VIII Congreso Internacional de Investigación REDU
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Publicado el 25 de abril de 2022 | http://doi.org/10.5867/Medwave.2022.S1.CI03
Interacción electrón-fonón y espín-fonón en ADN
Electron and spin phonon interaction in DNA
Mayra Peralta , Steven Feijoo, Ernesto Medina
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Palabras clave
ADN, Efecto CISS, espintrónica molecular, tight binding, aproximación de la función envolvente
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Introducción
La transferencia de electrones y la polarización de espín en el ADN ocurre a través de largas distancias. En particular, el efecto de polarización de espín producido por esta molécula ha sido observado experimentalmente y nombrado como efecto CISS (Chiral Induced Spin Selectivity). La razón para que este efecto ocurra, aún a temperatura ambiente, es motivo de discusión actualmente en la literatura, pero se piensa que la transferencia de electrones en el ADN ocurre como producto de saltos entre orbitales atómicos. En este proceso, uno de los factores más relevantes es la interacción de los electrones y el espín con las vibraciones de red, que es la interacción electrón-fonón y espín fonón. Se ha encontrado en la literatura que en ADN los fonones ópticos son predominantes sobre los acústicos y que hay una predominancia de polarones de larga longitud de onda. En cuanto a la interacción espín-fonón, esta interacción es importante porque los fonones pueden producir mecanismos de relajación de espín, lo que limitaría los tiempos de coherencia, que es una de las preocupaciones principales en computación cuántica.
Objetivos
En este trabajo nuestro objetivo principal es estudiar la interacción electrón fonón y espín fonón en ADN con el fin de comprender el rol de estas en el efecto la selectividad de espín inducida por quiralidad (Efecto CISS), observada en esta molécula.
Método
Para el estudio de este fenómeno utilizaremos un modelo tight binding de orbitales π, bajo la aproximación de la función envolvente.
Principales Resultados
A través de nuestro modelo encontramos que los modos de respiración (breathing modes) se acoplan más fuertemente a los electrones, y cuando se incluye el espín aparecen términos a primer orden relacionados con modos de vibración a lo largo del eje de la molécula de ADN.
Conclusiones
El modelo presentado en este trabajo abre el camino para la comprensión de la transferencia de electrones en moléculas quirales como el ADN.
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