Low-temperature tunneling of CH3 quantum rotor in van der Waals solids

Анотація

На основі виміряних експериментальних спектрів ЕПР представлено аналіз квантових ефектів, пов’язаних з тунелюванням метильних радикалів, захоплених в твердих газах. Отримано аналітичні вирази для частоти тунелювання метильного радикала навколо осей симетрії з використанням поліномів Ерміта. Ці результати порівнюються з чисельним розрахунком і з даними, отриманими моделюванням експериментальних спектрів ЕПР. Встановлено, зокрема, що спектри ЕПР X-діапазону демонструють лише залишкову анізотропію, що означає усереднення анізотропії навіть при найнижчих температурах в експерименті. Моделювання спектрів ЕПР з урахуванням динаміки обертального руху використано для коректного отримання величин потенційних бар’єрів та частот тунелювання. Частоти тунелювання, які визначаються як величини розщеплення між A та E обертальними рівнями при наявності модельного C₃ потенціалу та періодичних граничних умов, розраховано та співвіднесено зі зміною форми спектра ЕПР. Також вивчено тунелювання радикала навколо осей C₂, що лежать в площині симетрії радикала. Представлено порівняння C₂ та C₃ обертань для протонованих й дейтерованих метильних радикалів.