分子结中的电荷传输：从隧穿到跳跃的探针技术

我们证明一个简单的现象学方法可用于模拟分子线中由周围环境引起的热效应下的电子传导。这种“Landauer-Büttiker探针技术（Landauer-Büttiker's probe technique）”能恰当复制不同传输机制：相位相干非共振隧穿、弹道行为、以及跳跃传导，提供与实验一致的结果。具体地，我们的探针方法模拟恢复了分子线中电荷转移以下中心特征：(i) 短线的电导随分子长度指数衰减，是隧穿（超交换）机制的体现。长线中跳跃动力学超越超交换，表现出类欧姆行为。(ii) 在离共振情形下，弱退相干效应促进电荷转移。大退相干下电导被抑制。(iii) 在足够高温下，$k_BT/\epsilon_B>1/25$，其中$\epsilon_B$为分子势垒高度，电流被热激活（阿伦尼乌斯）因子增强。然而，这种增强对相干和非相干电子均发生，并不轻易指示潜在机制。(iv) 在有限偏压下，退相干效应阻碍共振情形下的传导。我们进一步展示记忆（非马尔可夫）效应可在Landauer-Büttiker探针技术中实现以建模电子与结构化环境的相互作用。最后，我们检验共轭分子线中电子转移的实验结果，并显示我们的计算方法能合理重现报告值以提供机理信息。