Elektronové vlastnosti polysilylenů studované výpočty na oligomerech v různých konformacích

Abstract

Polysilyleny jsou materiály, které mají aplikační potenciál jako aktivní vrstvy v elektronice, opticky aktivní elementy, foto- a elektronové rezisty, makroiniciáotry, prekurzory v keramice apod. Jejich vlastnosti jsou značně ovlivněny konformací hlavních řetězců, protože jejich (sigma)-elektrony jsou konjugovány, a proto jakákoliv změna v konformaci vyvolá odpovídající změnu v (sigma)-konjugaci a tím změnu v celkových elektronových vlastnostech materiálu. Jedním z faktorů, který dozajista způsobuje tyto změny, je konformační defekt na řetězci, který může být tvořen například jeho ohybem. Ohyby hlavních řetězců jsou nevyhnutelnou součástí polymerů a slouží jako místa, která umožňují poskládání řetězců do uspořádaných struktur nebo naopak, zvětšují nahodilou neuspořádanost. Disertační práce se zabývá teoretickým popisem elektronových vlastností alkyl- a aryl-substituovaných oligosilylenů, které jsou značně závislé na strukturním uspořádání jejich křemíkového řetězce. Hlavním cílem práce je modelování konformačního defektu, který je reprezentován ohybem v řetězci. Konformačně narušené řetězce byly studovány z hlediska excitačního procesu, a to v neutrálních molekulách a ionech (modelujících polarony). Dále byl uvažován příspěvek nevazebných interakcí ke stabilizaci ohybu, čímž bylo posouzeno, zda je možné, aby se tento ohyb vyskytoval v reálných řetězcích polysilylenů. Pro popis geometrie a elektronových vlastností byla použita teorie funkcionálu hustoty, přičemž výpočty byly aplikovány na několik sad oligosilylenových struktur až do velikosti tridekameru a to s vloženým ohybem řetězce i bez něj. Nezbytnou součástí práce byly také studie konformací, které byly provedeny na tetrasilylenech s různými vedlejšími skupinami, jejichž výběr směřoval k polydimethylsilylenu, polycyklohexylmethylsilylenu a především k polyfenylmethylsilylenu, jakožto k nejčastěji experimentálně studovaným polysilylenům. Tato disertační práce byla vypracována jako tematicky uspořádaný soubor uveřejněných prací s průvodním textem.