Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Von Quantenpunkt-Nanoringen über kleine Annulene zu Polyacetylen: Eine vollständige Beschreibung der Konfigurationswechselwirkung basierend auf einem erweiterten Hubbard'Su-Schrieffer-Heeger-Modell

Ioan Büldea und Horst Köppel

Von Quantenpunkt-Nanoringen über kleine Annulene zu Polyacetylen: eine vollständige Beschreibung der Konfigurationswechselwirkung basierend auf einem erweiterten Hubbard-Su-Schrieffer-Heeger-Modell

Quantenchemische Ansätze für Moleküle – wie die hier betrachteten Annulene (zyklische Polyene C _N H _N , wobei N eine Ganzzahl ist) – untersuchen normalerweise die Auswirkungen der Elektron-Elektron-Wechselwirkung bei eingefrorenen Molekülgeometrien im Rahmen von Ansätzen, die auf einer (oder wenigen) Slater-Determinante(n) basieren. In der Festkörpergemeinschaft wird Polyacetylen, deren asymptotischer Grenzwert [(CH) _∞ = lim _{N →∞} C _N H _N ], häufig als statisch dimerisierte Kette innerhalb eines Einzelelektronenbildes behandelt (statisches Su-Schrieffer-Heeger-Modell (SSH)). Neuere Studien zu Quantenpunkt -Nanoringen verwendeten SSH-Modelle, die erweitert wurden, um Quantenphononendynamik und Hubbard-artige Elektron-Elektron-Wechselwirkungsterme zu verkörpern, die in einer vollständigen Konfigurationsbeschreibung (CI) exakt behandelt werden. In der vorliegenden Arbeit zeigen wir, dass dieses vollständige CI-erweiterte Hubbard-SSH-Modell eine einheitliche Beschreibung wichtiger Eigenschaften sowohl kleiner Annulene (Cyclobutadien, Benzol und Octatetraen) als auch von Polyacetylen auf der Grundlage einiger N -unabhängiger Modellparameter liefert. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der vollständigen CI-Beschreibung; vorausgesetzt, dass einige wichtige Begriffe beibehalten werden, schließt eine schematische Beschreibung der Wechselwirkung eine vernünftige Beschreibung nicht aus.