• 제목/요약/키워드: Molecular orbitals(MO)

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The effect of strain on the electronic properties of MoS2 monolayers

  • Park, Soon-Dong;Kim, Sung Youb
    • Coupled systems mechanics
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    • 제5권4호
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    • pp.305-314
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    • 2016
  • We utilize first-principles calculations within density-functional theory to investigate the possibility of strain engineering in the tuning of the band structure of two-dimensional $MoS_2$. We find that the band structure of $MoS_2$ monolayers transits from direct to indirect when mechanical strain is applied. In addition, we discuss the change in the band gap energy and the critical stains for the direct-to-indirect transition under various strains such as uniaxial, biaxial, and pure shear. Biaxial strain causes a larger change, and the pure shear stain causes a small change in the electronic band structure of the $MoS_2$ monolayer. We observe that the change in the interaction between molecular orbitals due to the mechanical strain alters the band gap type and energy.

1H-Indene과 Mono-sila-1H-Indene의 구조와 방향족성에 대한 이론적 연구 (Theoretical Studies on the Structure and Aromaticity of 1H-Indene and Mono-sila-1H-Indene)

  • Ghiasi, Reza;Monnajemi, Majid
    • 대한화학회지
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    • 제50권4호
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    • pp.281-290
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    • 2006
  • Hybrid DFT 계산 방법을 이용하여 1H-Indene과 Mono-sila-1H-indene 분자의 구조와 특성에 관한 이론적 연구를 수행하였다. 이 분자들의 방향족성 특성 연구를 위하여 MO, 비등방성 자기 민감도 등을 계산하였다. 1H-Indene과 Mono-sila-1H-indene 분자들에 대한 X8-X9 결합의 상대적인 안정도와 특성을 이해하기 위하여 NBO 계산을 수행하였다. 그 결과, 8, 9 위치의 Si 원자들이 C 원자들로 치환되었을 때, p orbital의 기여도가 증가하였다. 이러한 결과는 X8-X9 결합 길이는 하이브리드 오비탈의 p 오비탈 기여도에 크게 영향받는 사실을 보여준다. NBO계산을 통하여 X8-X9로부터 *X8-X9 결합 오비탈로의 비편재화에 기인하는 정량적인 에너지 안정화 세기를 결정하였다. MO 분석 결과 연구 대상 분자들의 방향족성은 3개의 비편재화된 pMO와 2개의 비편재화된 sMO에 의해서 주로 영향 받는다는 사실을 알 수 있었다.

The Analytic Gradient with a Reduced Molecular Orbital Space for the Equation-of-Motion Coupled-Cluster Theory: Systematic Study of the Magnitudes and Trends in Simple Molecules

  • 백경기;전상일
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제21권7호
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    • pp.720-726
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    • 2000
  • The analytic gradient method for the equation-of-motion coupled-cluster singles and doubles (EOM-CCSD) energy has been extended to employ a reduced molecular orbital (MO) space. Not only the innermost core MOs but also some of the outermost virtua l MOs can be dropped in the reduced MO space, and a substantial amount of computation time can be reduced without deteriorating the results. In order to study the magnitudes and trends of the effects of the dropped MOs, the geometries and vibrational properties of the ground and excited states of BF, CO, CN, N2, AlCl, SiS, P2, BCl, AIF, CS, SiO, PN and GeSe are calculated with different sizes of molecular orbital space. The 6-31 G* and the aug-cc-pVTZ basis sets are employed for all molecules except GeSc for which the 6-311 G* and the TZV+f basis sets are used. It is shown that the magnitudes of the drop-MO effects are about $0.005\AA$ in bond lengths and about 1% on harmonic frequencies and IR intensities provided that the dropped MOs correspond to (1s), (1s,2s,2p), an (1s,2s,2p,3s,3p) atomic orbitals of the first, the second, and the third row atoms, respectively. The geometries and vibrational properties of the first and the second excited states of HCN and HNC are calculated by using a drastically reduced virtual MO space as well as with the well defined frozen core MO space. The results suggest the possibility of using a very smalI MO space for qualitative study of valence excited states.

사면체 및 사각형 [M(II)$O_2S_2$]형태 착물의 쌍극자 모멘트에 대한 ${\pi}$결합의 영향 [M(II) = Co(II), Ni(II), Cu(II) 및 Zn] (The Effect of ${\pi}$ Bonds on the Calculated Dipole Moments for Tetrahedral and Square Planar [M(Ⅱ)$O_2S_2$] Type Complexes [M(II) = Co(II), Ni(II), Cu(II) and Zn(II)])

  • 안상운;박진하;최창진
    • 대한화학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.265-273
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    • 1982
  • 두다른 방법을 사용하여 사면체 및 사각형[M(Ⅱ)$O_2S_2$] 형태 착물의 쌍극자모멘트에 대한 ${\pi}$결합의 영향을 고찰하였다. 그첫째 방법은 금속이온의 원자가 궤도함수와 리간드 궤도함수 사이의 혼성계수 CM이 ${\sigma}$${\pi}$결합 분자궤도함수에 대하여 모두 같다는 가정에 기초를 둔 근사 분자궤도함수 법이며 다른 하나는 반경험적인 LCAO-MO법에 기초를 둔 계산이다. ${\sigma}$ 결합만이 형성되었다고 가정한다면 사면체 및 사각형 착물의 계산한 쌍극자 모멘트는 실험치 보다 작다. 계산한 쌍극자 모멘트에 ${\pi}$결합의 기여분을 모두 고려 해 준다면 사각형 및 사면체 $[M (II)O_2S_2]$형태 착물의 계산한 쌍극자모멘트는 실험치보다 크다. 그러나 ${\pi}$결합이 비편재 되었다고 가정한다면 사면체 [M(II)$O_2S_2$]형태 착물의 계산한 쌍극자 모멘트가 실험치 범위안에 들지만 사각형착물의 쌍극자 모멘트는 실험치에서 벗어난다. 이 결과는 [M(II)$O_2S_2$]]형태 착물이 비극성 용매의 용액에서 사면체 구조로 존재함을 암시하며 이 구조는 실험구조와 일치한다. 사면체 [M(II)$O_2S_2$] 형태착물의 계산한 쌍극자모멘트는 쌍극자모멘트에 ${\pi}$결합이 참여함을 지적한다.

