Quantum-chemical studies on porphyrins, fullerenes and carbon nanostructures

Quantum-ChemicalStudies on Porphyrins,Fullerenes and CarbonNanostructures......Page 3
Acknowledgments......Page 5
Contents......Page 6
Abbreviations......Page 9
Abstract......Page 10
Introduction......Page 11
1.1 Triplet State Properties of Free-Base Porphin......Page 15
1.1.1 Method of Calculations......Page 17
1.1.2 Singlet--Singlet Absorption......Page 19
1.1.3 Prediction of Phosphorescence Radiative Lifetimes......Page 20
1.1.4 Fine and Hyperfine Structure of the 13B2u State......Page 22
1.1.6 Discussion......Page 25
1.1.7 Conclusions......Page 26
1.2 Isomerisation of Free-Base Porphin......Page 28
1.2.1 Method of Calculations......Page 32
1.2.2 Results and Discussion......Page 33
References......Page 37
2.1 Monoatomic Doping......Page 40
2.1.1 Method of Calculations......Page 41
2.1.2 Results......Page 43
2.1.3 Discussion......Page 48
2.2.1 Overview......Page 53
2.2.3 Results and Discussion......Page 54
2.2.4 Conclusions......Page 57
References......Page 58
3 Nonlinear Optical Properties  of Fullerene Derivatives......Page 61
3.1.1 Basic Definitions of L & NLO Properties......Page 63
3.1.2 Electronic Contributions......Page 64
3.1.3 Vibrational Contributions......Page 65
3.2 Fullerene-Benzothiadiazole and -Carbazole Derivatives......Page 67
3.2.2 Electronic Contributions to (Hyper)Polarizabilities......Page 68
3.2.3 One- and Two-Photon Absorption Spectra......Page 75
3.2.4 Vibrational Contributions to Electric Polarizabilities......Page 84
3.3 Conclusions......Page 86
3.4 Triphenylamine-Functionalized Fullerenes......Page 87
3.4.1 Synthesis......Page 89
3.4.3 Nonlinear Optical Measurements......Page 91
3.4.4 One-Photon Absorption Spectra......Page 92
3.4.5 Nonlinear Optical Properties......Page 95
3.4.6 Conclusions......Page 100
References......Page 102
4 Endohedral Metallofullerenes......Page 110
4.1 Methods of Investigation......Page 111
4.2.1 Geometry Optimization......Page 114
4.2.2 Electronic Properties......Page 115
4.2.3 NR Contribution to Vibrational NLO Properties......Page 118
4.3 Conclusions......Page 120
References......Page 121
5.1 Polyalkyne Chained Dyads......Page 123
5.1.1 Computational Details......Page 124
5.1.2 Results and Discussion......Page 125
5.1.3 Conclusions......Page 129
5.2.1 Results......Page 130
5.2.2 Conclusions......Page 131
References......Page 132
6 Linear Scaling Methodology......Page 133
6.1 Outline of Elongation Method......Page 135
6.2 Elongation Method Deficiency......Page 139
6.3 Orbital Basis Concept......Page 140
6.4 Eigenvalue Problem......Page 142
6.5.1 SW-BN/CNT......Page 147
6.5.2 Polyacene......Page 149
6.5.3 β-carotene......Page 150
6.5.4  Lycopene......Page 151
6.5.6 Fullerene--Oligo(2,5-thienylene-ethynylene)--H2TPP......Page 155
References......Page 158