Enhancing Thermoelectric Properties Through a Three-Terminal Benzene Molecule
讨论了具有三个金属端的苯分子的热电输运。使用一般的本地和非本地传输coeffcients，我们研究了不同的电导和热功率系数内的线性响应制度。基于Onsager系数，这取决于终端效率的数量，效率在最大功率进行了研究。在三端设置与调谐温度差，一个很大的提高的品质因数进行了观察。结果还表明，第三端模型可以是有用的，以提高效率在最大输出功率相比，两端模型。
2018-05-21 cond-mat.mes-hall
Three-terminal devices to examine single molecule conductance switching
我们报告的单分子晶体管器件的电子输运测量，将联吡啶-二硝基低聚亚苯基-亚乙炔基二硫醇（BPDN-DT），一个已知的分子表现出电导切换在其他测量配置。我们观察到滞后电导开关在8%的设备与可测量的电流，并发现，开关特性对栅极电压的依赖性是罕见的相比，其他单分子晶体管器件。这表明极化子的形成不太可能是这些器件中开关的原因。我们讨论这一点和替代开关机制。
2006-07-14 cond-mat.mes-hall
Three-terminal thermoelectric transport through a molecule placed on an Aharonov-Bohm ring
分析了通过Aharonov-Bohm通量穿过的环的热电输运，其中一个臂上具有分子桥。传输电子也与该分子的振动激发相互作用。这个纳米系统连接到三个终端：两个是电子库，提供传输电子，第三个是声子浴，使分子振动热化。传输系数的表达式，涉及所有的电荷和热流的温度和化学电势差之间的终端，推导出二阶的电子振动耦合。在线性响应下，所有这些系数都服从完整的Onsager-Casimir关系。当声子浴保持在与电子库的温度不同的温度下时，在分子振动和传输电子之间交换的热流可以转换成电流和/或热电子流。相关的输运系数，只存在于电子振动耦合，改变符号的电子终端之间的互换和磁通量的符号变化。它也表明，Aharonov-Bohm通量可以提高这种类型的转换。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall
Three-terminal thermoelectric transport through a molecular junction
本文讨论了分子桥中的热电输运，着重讨论了输运电子与分子振动模耦合所引起的非弹性过程的影响。特别地，发现当分子强烈耦合到其自身的热浴时，其可以处于与电子库的温度不同的温度，分子和电子之间的热流可以转换成电流。推导出这种转换和类似的传输系数的表达式，并概述了一个可能的情况下，增加其幅度。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall
Fabrication of Nano-Gapped Single-Electron Transistors for Transport Studies of Individual Single-Molecule Magnets
为了研究单分子磁体的电子输运特性，研制了三端单电子晶体管器件。通过多层光学和电子束光刻对器件进行图案化。电迁移引起的纳米线断裂可靠地产生1-3 nm的间隙，SMM可以位于间隙之间。通过一个单一的Mn 12（3-噻吩羧酸）的电导显示库仑阻塞效应与几个激发在+/- 40 meV。
2007-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric Field Controlled Magnetic Anisotropy in a Single Molecule
我们已经测量了量子输运通过一个单独的Fe $_4$单分子磁铁嵌入在一个三端设备的几何形状。在非弹性隧穿谱中观察到相邻电荷态的特征零场分裂及其磁场演化。我们表明，分子保留其磁性，而且，磁各向异性显着增强的可逆电子添加/减去控制的栅极电压。因此，单分子磁性可以通过电气方式控制。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-interference-controlled three-terminal molecular transistors based on a single ring-shaped-molecule connected to graphene nanoribbon electrodes
