A parametric two-mode vibronic model of a dimeric mixed-valence cell for molecular quantum cellular automata and computational ab initio verification

文献情報

出版日 2020-10-14
DOI 10.1039/D0CP03581E
インパクトファクター 3.676
著者

Andrew Palii, Sergey Aldoshin, Shmuel Zilberg


原文を見る

要旨

In this article we propose a two-mode vibronic model of a molecular cell for quantum cellular automata. The molecular cell is represented by a mixed-valence dimeric cluster in which the mobile electron is coupled to two kinds of molecular vibrations. The first type of vibration is represented by the so-called “breathing” modes localized on the redox sites, which are traditionally considered within the Piepho, Krausz and Schatz vibronic model as a source of the trapping effect. The second type includes the “intercenter” vibration, which changes the distance between the redox centers enhancing thus the degree of delocalization in the bonding orbital of the cell. The cell–cell response function as a key characteristic of the cell is evaluated in the framework of the dynamic (quantum-mechanical) solution of the two-mode vibronic problem. To elucidate the physical sense of precise quantum-mechanical results, a more imaginative semiclassical (adiabatic) picture is used. Competitive effects of the two kinds of active vibrations on the cell–cell response function are analyzed and the conditions are established under which a mixed-valence dimer can work as a functioning molecular cell in a quantum cellular automation device. One of the aims of this article was to combine the parametric approach that gives a very common description (that allows the qualitative comparison of properties in a series of compounds) with the ab initio evaluations providing numerical estimations of the parameters involved in the semiempirical approach for a real molecule. Along with the parametric approach the quantum-chemical modelling is used for investigating the cation-radical of the tetramethyleneethane molecule which was shown to belong to the class of strongly delocalized systems. It was demonstrated that an efficient control over the electronic and vibronic parameters can be achieved through the design of its derivatives through a spacer interposed between the two allyl fragments. The strongly conjugated CC spacer was shown to partially block the channel mediating electronic communication so that the molecule becomes strongly localized. The interconnection between the parametric and ab initio approaches is established.

関連文献

Biomimetic CO2 hydration activity of boronic acids

Manju Verma, V. Sai Phani Kumar, Shashi Kumar, Parag A. Deshpande

2021-03-24 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06700H

Mechanism of monolayer to bilayer silicene transformation in CaSi2 due to fluorine diffusion

Akihiro Nagoya, Ritsuko Yaokawa, Nobuko Ohba

2021-04-01 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06644C

Vibrational circular dichroism studies of exceptionally strong chirality inducers in liquid crystals

Mark A. J. Koenis, Valentin P. Nicu, Lucas Visscher, Christian Kuehn, Matthias Bremer, Mireille Krier, Harald Untenecker, Ulmas Zhumaev, Bernd Küstner

2021-04-09 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00854D

The nature of the intermolecular interaction in (H2X)2 (X = O, S, Se)

José Manuel Guevara-Vela, José Luis Casals-Sainz, Evelio Francisco, Aurora Costales, Ángel Martín Pendás, Tomás Rocha-Rinza

2021-04-08 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00047K

57Fe-Enrichment effect on the composition and performance of Fe-based O2-reduction electrocatalysts

Kathrin Ebner, Lingmei Ni, Viktoriia A. Saveleva, Benjamin P. Le Monnier, Adam H. Clark, Frank Krumeich, Maarten Nachtegaal, Jeremy S. Luterbacher, Ulrike I. Kramm, Juan Herranz

2021-03-24 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00707F

Explanation for the conductivity difference of half-Heusler transparent conductors via ionization energy

Mi Zhong, Wei Zeng, Fu-Sheng Liu, Bin Tang, Qi-Jun Liu

2021-03-23 Paper

DOI: 10.1039/D1CP00382H

Revealing the electronic structure, heterojunction band offset and alignment of Cu2ZnGeSe4: a combined experimental and computational study towards photovoltaic applications

Sachin R. Rondiya, Yogesh A. Jadhav, Russell W. Cross, Hirendra N. Ghosh, Thomas E. Davies, Sandesh R. Jadkar, Nelson Y. Dzade

2021-04-01 Paper

DOI: 10.1039/D0CP06143C

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンの主な用途は何ですか?

2-メトキシ-4-(メチルスルフィニル)アミンは、主に医薬品および農薬の製造に使用されます。また、合成化学の一部として研究用材料としても利用されます。

41608-73-52-Methoxy-4-(methyls...
化合物よくある質問

4-溴甲基-3-甲氧基苯甲酸は安全ですか?

安全ではありません。触覚や吸入に注意が必要で、適切な防護具を使用してください。

118684-13-24-(Bromomethyl)-3-me...
化合物よくある質問

4,6-二氯-N-甲基ピラミジンアミンの代替品はありますか?

代替品としては、4,6-二クロロピラミジンアミンや他のピラミジン系化合物が考えられます。ただし、目的と用途によって最適な代替品は異なります。

10397-15-64,6-Dichloro-N-methy...
化合物よくある質問

6-氯-4-甲基-1H-吲哚を含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

6-氯-4-甲基-1H-吲哚の廃棄物は、適切な容器に収集し、密閉して保管します。温度は常温、湿度は低く、直射日光を避けて保管することを推奨します。廃棄処理は専門...

885520-84-36-chloro-4-methyl-1H...
化合物よくある質問

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドについて「に適用される法規ガイドラインは何ですか」

2-フローユロ-4-(トリフルオロメチル)ベンゾイドのCAS番号は207974-08-1です。この化合物はGHS分類で毒性物質と有害な反応物質として分類されます...

207974-08-1[2-Fluoro-4-(trifluo...
化合物よくある質問

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸はどのように保存すればよいですか?

4-ニトロフェニルN-[(ベンゼルオキシルカーボンイル]グリシングリシングリシン酸は、室温で暗所に保管し、乾燥した環境で保存することを推奨します。容器は密閉性の...

19811-64-44-Nitrophenyl N-[(be...
化合物よくある質問

イソデスロラタドリンの代替品はありますか?

イソデスロラタドリンの代替品としては、デスロラタドリンや他の抗ヒスタミン薬が挙げられます。具体的には、デスロラタドリン、ラセカミド、フェルタドリンなどが、症状や...

183198-49-4Iso Desloratadine
化合物よくある質問

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐はどのように合成されますか?

5-甲氧基-1,2,3,4-四氢异喹啉盐酸盐の一般的な合成方法は、メタノール中で5-メトキシ-1,2,3,4-四ヒュドロイソキシンを塩酸で塩化します。この反応で...

103030-69-95-Methoxy-1,2,3,4-te...
化合物よくある質問

4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸についての法規ガイドラインは何ですか?

CAS番号6471-78-9の4-アミノ-5-メトキシ-2-トルエンサルホニック酸は、GHS分類では corrosive(腐食性)と識別されます。EUのREAC...

6471-78-94-Amino-5-Methoxy-2-...
化合物よくある質問

甲基孕酮を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

甲基孕酮の取り扱いは、PPE(個人保護具)の使用が必要な重要な安全事項を伴います。防塵マスク、ゴーグル、手袋を着用することが推奨されます。ドラフトチャンバーを使...

204063-33-22-[(Diphenylmethyl)a...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。