Вплив електричного поля на електронні характеристики молекуль тетрацену та рубрену

Abstract

Виконано квантово-механічні розрахунки електронної будови молекулі тетрацену (C₁₈H₁₂) та її тетрафенільної похідної молекулі рубрену (C₄₂H₂₈) у зовнішнім електричнім полі за методою функціоналу густини. Для обох молекуль досліджено еволюцію значень енергетичних рівнів найвищих заповнених (НЗМО) і найнижчих незаповнених молекулярних орбіталь (ННМО) та форми відповідних хвильових функцій із зміною величини та напрямку поля. Суттєву ріжницю між відповідними електронними хара- ктеристиками обох молекуль знайдено у випадку електричного поля, спрямованого вздовж бічних фенільних груп рубрену: зростаюче значення напружености електричного поля призводить до звуження енергетичної щілини між НЗМО та ННМО, а льокалізація відповідних хвильових функцій у рубрені розподіляється також і на бічних групах.

The influence of uniform external electric field on the electronic characteristics of tetracene (C₁₈H₁₂ ) and rubrene (C₄₂H₂₈) single molecules is studied using density functional method. The evolution of calculated HOMOs and LUMOs energy levels and localization of corresponding wave functions for different strengths and directions of applied field are compared for both rubrene and tetracene molecules. The significant difference in electronic characteristics of these molecules is revealed with the field being applied along the side phenyl groups in rubrene: the growing magnitude of external field leads to the narrowing of the HOMO—LUMO gap of rubrene molecule, and localization of electron density of HOMO and LUMO wave functions is also distributed on the side phenyl groups.

Проведены квантово-механические расчёты электронной структуры молекулы тетрацена (C₁₈H₁₂ ) и её тетрафенильной производной молекулы руб- рена (C₄₂H₂₈) во внешнем электрическом поле методом функционала плотности. Для обеих молекул исследована эволюция значений энергетических уровней верхних заполненных и нижних незаполненных молекулярных орбиталей (ВЗМО и ННМО) и формы соответствующих волновых функций с изменением величины и направления поля. Значительное различие между соответствующими электронными характеристиками обеих молекул найдено в случае электрического поля, направленного вдоль боковых фенильных групп рубрена: возрастающее значение напряжённости электрического поля приводит к сужению энергетической щели между ВЗМО и ННМО, а локализация соответствующих волновых функций в рубрене распределяется также и на боковых группах.