MECÂNICA QUÂNTICA DO CONFINAMENTO EM CURVAS ESPIRAIS:
Modo Zero e Transições Eletrônicas de Polienos Lineares
Polienos, Potencial induzido por geometria, Elétrons 𝜋, Modo zero.
Devido aos avanços na síntese de materiais de dimensões inferiores, existe o
desafio de encontrar a equação de onda que descreva efetivamente as partículas
quânticas que se movem em domínios 1D e 2D. Jensen, Koppe e Da Costa
introduziram independentemente um formalismo de potencial confinante mostrando
que a dinâmica restrita efetiva está sujeita a um potencial induzido por geometria
escalar. O potencial depende da função de curvatura da curva. Para descrever os
elétrons 𝜋 nos polienos, utilizamos um potencial de Coulomb enfraquecido
associado a uma curva espiral. A solução da equação de Schrödinger estacionária
com condições de contorno de Dirichlet produz funções de Bessel, e o espectro é
obtido analiticamente. As transições 𝜋-𝜋* dos polienos deca-2,4,6,8-tetraeno
(C10H14), dodeca-2,4,6,8,10-pentaeno (C12H16), tetradeca-2,4,6,8,10,12-hexaeno
(C14H18), e hexadeca-2,4,6,8,10,12,14-heptaeno (C16H20) foram calculadas em boa
concordância experimental, mas agora com funções de onda diferentes da solução
trivial. Calculamos o modo zero da equação de Schrödinger utilizando o mesmo
potencial para descrever os elétrons 𝜋 destes polienos. No modo zero, quando
aumenta o número de elétrons, diminui a energia cinética assim como a amplitude
da função de onda, o que está de acordo com dados experimentais e mostra que os
elétrons 𝜋 têm comportamento de elétrons de baixa energia. Trata-se de um novo
estado, que não existe na descrição do modelo da partícula na caixa.