ИСТИНА

Низколежащие электронные термы углеводородов [C8]qM (q=3,4,5,6) были рассчитаны методом CASSCF и методом функционала плотности (B3LYP). Углеводороды [Cn]qM представляют собой нанотрубки (n,0), замкнутые на одном конце (граница Фуджита) n, а на другом конце (граница Кляйна) 2n атомами водорода, и имеют симметрию Cnv; q задает число конденсированных бензольных колец вдоль главной оси фрагмента. Все системы [Cn]qM при произвольных n и q имеют специфический набор n одноэлектронных состояний, локализованных на концах НТ либо делокализованных в зависимости от симметрии орбиталей. В рамках метода Хюккеля все эти n состояний вырождены и находятся на уровне Ферми. Системы [C8]qM имеют 8 с таких состояний, 5 из которых (a1, e1, e2) локализованы на границе Кляйна, а три (e3 и b1) – на границе Фуджита. Данные МО были включены в активное пространство метода CASSCF. Низколежащие электронные состояния имеют ярусную структуру, которая может быть интерпретирована, как взаимодействие гипотетических магнитных состояний, локализованных на разных концах НТ. Низшее состояние для всех q имеет мультиплетность 9 (9B2), которое реализует ферромагнитный тип спаривания магнитных состояний концов НТ. Низшие возбужденные состояния получаются при других схемах спаривания спинов, которые могут быть приблизительно описаны гамильтонианом Гейзенберга. Расщепления энергий внутри яруса убывает с увеличением q. Результаты CASSCF расчетов качественно согласуются с результатами расчетов неограниченным методом функционала плотности (B3LYP) с нарушенной симметрией орбиталей. (Broken-symmetry unrestricted DFT), которые также указывают на ферромагнитное основное состояние. Синтез подобных фрагментов НТ с ассиметричными границами перспективен для развития наноразмерных устройств с магнитными свойствами. Благодарность Работа поддержана РФФИ (грант № 10-03-00665).