菲并茚自由基作为可调优异分子导体与可切换自旋滤波器
介观与纳米尺度物理
2021-11-24 v2 材料科学
摘要
我们展示了一类在分子电子学与自旋电子学中具有卓越性能的新分子。基于菲并茚（phenalenyl）的自由基是稳定自由基，其电子性质可通过杂原子取代轻易调控。我们采用基于密度泛函理论的非平衡格林函数（NEGF-DFT）计算表明，该类分子在单分子结中展现出可调的自旋与电荷输运性质。我们的模拟确定了不寻常高电导率与强自旋滤波之间的设计原理与相互作用：在所研究的四个自由基中，有两个在中等电导（）下展现出超过80%的自旋滤波效率，且可通过偏压控制进行调控。反之，两个作为中等自旋滤波器的自由基是优异导体，其低偏压电导可达 。这得益于单占或单空分子轨道与电极费米能级的异常良好对齐，克服了通常困扰分子电子学的费米能级钉扎限制。我们表明，优异电导与高自旋滤波效率之间的这种相互作用由单占（空）分子轨道与电极费米能级之间的能量对齐决定，而对于菲并茚自由基，这可通过审慎的杂原子取代轻易控制。
引用
@article{arxiv.2107.07328,
title = {Phenalenyls as tunable excellent molecular conductors and switchable spin filters},
author = {Manuel Smeu and Oliver L. A. Monti and Dominic McGrath},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.07328},
year = {2021}
}