Gap and Splitting Energy
Ambas magnitides son esenciales para estimar la eficiencia del proceso de transferencia de carga entre dos o mas fragmentos. A partir de ellos, otros parámetros del CT (por ejemlo, Electronic Coupling) son predecidos por medio de la teoría (GMH approach), respectivamente. En particular, Gap energy se refiere a la energía obtenida cuando hay una compensación de la interacción electroestática entre los dos fragmentos, es decir cuando tenemos simetría. Un caso particular sería cuando son iguales los fragmentos, la fuerza electroestática de cada fragmento es igual. Por el contrario, Splitting energy es la energía obtenida cuando no hay una compensación entre la interacción electroestática de los fragmentos, es decir, cuando no hay simetría.
Figura 1. Valence, Gap, Conduction Band or energy.
Gap y Splitting energy son obtenidas por medio de la diferencia de energías entre los orbitales moleculares en cuestión. La función del sistema varía para cada caso. Por ejemplo, si estudiamos un sistema constituído por dos nucleobases por medio de Hole transfer, consideraremos la diferencia entre los orbitales moleculares HOMO y HOMO-1. En el caso de GT, la energia de Gap no predice ni interpreta el sistema correctamente, debido a que el sistema no es simétrico y no hay una compensación entre fuerzas electroestáticas. En este caso, consideraremos Splitting energy que proporciona un mayor sentido físico a los parametros del CT. Por contra, el sistema GG es simétrico, y la desviación de la energía de Gap en comparación con la Splitting Energy es muy baja. Aunque, se considera la energía de Splitting.
Figura 2. Hole transfer hopping entre pares GC.
En general, la diferencia energética entre los orbitales moleculares cuanto más pequeña, mayor será la probabilidad de transición de la carga. Aún no está del todo claro (aunque se han hecho muchos esfuerzos): dónde estará localizada la carga cuando nuestros sistemas esta constituído por multiples fragmentos. Estos casos están favorecidos por un Gap muy pequeño, y son estudiados por medio de Mulliken Charges. Aunque de los estudios realizados, se ha podido extraer que: cuando estudiamos el sistema por medio de HT, la carga se localizará en aquel fragmento que tenga un potencial de ionización bajo (por lo general, la Guanina); en cambio, cuando lo estudiamos por medio de EET, la carga tendirá a localizarse en el fragmento con una afinidad electrónica mayor (por lo general, la Timina y la Citosina). En todo caso, es muy complejo y difícil de predecir a priori.
Los parametros energéticos son primordiales para estudiar, predecir el proceso complejo del charge transfer. Los sistemas biológicos son tan complejos que nos llevará mucho tiempo entenderlos. Las futuras aplicaciones son inimaginables, y totalmente necesarias para todo ámbito del ser humano.
