基于密度泛函理论直接比较氧化还原活性单分子结中的相干隧穿与电子跳跃
介观与纳米尺度物理
2015-06-22 v2
摘要
为了定义电化学池中具有氧化还原功能的单分子结的电导，两种概念上不同的电子传输机制，即相干隧穿和振动诱导的跳跃，相互竞争。装置的隐含参数，如分子长度和施加的栅极电压，决定了哪种机制占主导地位。尽管相干隧穿在Landauer理论框架内描述最为有效，而电子跳跃的常见理论处理基于Marcus理论，但两种理论在描述各自过程时都足够精确，无需引入限制精度的近似。然而，为了进行直接比较，必须确保从电子结构计算中获得的关键量，即Landauer理论中的透射函数 ，以及Marcus理论中的转移积分 、重组能 和驱动力 ，如Nitzan及其合作者在一系列出版物中所指出的，是基于相似的基础推导出来的。在本文中，我们的框架是单粒子图像，我们通过密度泛函理论计算了分别含有一个、两个或三个钌中心的分子的结在两种传输机制下的电导，并外推我们的结果以确定两种机制转变点的临界长度，我们确定此类分子线的临界长度为5.76 nm。我们还讨论了依赖于电化学诱导栅极电势的趋势。
引用
@article{arxiv.1409.6120,
title = {A density functional theory based direct comparison of coherent tunnelling and electron hopping in redox-active single molecule junctions},
author = {Georg Kastlunger and Robert Stadler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.6120},
year = {2015}
}