Show simple item record

Modeling and analysis of fundamental properties of sumanene

dc.contributor.advisorŠetrajčić, Jovan
dc.contributor.advisorJaćimovski, Stevo
dc.contributor.otherRakić, Srđan
dc.contributor.otherŠetrajčić, Jovan
dc.contributor.otherJaćimovski, Stevo
dc.contributor.otherSajfert, Vjekoslav
dc.creatorArmaković, Stevan
dc.date.accessioned2015-12-29T11:18:26Z
dc.date.available2015-12-29T11:18:26Z
dc.date.available2020-07-03T13:44:25Z
dc.date.issued2014-10-16
dc.identifier.urihttp://www.cris.uns.ac.rs/DownloadFileServlet/Disertacija140506454056974.pdf?controlNumber=(BISIS)89484&fileName=140506454056974.pdf&id=2432&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urihttp://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/1770
dc.identifier.urihttp://www.cris.uns.ac.rs/record.jsf?recordId=89484&source=NaRDuS&language=srsr
dc.identifier.urihttp://www.cris.uns.ac.rs/DownloadFileServlet/IzvestajKomisije140506455164312.pdf?controlNumber=(BISIS)89484&fileName=140506455164312.pdf&id=2433&source=NaRDuS&language=srsr
dc.description.abstractU  disertaciji  je  sprovedeno  teorijsko  istraživanje  fizičko-hemijskih  svojstava elektronskog podsistema molekula sumanena. Proračuni su sprovedeni u okvirima DFT i TDDFT  teorije  sa  B3LYP  funkcionalom  i  6-31Gd,  6-31Gdp i  6-31++Gdp  bazisom.  Za  sve proračune  u  okvirima  navedenog  nivoa  teorije,  korišćen  je  softverski  paket  Gaussian03. Ispitana  su:  strukturna  i  optička  (zajedno  sa  nelinearnim)  svojstva  sumanena  i  njegovih derivata dobijenih modifikovanjem sa atomima bora iazota, aromatična i inverziona svojstva svojstva  sumanena  i  njegovih  derivata,  adsorpciona  svojstva  sumanena  prema  molekulima H2, CO, CO2 i NH3 i uticaj spoljašnjeg električnog polja na svojstva sumanena. Prema  dobijenim  rezultatima,  fundamentalna  fizičko-hemijska  svojstva  molekula  sumanena mogu se efikasno i fino podešavati supstitucijom i disupstitucijom hetero-atomima bora  i  azota.  Dubina  i  inverziona  barijera  sumanena se  na  ovaj  način  može  menjati  u  oba smera.  Pokazalo  se  da  su  ova  dva  parametra  u  korelaciji,  s  obzirom  da inverziona  barijera skoro potpuno zavisi od dubine sumanena. Slično je i sa aromatičnim svojstvima prstenova, koja se u zavisnosti od broja uvedenih hetero-atomamenja od aromatične preko nearomatične do antiaromatične prirode. Optička svojstva su, pomenutim modifikacijama, takođe značajno poboljšana: apsorpcioni pikovi kod UV/Vis spektra se pomeraju ka vidljivoj oblasti, dok je hiperpolarizibilnost  sumanena  i  derivata  sa  jednim  atomom  bora  viša  od  referentnog molekula uree, respektivno, 9 i 49 puta. Prema dobijenim rezultatima, adsorpciona svojstva sumanena su veoma kompetitivna sa  ostalim  organskim  molekulima  kao  što  su  ugljenične  nanotube  i  fuleren  C60,  usled postojanja  značajnog  dipolnog  momenta  zbog  specifične  geometrije.  Posebno  se  ističu pozitivna adsorpciona svojstva prema molekulima H2  i CO. Dok je prvo pomenuti bitan sa energetskog  aspekta,  specifičnost  drugog  molekula  se  ogleda  u  činjenici  da  ne  može  biti adsorbovan od strane ugljeničnih nanotuba.  Potencijal sumanena, posebno u oblasti organske elektronike, dodatno ističu i rezultati ispitivanja  uticaja  spoljašnjeg  električnog  polja.  Naime,  dobijeni  rezultati  ukazuju  da  se specifična  (posebno  adsorpciona)  svojstva  sumanena  mogu  dodatno  poboljšati  primenom slabog, i eksperimentalno lako ostvarljivog, električnog  polja, jer se intenzivira razdvajanje naelektrisanja.sr
