типичные представители

полиариленфталидов

3-хлор-3-(4-дифенилсульфид)-фталилиден 3-хлор-3-фенилфталилиден

3-хлор-3-(4-дифенилоксид)-фталилиден 3-хлор-3-(4-дибензотиофен)-фталилиден

Типичные представители

ариленфталидов

3-хлор-3-(4-дибензофуран)-фталилиден 3-хлор-3-(4-кабразол)-фталилиден

3-хлор-3-(4-дифенил)-фталилиден 3-хлор-3-(4-(N-метилкарбазол))-фталилиден

Квантово-химические методы исследования

Полуэмпирический метод AM1

RHF/6-31G(d)

PBE/3z

Квантово-химические исследования мономеров

3-хлор-3-(4-дифенилсульфид)-фталилиден

HOMO (1) и LUMO (2) По расчетам методом RHF/6-31G(d)

1) 2)

Квантово-химические расчеты димеров

Димер 3-хлор-3-(4-дифенилсульфид)-фталилидена

LUMO, E1=2,05 эВ

LUMO+1,E2=2,30 эВ

HOMO,E3= - 8,27эВ

Квантово-химические расчеты димер-димерных комплексов

Димер-димер-3-хлор-3-(4-дифенилсульфид)-фталилиден

Верхняя занятая молекулярная орбиталь HOMO

LUMO LUMO+1

LUMO+2 LUMO+3

Энергетические характеристики

молекулярных орбиталей (эВ)

Модельная система

EHOMO ELUMO ELUMO+1 ∆ε

Мономер -8,42 2,11 2,54 0,43

Димер -8,27 2,05 2,30 0,25

Димер-димерный комплекс

-8,35 2,14 2,15 0,01

kT=0,03 (при T=298 K)

∆ε =ELUMO+1- ELUMO

Результаты расчетов полной энергии и энтальпии

образованияМодельная система Мономер Димер Димер-

димерный комплекс

AM1 Etotal,Хартри -145,034155 -275,820737 -551,645862

∆H, кДж/моль - -46,2 -11,5

RHF/6-31G(d)

Etotal,Хартри -1771,679014 -3083,304927 -6166,621504

∆H, кДж/моль - -18,1 -30,6

PBE/3z Etotal,Хартри -1777,707207 -3094,783400 -6189,580104

∆H, кДж/моль - -15,6 -34,9

Выводы

• Получены плотности вероятности распределения HOMO и LUMO в модельных системах димеров и димер-димерных комплексов.

• Показано, что локализация LUMO состояний на фталидных группировках имеет большую вероятность.

•По мере усложнения структуры наблюдается тенденция к вырождению нижнего вакантного состояния.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !