Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Научная проблема, на решение которой направлен проект, связана с выявлением роли молекулярных орбиталей, содержащих перекрывающиеся d-атомные орбитали (АО), в электронной проводимости одиночных кластеров переходных металлов. За отчетный 2022 год были проведены теоретические исследования: моноатомных цепочек, состоящих из атомов M=Li, Al, Ti, Cu, Ag, Au и Pt, бесконечных и имеющих ограниченную длину (6 атомов), и систем M6–X–M6 (M= Li, Ti, Al), где X-молекула, внедренная в указанные моноатомые цепочки. В качестве X были выбраны: модельные кластерные молекулы CunHn (n=3-6), которые рассматриваются в качестве аналогов для ароматических углеводородов; тетраацетат молибдена Mo2(O2CCH3)4, представляющий молекулы с четверными связями; молекулярный кластер Mo6S8, являющийся одним из строительных блоков фаз Шевреля. Все рассматриваемые молекулы характеризуются перекрывающимися d-АО. Основные результаты исследования: - обнаружено, что внедренные молекулы в M6–X–M6 уменьшают транспорт электронов по сравнению с транспортом электронов через моноатомные цепочки M6–M6. В связи с этим, внедренные молекулы можно рассматривать в качестве дефектов, нарушающих транспорт электронов; - показано, что при расстояниях между атомами молекулы и электродов близких к сумме Ван-дер-Ваальсовских радиусов функция T(E) лучше всего выявляет роль молекулярных орбиталей молекулы X в электронном транспорте; - на примере модельной системы M6-Cu3H3-M6 показано, что молекулярная орбиталь, характеризующаяся перекрытием 3dσ AO от трех атомов Cu (3dσ, 3dσ, 3dσ - перекрытие), как канал, дает больший вклад в пропускание электронов по сравнению с другими молекулярными орбиталями, характеризуемые перекрытием 3dπ AO от трех атомов Cu (3dπ, 3dπ, 3dπ- перекрытие); - в отличие от систем CunHn, на примере системы M6-Mo2(O2CCH3)4-M6 (M = Li, Al и Ti) показано, что МО с σ/σ*-, π/π*-, δ/δ*- перекрываниями 4d AO Mo не вносят значительного вклада в транспорт электронов; - на примере системы Al6-Mo6S8-Al6 показано, что транспорт электронов через кластер будет более эффективным, если Mo6S8 будет координироваться атомами серы к атомам электродов. В этом случае значения функции пропускания T(E) на энергетическом уровне Ферми увеличиваются примерно в 75 раз. Результаты опубликованы в двух статьях и двух тезисах конференций: 1. Рыжиков М.Р., Козлова С.Г. “Транспорт электронов через молекулу Mo6S8 в системе электрод-кластер-электрод: влияние удаленности и ориентации кластера по отношению к электродам”// ЖСХ. 2022. Т.63, №11. N. 100779. https://doi.org/10.26902/JSC_id100779 2. Arentov D.O., Ryzhikov M.R., Kozlova S.G. "The Role of Quadruple Bonding in the Electron Transport through a Dimolybdenum Tetraacetate Molecule"//Molecules. 2022. V.27. N. 6912. https://doi.org/10.3390/molecules27206912 3. Mirzaeva I.V., Kozlova S.G. "Theoretical Study of Con-ductance through Monoa-tomic Nanowires"//X International Voevodsky Conference “Physics and Chemistry of Elementary Chemical Processes.Novosibirsk, Russia.5–9 сентября, 2022 г. Book of abstracts. p. 223. Oral talks (устный доклад). http://vvv2022.com/index.php/program/list-of-participants 4. Мирзаева И.В., Козлова С.Г. "Моделирование строения и транспортных свойств моноатомных нанопроволок с учетом релятивистских эффектов" // XXXIV Симпозиум «Современная химическая физика»г. Туапсе, Россия.16–25 сентября 2022 г. Сборник тезисов. с. 110. (Устный доклад). http://www.chemicalphysics.ru

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Методом неравновесной функции Грина на базе теории функционала плотности исследован электронный транспорт в системах: - Al6--Al6 (моноатомная цепочка из 12 атомов алюминия с управляемым разрывом между цепочками из шести атомов алюминия); - Al6-(Mo6Q8)-Al6 (Q = S, Se, Te) (кластер Mo6Q8 внедрен в цепочку Al6--Al6); - electrod-{Pt2(ONCCH3)2(NH3)4}-electrod (молекула Pt2(ONCCH3)2(NH3)4 внедрена между электродами, представляющими либо моноатомную цепочку из атомов платины Pt3--Pt3, либо объемные платиновые электроды); - цепочки из шести атомов Cu6, Ag6, Au6 и Pt6, соединяющие объёмные электроды из того же металла. Общим результатом для всех систем оказалось то, что на транспортные свойства всех молекул оказывают влияние особенности электронного строения электродов (геометрия электродов, плотность электронных состояний, симметрия орбиталей). Молекулы, расположенные между электродами, могут рассматриваться в качестве фильтров, управляемых наложением электрических потенциалов на электроды и молекулу. Разработан методический подход к поиску условий, при которых происходит совпадение энергий молекулярных орбиталей (МО) систем electrod-{molecule}-electrod с особенностями функций пропускания (T(E)). Разработанный подход позволяет связывать характеристики функций T(E) с электронным строением МО и химическим составом молекул, что дает дополнительные возможности по управлению транспортом электронов через молекулу.