Lead
Con questo progetto si intende investigare la relazione tra la distribuzione degli elettroni in molecole e in solidi e le loro proprietà opto-elettroniche, in particolare la rifrazione.Il metodo da noi sviluppato è basato sulle polarizzabilità atomiche e impiegato per razionalizzare le proprietà di un sistema. Questo consente non solo di ricostruire la rispettiva proprietà della molecola ma anche di “esportare” i contributi dei vari gruppi funzionali e ricostruire la polarizzabilità di altre molecole basate sugli stessi “building block”.In particolare il progetto si concentra su materiali organici con elevato indici di rifrazione, molto ricercati dalla moderna industria elettronica soprattutto per le applicazioni necessarie in particolari guide ottiche.I risultati attesi in questo progetto sono: 1) nuove conoscenze sulla polarizzazione e la polarizzabilità di materiali molecolari; 2) informazioni utili per progettare nuovi materiali ottici e opto-elettronici.

Lay summary

Le proprietà dei materiali dipendono dalla loro struttura elettronica, perciò stabilire la relazione che intercorre tra la distribuzione di elettroni e le funzionalità in un solido è un obiettivo molto importante e affascinante, che verrà perseguito durante questo progetto di ricerca

L’attenzione sarà principalmente posta sulle proprietà ottiche e in particolare sulla rifrazione di materiali organici. La rifrazione dipende dalla funzione dielettrica del solido, che a sua volta dipende dalla polarizzabilità degli atomi e delle molecole che lo costituiscono. Nel nostro gruppo è stata sviluppata una procedura che consente di partizionare la polarizzabilità di una molecola in termini atomici, basandosi su un’analoga partizione della densità elettronica (come ad esempio quella proposta dalla teoria degli atomi nelle molecole). Come abbiamo già dimostrato le polarizzabilità atomiche ottenute sono trasferibili, cioè sono simili a quelle degli stessi atomi in analoghi gruppi funzionali di altre molecole. Pertanto un database di queste quantità consente abbastanza facilmente di prevedere la polarizzabilità delle molecole. Questo metodo verrà impiegato in particolare per trovare materiali organici con elevato indice di rifrazione, una classe di composti che suscita interesse nella moderna industria opto-elettronica.

Le indagini si basano principalmente su: a) misure sperimentale di indici di rifrazione in soluzione e in stato solido, inclusa la determinazione della dispersione di lunghezza d’onda e i coefficienti termo-ottici; b) la determinazione sperimentale della densità elettronica in solidi attraverso la diffrazione di raggi X; c) il calcolo della densità elettronica e delle polarizzabilità in molecole isolate e in solidi attraverso calcoli quanto-meccanici.

I risultati attesi in questo progetto sono: 1) nuove conoscenze sulla polarizzazione e la polarizzabilità di materiali molecolari; 2) informazioni utili per progettare nuovi materiali ottici e opto-elettronici.