Роль зарядового стану молекули і зовнішнього електричного поляу функціонуванні молекулярних перемикачів на основі спіропірана

Автори О.А. Коваленко1, П.О. Кондратенко2 , Ю.М. Лопаткін1
Приналежність

1Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

2Національний авіаційний університет, пр. Космонавта Комарова, 1, 03680 Київ, Україна

Е-mail olha.kovalenko@ssu.edu.ua
Випуск Том 10, Рік 2018, Номер 3
Дати (Одержано 05.03.2018; опубліковано online 25.06.2018
Посилання О.А. Коваленко, П.О. Кондратенко, Ю.М. Лопаткін, Ж. нано- електрон. фіз. 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,
Ключові слова Молекулярний перемикач (3) , Перетворення молекул в зовнішньому електричному полі, Спіропіран (3) , Мероціанін (3) .
Анотація

В роботі проведені дослідження геометричної структури і енергії електронної системи молекул спіропірана і мероціаніна в електронейтральної формі, а також в катіонній та аніонной формі в присутності зовнішнього електричного поля (від –0,02а.о. до +0,02а.о.) з використанням квантово-механічних методів. Досліджено також молекули спіропірана і мероціаніна з приєднаним атомом водню до атома азоту або кисню. Показано, що приєднання атома водню до атома азоту викликає розрив зв'язку N-Cspiro, а приєднання до атому кисню - розрив зв'язку O-Cspiro. В обох випадках такий розрив супроводжується sp3 → sp2 перегібрідизацією атомних орбіталей спіроатома. Показано, що в електричному полі   +0,01 а.о. правий і лівий фрагменти катіона мероціаніна одночасно розгортаються на 90о, розриваючи єдину π-електронну систему. Виявлено, що в електричному полі   +(0,01-0,02)а.о. молекула спіропірана з приєднаним до атому кисню атомом водню перетворюється в молекулу мероціаніна.

Перелік посилань