Share
دور تذبذب الجسر في نقل الالكترون خلال نظام مانح - جسر - قابل == THE ROLE OF BRIDGE VIBRATION ON ELECTRON TRANSFER THROUGH DONOR - BRIDGE - ACCEPTOR SYSTEMS
Author name:
بهاء علي طالب
Supervisor name:
شاكر ابراهيم عيسى
General topic:
Physics
Specific topic:
Electronics Physics
Degree:
Master
University:
University Of Basrah - College Of Education For Pure Sciences
Language:
Arabic
University location:
Basrah
First pages:
26T1669 - p.pdf
Abstract:
موضوع الرسالة هو دراسة تاثير اهتزاز الجسر وتكوين البولارون الصغير على عملية انتقال الشحنة بين المانح والقابل في الانظمة الجسرية الجزيئية. ولهذا الغرض تعاملنا مع اقتران الكترون - فونون قوي. واستخدمنا لهذا الغرض معادلات الحركة لسعات الدوال الكمية للنظام الجسري مع معادلة نمط الاهتزاز الديناميكي الكلاسيكي للجسر. بخصوص التعامل مع تقريب الحالة المستقرة والتقريب الساكن تم اعطاء صيغة لحساب طاقة البولارون وتقدير تاثيرها على عملية انتقال الشحنة الديناميكية بين المانح والقابل وبارامترات النظام التي تؤثر فيها. اذ لاحظنا ان الصفة العامة في منحنيات احتماليات الملء يكون اعتمادها على طاقة الجسر المؤثرة |∆(u)| اذ بزيادتها تقل احتمالية ملء مستوى الجسر ويقل عدد التذبذبات. ان وصفنا عملية منح البولارون بواسطة نظرية البولارون الصغير طورت لوصف الترابط القوي بين الالكترون والاهتزاز ضمن مفهوم البولارون الصغير، اي ان كل جسر يمكن ان يتذبذب (شبه) غير معتمد على تذبذب جيرانه من الجسور، او كل موقع جزيئي يتذبذب غير معتمد على تذبذب موقع جزيئي اخر. فضلنا المعالجة العددية في حل المعادلات والابتعاد عن الحل المستقر وتم حل معادلة النمط الاهتزاز الكلاسيكي حلا تحليليا بحيث يكون تاثير ترابط الكترون - فونون واضحا من خلال جعل مستوى طاقة الجسر معتمد على الزمن ويكون مسيطرا على احتمالية ملء مستوى الجسر. كما ان تاثير مستويات الطاقة المستمرة للقطبين المعدنيين على كل من مستويي المانح والقابل قد اخذ بنظر الاعتبار. وكان واضحا ان احتماليات ملء المستويات تضمحل بمرور الزمن وتتضاءل سعات التذبذب في المنحنيات، وان احتمالية ملء مستوى القابل هي الاكثر تاثرا بزيادة التعريض في المستويات. وايضا لاحظنا ارتباط تصرف احتمالية ملء مستوي الجسر مع تصرف احتمالية ملء مستوى المانح وذلك لان مستوى المانح هو مصدر الالكترون لتكوين البولارون مع الجسر.V وطبقت الصيغ الرياضية على عملية انتقال الشحنة خلال جزيئة الـ DNA. اذ تعاملنا مع نظام جسري ذي جزيئة اساس واحدة ونظام جسري ذي جزيئتين من الجزيئات المتسلسلة خطيا من جزيئات الحامض النووي الـDNA. اذ لاحظنا وجود اختلاف بسيط في احتماليات ملء المستويات بوجود القاعدة G/C او القاعدة T/A، او بوجود قاعدتين جزيئيتين، اذ لاحظنا ان التصرف الهام في منحنى احتماليات الملء هو عند زيادة ترابط الكترون - فونون نلاحظ تاثير تصرف منحنى احتمالية ملء مستوى مصدر الالكترون (المانح) على تصرف منحنى احتمالية ملء مستوى الجسر الاول (القاعدة الجزيئية الاولى) التي تكون على ترابط مع المانح وذلك لحدوث تشكيل البولارون الاول. بينما يكون تصرف منحنى احتمالية ملء مستوى الجسر الثاني مع تلك للجسر الاول غير متطابق بالتصرف وذلك بسبب ضعف اصرة الترابط بينهما. ويكون تصرف احتمالية ملء القاعدة الجزيئية الثانية مترابطا مع تصرف منحنى احتمالية ملء مستوي القابل وذلك لشدة الاصرة بين مستوياتهما. | The subject of thesis is the effect of bridge vibration and small polaron formation on the electron transfer (ET) in D - B - A system. For this purpose, we dealt with strong electron - phonon coupling. And we used for this purpose the equations of motion for quantum amplitudes and the equation of classical - dynamical vibration mode of the bridge system. For the case of steady state approximation and static approximation we gave a formula to calculate the polaron energy and estimate its effect on the dynamical ET between the donor and accepter and the parameters involved. where we note that the general feature of the occupation probability curves are depend on the bridge effective energy |∆(u)|, when it increases, the occupation probability and the number of vibration decreases. The description of polaron hopping by the theory of small polaron was developed to describe the strong coupling between the electron and vibration within the concept of small polaron, i.e. every bridge vibrates (semi) independently from neighboring bridges. we preferred the numerical treatment in solving the equations and get away from the static solution, we solved the equation of classical - vibrational mode analytically such that the effect of electron - phonon coupling became obvious by putting the bridge state in a time - dependent form, and controlling the occupation probabilities of the bridge. The effects of the continuous energy levels of the metlic electrodes on the donor and acceptor states is taken into account. And it was obvious that the occupation probabilities of levels vanish in time and so as the amplitudes of vibration, and the most obvious effect of continuous levels of electrodes is on acceptor state, also we note that the behavior of the bridge state occupation probability is related with the occupation probability behavior of the donor state, since the donor state is the source of electron for polaron formation in bridge site.We applied the mathematical formulae on charge transfer through DNA molecule. Where we dealt with bridge system as a single base molecule or two liner consecutive molecules bases of DNA molecules. Where we note there is a small difference in occupation probabilities of G/C base or T/A base or between that of two bases. The important feature in occupation probabilities curves is that when electron - phonon coupling increases, we note that the effect of the occupation probability behavior curve for donor state on the occupation probability behavior curve of the first bridge which is connected with the donor because of the formation of the first polaron, while the behavior of the occupation probability of the second bridge and that of the first bridge is not coincide because of the weak interaction between them, but the occupation probability behavior of the second bridge state is related with that of the acceptor because of the strong interaction between them
