Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

A grand-canonical framework for ground and excited state properties of molecules with electron number fluctuations

Alternativ tittel: Eit storkanonisk rammeeverk for grunn- og eksitert-tilstands eigenskaper for molekyl med variasjon i elektrontal.

Tildelt: kr 7,6 mill.

I søken etter å lage stadig mindre elektroniske einiger har ein retta søkelyset mot elektroniske komponenter som utnytter molekyler som byggjeblokker. I motsetning til tradisjonelle makroskopiske faststoffeininger så har molekyl mange fascinerande og potensielt nyttege trekk. Spesielt så er det interessant om vi kan bruke molekylet som ein bryter for å sette i gang transport ved hjelp av lys, noko vi kan kalle lysaktivert transport. Teoretisk sett så kan vi få informasjon om korleis distribusjonen av elektroner i molekyl oppfører seg ved å finne ei (tilnærma) løysing, kalla bølgefunksjonen, til den elektroniske Schrödinger-likninga for molekylet. Vanlegvis ser vi på molekyl eller molekylære system som har eit fastsatt elektrontal, altså det vi kaller eit elektronbevarande system. Hovudføremålet med dette prosjektet er å utvikle eit teoretisk rammeverk, basert på bølgefunksjoner, til å kunne skildre eigenskaper til molekyl som er involvert i elektrontransport. Dette krever at prosjektet utvikler bølgefunksjonsmodeller der elektrontalet ikkje er fastsatt. Den utvikla teorien vil kunne nyttast til å skildre molekyler som er lyseksiterte, altså som har absorbert energi i form av lys. Teorien utvikla i prosjektet er retta mot skildring av molekyl involvert i elektrontransport, og spesifikt korleis ein kan bruke lys til å kontrollere desse prosessane.

The overarching goal of the proposed project is establish a grand-canonical wave function based molecular electronic-structure theory for molecules with fluctuating number of electrons. Although the term grand-canonical is used, it is not considered in connection to equilibrium situations in statistical mechanics, but rather a formal device to achieve electron number fluctuations. The proposed grand-canonical framework will be achieved by exponential unitary transformations of a electron number conserving reference wave function. The parametrization allows for net flow of charge while still being unitary. The introduced parametrization through a unitary transformation preserves its analogy with standard electronic-structure methods of number conserving wave functions, and enables extension to the well-established framework of response theory. The approach proposed in the project will have significance for several areas of application, but in this three-year project I will focus on establishing the framework with applications to molecules involved in electron transport processes. A major theoretical challenge for transport across molecules is the comprehensive treatment of the interaction between the molecule and light. The description and prediction of photoinduced transport processes will enable a new playground for photoactivated control of transport properties through molecules. Hence, these processes serve as suitable and timely driving forces for the initial developments of the grand-canonical wave function proposed in this project.

Aktivitet:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek