بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، در رهیافت بستگی قوی به کمک روش تابع گرین تعمیم یافته، ترابرد الکترونی یک پیوندگاه فلز-پلی استیلن-فلز در موقعیتهای مختلف طول و درجهی دوپارش بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که رسانندگی الکترونی دستگاه در انرژی فرمی، ابسته به اندازهی طول پلیمر و درجهی دوپارش آن به طور نمایی کاهش مییابد. از این خاصیت میتوان برای طراحی قطعات الکترونیک مولکولی بهره جست.
مقدمه
در سالهای اخیر ترابرد الکتریکی در نقاط کوانتومی، سیمهای کوانتومی، نانو بلورها و نانو لولهها رشد چشمگیری داشته است.[1] پلیمرها یکی از مهمترین مواد در عرصهی رساناهای یک
بعدی هستند، که موضوع رسانش الکتریکی آنها با کشف خواص رسانش الکتریکی پلیمر پلیاستیلن وارد علم فیزیک شد.[2] همچنین به تازگی توجه قابل ملاحظهای به ترابرد الکترون در ابزارهای تکمولکولی که نقش مهمی در توسعهی ابزارهای نانوالکترونیک ایفا میکنند، شده است، روشهای پیشنهادی متفاوتی براساس نگرش لانداور که بیان کنندهی تناسب رسانش الکتریکی با ضریب عبور است، وجود دارد 3]و.[4 یک روش بر اساس ماتریس انتقال 5]و[6 و دیگری استفاده از فرمولبندی تابع گرین است 7]و.[8 در این مقاله برای یک سیم کوانتومی متناوب از جنس پلی-استیلن به کمک روش تابع گرین در رهیافت بستگی قوی ضریب عبور و چگالی حالتها محاسبه میشود. نوارهای انرژی و ناحیهی گاف به ازای طولهای متفاوتی از سیم و درجهی دوپارش - اختلاف بین قدرت پیوندهای یگانه و دوگانه - مقایسه میشود.
فرمولبندی
در این بخش به ارائهی فرمولبندی لازگ برای محاسبهی رسانش سیم مولکولی در نگرش بستگی قوی میپردازیم.
نتایج
در شکل 1 یک پیوند مولکولی متشکل از یک پلیمر پلیاستیلن و دو نیم سیم فلزی را نشان میدهد. در ابتدا سیم مولکولی در موقعیتهای مختلف طولی با پیوندهای یگانه βs 0.836 و پیوندهای دوگانه βd 1.164 با طولهای متفاوت، همچنین درجهی دوپارش متفاوت مقایسه میشود. انرژیهای پرش بین سیم مولکولی و الکترودها 0.8 WL - R - ، همچنین انرژی پرش بین هیدروژن و کربن 0.01 H در نظر گرفته میشود.
نمودارهای 2 و 3 رفتار رسانش الکتریکی و چگالی حالتهای الکترونی را برحسب انرژی در درون و بیرون پنجرهی انرژی پلی استیلن برای سه طول مختلف N 6,8, 10 را نشان میدهد. در هر دو نمودار ناحیه تونلزنی و تشدیدی کاملاً مشخص است. در داخل گاف پنجرهی انرژی نمودار چگالی حالهها تقریبا مستقل از طول رفتار میکند. همچنین در ناحیهی تشدیدی، افزایش طول سیم، طول قلههای تشدیدی را تغییر نمیدهد ولی تعداد قلهها به نسبت افزایش تعداد یاختههای سیم مولکولی افزایش مییابد.
در نمودار چگالی حالتها نیز رفتار نمودار در ناحیهی تونل- زنی مستقل از طول سیم است در حالیکه پهنای قسمت تشدیدی با افزایش طول سیم کاهش مییابد. همچنین ارتفاع قلهها نیز افزایش مییابد. در این قسمت سعی بر این است که با در نظر گرفتن مقادیر متفاوت برای انرژیهای پرش پیوندهای یگانه و دوگانه - دوپارش - ، رسانش الکتریکی و چگالی حالتهای الکترونی را بررسی کنیم. شکل 4 و 5، نمودار تغییرات log T و DOS را برحسب انرژی برای سه درجهی مختلف دوپارش، برای پلی-استیلن نشان میدهد. همانطور که دیده میشود با افزایش درجهی دوپارش گاف انرژی بیشتر میشود و رسانش الکتریکی در ناحیه گاف با بزرگترشدن درجهی دوپارش، ضعیفتر میشود.
