Моделирование направленных взаимодействий в органических адсорбционных слоях

• Автор: Акименко, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Самоструктурирующиеся органические адсорбционные монослои

1.1 Межмолекулярные взаимодействия

1.2 Взаимодействия с поверхностью

1.3 Самосборка органических молекул на поверхности твёрдого тела .

Глава 2. Обзор используемых методов

2.1 Модель решёточного газа (МРГ) и особенности её исследования .

2.1.1 Метод Монте-Карло

2.1.2 Метод трансфер-матрицы

2.1.3 Заключение

2.2 Дополнительные методы
2.2.1 Теория функционала плотности (ТФП)
2.2.2 Метод молекулярной динамики
Глава3. Исследование поведения моно- и ди-карбоксифенил замещённых порфиринов на поверхности Аи(111)
3.1 Исследование поведения 5-(4-карбоксифенил)-10,15,20-три(3,5-ди-трет-бутилфенил) порфирина (СаТВРР) на поверхности Аи( 111) .
3.1.1 Анализ и оптимизация геометрии молекулы СаТВРР на по-верхно сти Аи( 111)
3.1.2 Расчёт энергий взаимодействия в парных конфигурациях молекул СаТВРР

3.2 Исследование поведения 5, 15-бис (4-карбоксифенил)-10, 20-бис (3, 5-ди-трет-бутилфенил) порфирина (^апэ-ВСаТВРР) на поверхности Аи(111)
3.2.1 Оптимизация геометрии молекулы Ітат-ВСаТВРР и расчёт энергий межмолекулярного взаимодействия в парных
конфигурациях на поверхности Аи(111)
3.3 Исследование поведения 5,10-бис (4-карбоксифенил)-15,20-бис (3,5-ди-трет-бутилфенил) порфирина (аэ-ВСаТВРР) на поверхности Аи(111)
3.3.1 Оптимизация геометрии молекулы сів-ВСаТВРР и расчёт энергий межмолекулярного взаимодействия внутри различных парных конфигураций на поверхности Аи(111)
3.4 Заключение
Глава 4. Моделирование влияния взаимодействий «адсорбат-адсорбат» на поведение адсорбционного слоя
4.1 Общая модель с учётом направленных взаимодействий
4.2 Модель моноцентровой адсорбции с одной функциональной группой
4.2.1 Модель
4.2.2 Анализ основного состояния
4.2.3 Методы
4.2.4 Результаты и обсуждение
4.3 Модель моноцентровой адсорбции с двумя функциональными группами в транс положениях
4.3.1 Модель
4.3.2 Анализ основного состояния
4.3.3 Методы
4.3.4 Результаты и обсуждение
4.4 Модель моноцентровой адсорбции с двумя функциональными группами в цис положениях

4.4.1 Модель
4.4.2 Анализ основного состояния
4.4.3 Результаты и обсуждение
4.5 Решёточная модель моноцентровой адсорбции молекул с тремя функциональными группами
4.5.1 Построение модели
4.5.2 Анализ основного состояния
4.5.3 Исследование модели
4.6 Заключение
Заключение
Список используемой литературы

2.2 Дополнительные методы
Обычно, исследуя решёточные модели, производят варьирование её параметров, т. е. исследуют модель в общем виде. Выделяя качественно различающиеся случаи, делают предположения о механизмах процессов, которые имеют место в реальной адсорбционной системе. Однако, такой подход даёт весьма грубое представление о поведении конкретной системы и больше подходит для изучения абстрактных моделей, которые значительно оторваны от реальности и служат для качественного изучения поведения интересующего класса реальных систем.
В некоторых случаях решёточная модель имеет слишком большое количество параметров и исследовать её в общем виде не представляется возможным. Кроме того, если она построена на основе конкретной реальной системы, научный интерес представляет лишь узкая область параметров, которая в большинстве случаев заранее не известна. Для её нахождения можно использовать дополнительные методы. Например, один из самых широко применяемых и универсальных методов квантовой химии - метод функционала плотности (ФП).
2.2.1 Теория функционала плотности (ТФП)
Известно, что получить точное решение уравнения Шрёдингера (УШ) [55] для многоэлекторнных систем не удаётся, в связи с чем приходится прибегать к использованию приближенных методов, например метода самосогласованного поля. Суть указанного метода заключается в сведении многочастичной задачи к одночастичной, путем вычисления некоторого усреднённого поля В 1927 году Д. Хартри предложил метод приближенного решения УШ с использованием идей о самосогласованном поле. Позже идеи были развиты В. А. Фоком, который для учёта асимметрии волновой функции использовал детерминант Слэте-ра. Так появился один из самых широко используемых (его современные модификации) в настоящее время квантовомеханических методов - метод Хартри-Фока. Его главным недостатком является требовательность к вычислительным