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항암성물질의 개발을 위한 cis-Diamminedichloroplatinum (cis-DDP) 류와 DNA base인 1-Methylcytosine의 Interaction에 관한 분자궤도함수론적 연구 (The MO Study about Interaction of cis-Diamminedichloroplatinum (cis-DDP) Complexes with DNA base, 1-Methylcytosine, for Development of Anti-Tumor Drugs)

  • 김의락;김상해
    • 대한화학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.331-339
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    • 1990
  • cis-diamminedichloroplatinum (II)에서 아민리간드가 변화할 때, 항암성과 백금원자의 전자구조 사이의 관계를 연구하였고, 또 이러한 착물과 DNA base인 1-methylcytosine의 상호작용에 대한 메카니즘을 알기 위해서 백금(II)착물들을 분자궤도함수론적으로 연구하였다. 그 결과, 백금착물에서 중심금속의 atomic charge가 항암성에 영향을 미치고 있음을 알았다. 또한 백금착물과 1-methylcytosine의 결합은 리간드에서 금속원자로 전하이동을 하였고, 이 때 Pt(II)의 6p-orbital이 중요한 하고 있음을 발견한다. Pt-N3결합성은 $\alpha$$\pi$ 성분을 포함하고 있으며, 실험한 값과 비교할 때 비교할 때 항암성이 큰 백금착물일수록 Pt-N3 결합이 강하게 형성하고 있었다.

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TiO2(110) 표면에 흡착된 물분자의 결합 활성화에 관한 MO 연구 (Molecular Orbital Anaysis of Water Activation on TiO2(110) Surface)

  • 강대복
    • 대한화학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.179-186
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    • 2002
  • $TiO_2$(110) 표면에서 물의 OH 결합 활성화가 어떤지 전자적 메카니즘에 의해 이루어지는 extended Hiickel 방법을 통해 알아보았다. 물분자는 $3a_1$오비탈의 시그마 상호작용 겨로가로 5배위 $Ti^{4+}$원자바로위에 수직으로 흡착한다. 이 결합구조에서는 물분자의 H원자가 $TiO_2$의 2배위 bridging $O^{2-}(O_b)$원자와 너무 멀리 떨어져 있으므로 OH 결합 해리를 촉진시키는 수소결합 상호 작용을 할 수 없으므로 물분자를 $O_b$ 원자쪽으로 기울여 수소결합이 형성되도록 한다. 이 경우 $O_b$ P 오비탈로부터 흡착 물분자의 LUMO $2b_1$반 결합성 오비탈로 전자밀도의 이동이 일어나고 또 물의 $3a_1$오비탈(약한 결합성)로부터 $Ti^{4+} 3d_{z2}$오비탈로 전자밀도의 이동이 일어남으로써 물의 OH 결합이 상당히 약화됨을 확인할 수 있었고 그 결과 OH와 H로 해리할 것이라는 해석이 가능하다.

Electronic Structure and Properties of High-Tc Superconductor Y-Ba-Cu-O. 1. Oxygen-deficiency in the $YBa_2Cu_3O_x $Superconductor ($6{\leq}{\times}{\leq}7$)

  • U-Hyon Paek;U-Sung Choi;Kee-Hag Lee;Chang-Hong Kim
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제10권6호
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    • pp.504-509
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    • 1989
  • The effect of oxygen-deficiency on the charge distributions and orbital energies for small copper oxide clusters representing the superconducting materials $YBa_2Cu_3O_x (6{\leq}x{\leq}7)$ were investigated by the extended Huckel molecular orbital (EHMO) method with the tight-binding model. Our calculations show +3 oxidation state of Cu(1) in the $CuO_3$ chain and +2 or +1 of Cu(2) in the $CuO_2$ layers for $YBa_2Cu_3O_7$ with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 (or +5), while for $YBa_2Cu_3O_6$ +1 oxidation state of Cu(1) and +3 (or +2) of Cu(2) in the $CuO_2$ layers with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 (or +5). For $Cu_3O_{12}$ cluster representing $YBa_2Cu_3O_7$ with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 the Cu(2) $d_{{x^2}-{y^2}}$ orbitals in the $CuO_2$ layers is a typical Jahn-Teller $d^9$ system with the partial hole and the Cu(1) $d_{{_z2}-{_y2}}$ orbital in the $CuO_3$ chain contains hole occupancy. For $Cu_3O_{10}$ cluster representing $YBa_2Cu_3O_6$ with the nominal charge of Cu = +5 the orbital character of the highest partially occupied MO (HPOMO) and the lowest completely unoccupied MO (LCUMO) of $Cu_3O_{12}$ representing $YBa_2Cu_3O_7$ with the nominal charge of $Cu_3$ = +7 is reversed, and the character of Cu(1) $d{{x^2}-{y^2}}$ orbital of LCUMO of the $Cu_3O_{12} $cluster is vanished. It is suggested that the local crystal field environment of Cu(1) by the oxygens in the Cu(1) chain may play a vital role in conductivity and superconductivity, either alone or through cooperative electronic coupling with the Cu(2) layers in $YBa_2Cu_3O_7.$.