В рамках модели Су—Шриффера—Хигера изучено поведение поляронов
и экситонов в одномерной цепочке молекул фуллерена. Показано, что структура
электронного и дырочного поляронов в цепочке отличается от их структуры в
изолированных молекулах (рис. 1), что обусловлено сопряжением π-электронов на
соседних молекулах цепочки. Установлена критическая величина межмолекулярного
интеграла перескока, до которой полярон в цепочке может существовать как
изолированное возбуждение.
 Рис. 1. Фронтальный вид (1) и вид обратной стороны (2) электронного (дырочного) полярона в молекуле C60. Фронтальный вид (3) и вид обратной стороны (4) дырочного полярона в линейной цепи. Дана нумерация атомов в молекуле C60. Жирным шрифтом выделены номера атомов углерода, на которых сконцентрирован основной заряд при формировании полярона. Жирными линиями показаны связи, димеризация по которым подавлена для цепочечного полярона.
Для возбуждений экситонного типа в одномерных фуллереновых
цепочках показано, что в случае возбуждения электрона с высшей занятой
молекулярной орбитали на низшую свободную на одной из молекул цепочки экситон
локализуется на этой молекуле при достаточно малых значениях межмолекулярного
интеграла перескока электрона. При этом на электрически нейтральной в целом
молекуле фуллерена образуется неоднородное распределение заряда. При увеличении
межмолекулярного интеграла перескока электрона возбуждение перераспределяется по
всей цепочке. При возбуждении электрона на более высокий уровень формируется
экситон с переносом заряда, который характеризуется тем, что на двух различных
молекулах фуллереновой цепочки существуют электронный и дырочный поляроны, в то
время как остальные молекулы остаются нейтральными.
Эти результаты важны для моделирования поляронной проводимости
и переноса возбуждения в биологических системах, а также для молекулярной
электроники, основанной на биологических молекулах.
| 
