В рамках модели Хаббарда в приближении статических флуктуаций вычислен энергетический спектр фуллерена C 70 с учетом различия в длинах связей между неэквивалентными узлами. На основе полученного энергетического спектра смоделирован спектр оптического поглощения в ультрафиолетовом и видимом диа-пазоне. Обнаружено хорошее качественное согласие результата расчетов с экспериментально измеренным спектром поглощения, а также соответствие между экспериментальным и теоретическим значением щели между верхней заполненной и нижней свободной молекулярной орбиталью. DOI: 10.21883/FTT.2017.02.44071.474 ВведениеФуллерены, открытые более 30 лет назад, и сейчас привлекают усиленное внимание исследователей. Это связано с уникальностью их свойств и большими пер-спективами их применения в различных наукоемких областях техники [1]. Электронное строение, а именно энергетический спектр, любой системы несет наиболь-шую информацию о ее свойствах. Знание энергетическо-го спектра позволяет объяснить многие свойства систе-мы, а также сделать предсказания на счет областей воз-можного применения новых материалов. В работах [2][3][4][5][6][7] на примере фуллеренов С 60 , С 70 , С 72 , С 80 и С 82 было по-казано, что электронные и оптические свойства фулле-ренов могут быть последовательно объяснены с привле-чением для вычисления их энергетического спектра мо-дели Хаббарда. Это оправдано тем, что в π-электронной подсистеме, в пределах которой, согласно [8], находит-ся граница между верхней заполненной молекулярной орбиталью (ВЗМО) и нижней свободной молекулярной орбиталью (НСМО), кулоновское взаимодействие элек-тронов на одном узле велико. Оно, согласно результа-там [9,10], может достигать значений до 10 eV.Убедительным свидетельством в пользу подхода, раз-виваемого в [2-7], является следующее. Спектр оптиче-ского поглощения фуллерена С 60 , измеренный в [11], содержит полосы поглощения при 210 и 260 nm, что соответствует переходам между электронными состо-яниями с разностью энергий ∼ 5−6 eV. Это значение порядка ширины зоны π-электронов в фуллеренах, кото-рая была бы в отсутствие кулоновского взаимодействия. Причем, интенсивность поглощения на этих длинах волн в 100−200 раз выше, чем на длинах волн, соответствую-щих видимой и инфракрасной (ИК) области. Последнее указывает на то, что поглощение на длинах волн 210 и 260 nm (5.9 и 4.8 eV) связано с разрешенными по симметрии электронными переходами, а в видимой и ИК областях -с запрещенными, которые становятся разрешенными из-за температурных искажений. Отме-тим, что наши расчеты не являются расчетами ab initio, а точные значения вероятности перехода (и степень их отличия от нуля) требуют точного знания волновых функций соответствующих состояний и вычисления на их основе матричных элементов переходов. Поэтому наши утверждения, что интенсивность переходов на длинных волнах в 100−200 раз ниже, являются чи-сто феноменологическими и основываются на экспери-ментальных данных [11,12]. Симметрия фуллерена С 60 (группа симметрии I h ) такова, что в его энергетическом спектре, полученном в рамках класс...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.