联苯二硫醇单分子结中的倾斜角景观与电导温度依赖性

利用基于密度泛函理论的输运方法，我们研究了连接至金电极的几种联苯衍生二硫醇 (BPDDT) 分子的导电性质。BPDDT 分子的不同之处在于其侧基，这些侧基控制着 $\pi$-电子系统的共轭程度。我们分析了低偏压零温电导对两个苯环单元之间倾斜角 $\phi$ 的依赖性，发现其紧密遵循 $\cos^2(\phi)$ 规律，这与有效 $\pi$-轨道耦合模型的预期一致。我们表明，苯环的倾斜导致零温电导下降约两个数量级，即从平面构型变为环相互垂直的构型时。此外，我们证明侧基除了决定 $\phi$ 外，对电导没有影响。所有这些都与 Venkataraman 等人最近的实验 [Nature 442, 904 (2006)] 一致。最后，我们研究了电导及其涨落的温度依赖性，发现所考察的分子之间存在定性差异。在此分析中，我们考虑了对温度行为的两个贡献：一个来自 Fermi 函数，另一个来自对不同接触构型的热平均。我们阐明，通过适当的设计可以减少由温度引起的分子几何结构变化所导致的电导涨落。