卟吩中的非对称电子输运:原子级精确针尖电极的作用
介观与纳米尺度物理
2023-08-11 v1 材料科学
摘要
单分子电子电导对其在两电极间的结构取向十分敏感,这源于分子轨道的分布及其与电极能级的耦合,而后者受量子限域效应支配。此处,我们通过硫醇锚定基团连接两个类似于机械可控断裂结的 Au 针尖电极,改变卟吩分子的接触几何。利用非平衡格林函数形式结合密度泛函理论与紧束缚框架,我们研究了所有接触几何下的电流-电压特性。我们观察到随接触位点改变而变化的电流响应,其源于波函数离域程度与量子干涉效应的差异。我们的计算表明,由于分子两侧针尖电极的结构不对称性,在正向与反向偏压下的电流-电压特性呈非对称。我们将此现象确立为任意分子电子器件的普适特征,而与分子自身结构对称性无关。这将为真实实验装置中单分子电子输运提供基础性见解。此外,我们所观测到的变化电流响应可进一步启发基于卟吩(其调控重要生理活动)的生物分子传感器件制备,以期用于先进诊断。
引用
@article{arxiv.2308.05468,
title = {Asymmetric Electronic Transport in Porphine: Role of Atomically Precise Tip-Electrode},
author = {Koushik R. Das and Sudipta Dutta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.05468},
year = {2023}
}
备注
29 pages, 13 figures