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从分子视角的量子化学研究:常用于制备单分子结的物质的电离能与电子附着能

化学物理 2015-09-21 v1 计算物理

摘要

准确确定嵌入分子结中的分子的最低电子附着(EAEA)和电离(IPIP)能量,对于正确估算例如电流(II)大小或 IVI-V 曲线呈现显著非欧姆行为时的偏压(VV)十分重要。本文基于量子化学的顶尖方法 EOM-CCSD(运动方程耦合簇单双激发)给出了用于制备具有 n 型导电(4,4'-联吡啶、1,4-二氰基苯和 4,4'-二氰基-1,1'-联苯)和 p 型导电(苯二硫醇、联苯二硫醇、己烷单硫醇和己烷二硫醇)特征的单分子结的几种典型分子的最低电子附着和电离能量的基准计算。它们表明与当前分子输运方法所得结果存在显著差异。本研究强调,除了可靠的量子化学方法外,还需要比输运计算中普遍使用的双 zeta 基组好得多的基组。后者对于正确确定 EAEA 尤为关键,若不包含充分的弥散基函数则不可能实现。主导分子轨道(MO)的空间分布是另一个重要问题,本研究提请注意,因为它敏感地影响由电极中形成的镜像电荷导致的 MO 能量移动 Φ\Phi。本结果无法证实通常假设的位于电极中间的类点 MO,该假设会大幅影响实际的 Φ\Phi 值。

关键词

引用

@article{arxiv.1509.05571,
  title  = {A quantum chemical study from a molecular perspective: ionization and electron attachment energies for species often used to fabricate single-molecule junctions},
  author = {Ioan Baldea},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1509.05571},
  year   = {2015}
}