dc.description.abstractTheoretical  investigation  of  physicochemical  properties  of  electron  subsystem  of sumanene  molecule  has  been  conducted  in  this  doctoral  work.  Calculations  are  performed within DFT and TD-DFT with B3LYP functional and 6-31Gd, 6-31Gdp i   6-31++Gdp basis sets. For all calculations, on the mentioned level of theory, Gaussian03software package was used.  Investigation  encompassed:  structural   and  optical  (including  nonlinear)  properties  of sumanene  and  its  derivatives  obtained  by  modification  with  boron  and  nitrogen  atoms, aromatic and bowl to bowl inversion properties of sumanene and its derivatives, adsorption properties of sumanene towards H2, CO, CO2 i NH3 molecules and the influence of external electric field to the properties of sumanene. According to obtained results, fundamental physicochemical properties of sumanene molecule could be efficiently and finely adjusted with the monosubstitution and disubstitution with  hetero-atoms  of  boron  and  nitrogen.  Bowl  depth and  bowl  to  bowl  inversion  barrier could  be  tuned  in  both  directions.  It  was  demonstrated  that  these  two  parameters  are correlated, since bowl to bowl inversion barrier principally depends on the fourth power of bowl  depth.  Similar  situation  is  with  aromatic  nature  of  sumanene  rings,  which  change, depending  on  the  number  of  introduced  boron  and  nitrogen  atoms,  from  aromatic  through non-aromatic  towards  anti-aromatic  nature.  Thanks  to  mentioned  modifications,  optical properties  are  improved  as  well:  absorption  peaks  in  UV/Vis  spectra  shift  towards  visible area,  while  hyperpolarizabilities  of  sumanene  and  its  derivative  containing  one  boron  atom are higher than hyperpolarizability of referent molecule of urea, respectively, 9 and 49 times.  Thanks  to  significant  dipole  moment  due  to  the  specific  geometry,  nvestigated  adsorption properties of sumanene are very competitive to the other  organic molecules such as carbon nanotubes and fullerene C60. Positive adsorption properties of sumanene towards H2 and CO molecules are distinguished. While the H2 molecule is important from the energetic aspects, specificity of CO molecules is that it can’t be adsorbed by carbon nanotubes. Potential  of  sumanene,  especially  in  the  field  of  organic  electronics,  is  emphasized through the obtained results related to the investigation of the influence of external electric field.  Obtained  results  indicate  that  specific  (especially  adsorption)  properties  of  sumanene could be additionally improved by application of  weak, and experimentally easily achievable, external electric field, due to the higher charge separation. en
dc.languagesr (latin script)
dc.publisherУниверзитет у Новом Саду, Природно-математички факултетsr
dc.rightsopenAccessen
dc.sourceУниверзитет у Новом Садуsr
dc.subjectsumanensr
dc.subjectsumaneneen
dc.subjectDFTsr
dc.subjectsupstitucijasr
dc.subjectinverziona barijerasr
dc.subjectaromatičnostsr
dc.subjectadsorpcijasr
dc.subjectoptička svojstvasr
dc.subjectnelinearna optička svojstvasr
dc.subjectuticaj električnog poljasr
dc.subjectDFTen
dc.subjectsubstitutionen
dc.subjectbowl to bowl inversion barrieren
dc.subjectaromaticityen
dc.subjectadsorptionen
dc.subjectoptical propertiesen
dc.subjectnon-linear optical propertiesen
dc.subjectinfluence of electric fielden
dc.titleModelovanje i analiza fundamentalnih svojstava sumanenasr
dc.titleModeling and analysis of fundamental properties of sumaneneen
dc.typedoctoralThesissr
dc.rights.licenseCC0
dcterms.abstractЈаћимовски Стево; Шетрајчић Јован; Шетрајчић Јован; Сајферт Вјекослав; Ракић Срђан; Јаћимовски Стево; Aрмаковић Стеван; Моделовање и анализа фундаменталних својстава суманена; Моделовање и анализа фундаменталних својстава суманена;
dc.identifier.fulltexthttp://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/38461/IzvestajKomisije.pdf
dc.identifier.fulltexthttp://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/38460/Disertacija.pdf


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record