基于第一性原理的非弹性输运理论：纳米尺度器件的方法论与应用
介观与纳米尺度物理
2007-05-23 v1
摘要
我们描述了一种基于第一性原理的方法，用于计算在非平衡条件下连接两个金属接触的原子尺度器件的电子结构、振动模式和频率、电子-声子耦合以及非弹性电子输运性质。该方法扩展了使用原子基组的密度泛函代码 SIESTA 和 TranSIESTA。非弹性电导特性使用非平衡格林函数形式计算，电子-声子相互作用则通过微扰论处理，直至自洽玻恩近似水平。虽然这些计算通常计算量很大，但我们展示了如何通过一种简单高效的最低阶展开来近似它们。我们的方法还通过详细的功率流计算来处理能量耗散和结的局部加热效应。我们通过考虑不同长度的原子金线中的非弹性输运来演示所开发的方法，从而扩展了 [Frederiksen et al., Phys. Rev. Lett. 93, 256601 (2004)] 中呈现的结果。为了说明该方法更普遍地适用于分子器件，我们还计算了不同碳氢化合物分子在金电极之间的非弹性电流。对于金线和分子，我们的理论都与实验定量一致，并表征了系统特定的模式选择性和局部加热。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0611562,
title = {Inelastic transport theory from first-principles: methodology and applications for nanoscale devices},
author = {Thomas Frederiksen and Magnus Paulsson and Mads Brandbyge and Antti-Pekka Jauho},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0611562},
year = {2007}
}
备注
24 pages, 17 figures