Vol. 52 (2016), Issue 6, p. 66-73

Нелинейная динамика локализации электрона в 4-центровых кластерах линейного и циклического типа во внешнем электрическом поле

Abstract

УДК 538.9+539.189.1

Предложена квантово-механическая модель для описания динамической локализации обобществленного электрона в тетрамерном кластере во внешнем низкочастотном электрическом поле с учетом электрон-колебательного взаимодействия. Получена система дифференциальных уравнений относительно временных зависимостей амплитуд вероятности локализации электрона на каждом из центров тетрамера. Предложенная модель применяется для описания тетрамеров линейной и циклической (плоско-квадратной) конфигураций. Для обоих типов конфигурации тетрамера выполнены численные расчеты при различных значениях модельных параметров. Внимание акцентировано на тетрамерах, в которых центры являются туннельно-слабосвязанными, а электрон-колебательная связь с лигандным окружением на каждом из центров существенна. Выявлена управляющая роль электрического поля, варьирование амплитуды и частоты которого позволяет реализовывать в кластере различные режимы электронной локализации, регулируя длительность полной локализации электрона на кластерных центрах и переключая кластер между состояниями с локализованным и делокализованным электроном.

Ключевые слова: тетрамерный кластер, динамика локализации электрона, электрическое поле, электрон-колебательное взаимодействие, лигандное окружение.

The paper presents a quantum-mechanical model to describe the electron localization dynamics in a tetra-meric cluster under the external low-frequency electric field, taking into account the electron-phonon coupling. A system of differential equations concerning the time-dependent amplitude of the electron localization proba-bility at each of the tetramer centers has been developed. The proposed model is used to describe the tetramers of the linear and cyclic (square-planar) configurations. For both types of the tetramer configuration the numerical calculations were performed at the various values of the model parameters. At the same time, this study focuses on the tetramer in which the centers are weakly tunnel-coupled and the electron-vibrational interaction with the ligand environment at each of the centers is essential. A regulating role of the electric field has been identified, the variation of the amplitude and frequency of which allows to implement different electron localization regimes in a cluster by adjusting the duration of the full localization of an electron on the cluster centers and switching a cluster between the states with the localized and delocalized electron.

Keywords: tetrameric cluster, electron localization dynamics, electric field, electron-vibrational interaction, ligand environment.

Download full-text PDF. 2660 downloads

Menu

Vol. 52 (2016), Issue 6, p. 66-73

Нелинейная динамика локализации электрона в 4-центровых кластерах линейного и циклического типа во внешнем электрическом поле

Abstract