Роль зарядового состояния молекулы и внешнего электрического поляв функционировании молекулярных переключателей на основе спиропирана

Автор(ы) О.А. Коваленко1, П.А. Кондратенко2 , Ю.М. Лопаткин1
Принадлежность

1Сумский государственный университет, ул. Римского-Корсакова, 2, 40007 Сумы, Украина

2Национальный авиационный университет, пр. Космонавта Комарова, 1, 03680 Киев, Украина

Е-mail olha.kovalenko@ssu.edu.ua
Выпуск Том 10, Год 2018, Номер 3
Даты Получено 05.03.2018; опубликовано online 25.06.2018
Ссылка О.А. Коваленко, П.А. Кондратенко, Ю.М. Лопаткин, Ж. нано- электрон. физ. 10 № 3, 03023 (2018)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.10(3).03023
PACS Number(s) 31.10. + z, 31.15. – p, 31.15.bu, 33.15.Dj, 33.15.Hp,
Ключевые слова Молекулярный переключатель, Преобразование молекул во внешнем электрическом поле, Спиропиран, Мероцианин.
Аннотация

В работе проведены исследования геометрической структуры и энергии электронной системы молекул спиропирана и мероцианина в электронейтральной форме, а также в катионной и анионной форме в присутствии внешнего электрического поля (от – 0,02 а.е. до +0,02 а.е.) с использованием квантово-механических методов. Исследованы также молекулы спиропирана и мероцианина с присоединенным атом водорода к атому азота или кислорода. Показано, что присоединение атома водорода к атому азота вызывает разрыв связи N-Cspiro, а присоединение к атому кислорода − разрыв связи O-Cspiro. В обоих случаях такой разрыв сопровождается sp3 → sp2 -перегибридизацией атомных орбиталей спироатома. Показано, что в электрическом поле Е = +0,01 а.е. правый и левый фрагменты катиона мероцианина одновременно разворачиваются на 90°, разрывая единую -электронную систему. Обнаружено, что в электрическом поле E  +(0,01-0,02) а.е. молекула спиропирана с присоединённым к атому кислорода атомом водорода превращается в молекулу мероцианина.

Список литературы