Оптичні та нелінійно оптичні властивості π-спряжених олігомерів в локальній теорії зв'язаних кластерів

Abstract

Розроблено, програмно реалізовано (пакет HELIOS), та тестовано новий π електронний квантово-хімічний підхід, що оснований на PPP варіанті нерелаксованого локального методу зв'язаних кластерів (cue CCSD). Продемонстровано високу ефективність методу cue CCSD при описі електронних (зарядовий розподіл, індекси реакційної здатності), оптичних (поляризовності, енергії електронних переходів) та нелінійно-оптичних (перші та другі гіперполяризовності) властивостей широкого ряду π-спряжених вуглеводнів (від квазіодновимірних систем до наносистем). Отримано граничні значення дипольних моментів, поляризовностей, перших та других гіперполяризовностей транс-полієнів, поліінів, конденсованих та неконденсованих поліфульвенів, полікаліценів, лінійних поліаценів, полібензоциклобутадієнів, полі(пара-хінодіметанів), поліфеніленвеніленів та полістільбенів. Отримані граничні значення енергій найнижчого дозволеного електронного переходу для полієнів та поліфульвенів. Продемонстровано неспроможність квантово-хімічних методів, що повсюдно використовуються (зокрема HF та MP2) для оцінки нелінійно-оптичних молекулярних параметрів π-спряжених систем. Запропоновано новий клас органічних сполук (некласичні «push-pull» системи), що можуть проявляти значну ефективність в генерації других та третіх гармонік.