Идея предсказания полезных свойств различных материалов на основе многомасштабного моделирования стала очень популярной в последние годы. Особый интерес вызывают наноструктурированные материалы, которые имеют иерархическую структуру. Среди них, очень многообещающими являются органические функциональные материалы, которые рассматриваются как материалы будущего вследствие удобства и широкого спектра их возможных применений. Их функциональные свойства наследуются от функциональной молекулы, которая составляет основу иерархической структуры. С другой стороны свойства функциональной молекулы, в частности ее спектры поглощения и испускания, сильно зависят от ее взаимодействий с ее молекулярным окружением. Поэтому методы многомасштабного моделирования, используемые для предсказания свойств органических функциональных материалов должны быть атомистическими, то есть они должны быть основаны на классических и/или квантовых методах, которые в явном виде учитывают молекулярную структуру и межмолекулярные взаимодействия на атомном уровне. Данная книга посвящена изложению таких атомистических методов и их использованию в практических исследованиях по атомистическому моделированию органических функциональных материалов.
Нанофотоника рассматривает явления фотоники в наномасштабе, что используется в очень широком множестве применений от биохимии до электротехники. Эти применения требуют специфических, так называемых, функциональных материалов, специально разработанных для определенной цели. Среди них наиболее важную роль играют органические функциональные материалы. Для того, чтобы выбрать наилучший состав и структуру данного материала, крайне важно предсказать теоретически его фотонные свойства, поскольку слепой эксперимент может быт успешным только случайно. Эта цель достигается путем использования атомистического моделирования материалов, которое предсказывает свойства материала, относящиеся к фотонике на основе его атомного состава и структуры. Данная книга, написанная хорошо известными специалистами в области теоретической химии, представляет методы, которые в настоящее время используются в моделировании материалов и устройств нанофотоники. Она охватывает классические, квантовые и статистические методы и представляет примеры их практического применения в оптическом хемосенсинге. Она может быть рекомендована студентам старших курсов и аспирантам, исследователям и технологам.
Академик М.В. Алфимов