我们研究了全碳氢分子晶体管，其中锯齿形石墨烯纳米带扮演着连接到环形18-轮烯分子的三个金属电极的角色。使用非平衡格林函数形式主义结合密度泛函理论，最近扩展到多终端设备，我们表明，拟议的纳米结构呈现指数小传输时，源极和漏极连接在一个配置，确保相消干涉的电子路径周围的环。第三个电极，作为一个附加的无限阻抗电压探针或作为一个“空气桥”的顶栅覆盖一半的分子环，引入移相，使晶体管进入“开”状态，其传输在后一种情况下接近一个单一的传导通道设备的最大极限。通过后一种器件的电流也可以通过施加栅极电压来控制在远离平衡状态。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall
Spin-Dependent Electron Transmission Model for Chiral Molecules in Mesoscopic Devices
各种基于器件的实验已经表明，某些手性分子中的电子转移可能是自旋依赖性的，这种现象称为手性诱导自旋选择性（CISS）效应。然而，由于这些设备的复杂性和缺乏理论上的理解，它并不总是清楚在多大程度上的分子的手性特征实际上有助于在这些实验中的磁场依赖的信号。为了解决这个问题，我们在这里报告的电子传输模型，评估的作用，在两端和多端线性制度电子输运实验中的CISS效应。我们的模型表明，对于CISS效应，手性相关的自旋传输伴随着自旋翻转电子反射过程。此外，我们表明，需要两个以上的终端，以探测在线性政权的CISS效应。此外，我们提出了两种类型的多终端非本地传输测量，可以区分CISS效应从其他磁场依赖的信号。我们的模型提供了一个有效的工具，审查和设计CISS相关的传输实验，并启发CISS效应本身的机制。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall
Giant resistance change across the phase transition in spin crossover molecules
结合密度泛函理论和量子输运的非平衡格林函数方法，从理论上证明了自旋交叉分子纳米结中大电阻变化的电子起源.在自旋交叉相变时，前线分子轨道之间的电子能隙发生剧烈变化。因此，当分子被纳入一个双终端设备，电流增加了高达四个数量级的自旋变化的响应。这相当于超过3,000%的磁阻效应。由于自旋交叉化合物的典型相变临界温度可以扩展到远高于室温，因此自旋交叉分子似乎是在分子水平上实现自旋器件的理想候选者。
2012-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intramolecular coupling of terminal alkynes by atom manipulation
通过热活化的末端炔的类双偶联广泛用于表面化学。在这里，我们展示了一个分子内版本的原子操作进行这种反应。我们使用来自尖端的电压脉冲来触发吸附在Cu（111）上的双层NaCl上的定制合成的前体分子内的末端炔碳之间的类似双链节的偶联。通过原子力显微镜和扫描隧道显微镜对前体分子和产物的不同构象进行了分子结构表征，并结合密度泛函理论计算。我们揭示了部分脱氢的中间体提供洞察的反应途径。
2020-08-24 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Electron transport in multi-terminal molecular device
在密度泛函理论和非平衡Keldysh理论的框架下计算了四端分子器件的电子输运性质。额外的两个终端导致新的属性，包括一个显着的负微分电阻不存在于一个双端设置，和伪门效应。一般来说，四个终端和中心分子之间的量子干涉导致复杂的非线性行为，这取决于偏置下各个分子状态的排列及其与引线的耦合。
2009-08-29 cond-mat.mes-hall
Current-voltage Characteristics of Molecular Conductors: Two versus Three Terminal
本文讨论了一个“刚性分子”（在外场中不变形的分子）作为标准三端MOSFET配置中的导电沟道是否可以提供相对于标准硅MOSFET的任何性能优势的问题。耦合量子输运和泊松方程的自洽解表明，即使对于非常小的沟道长度（约1 nm），“良好回火”的分子FET也需要与"良好回火“的传统MOSFET相同的静电考虑。换句话说，我们表明，就像在传统的MOSFET，栅极氧化层的厚度需要远远小于沟道长度（分子的长度）的栅极控制是有效的。此外，我们表明，一个刚性的分子与金属源极和漏极接触具有温度无关的亚阈值斜率远大于60 mV/十年，因为金属诱导的间隙状态的通道，防止它突然关闭。然而，由于半导体接触的带限性质，该缺点可以通过使用半导体接触来克服。
2002-10-30 cond-mat.mes-hall
Spin filtering in all-electrical three-terminal interferometers
与双端器件不同，在双端器件中，时间反演不变的自旋-轨道相互作用不能单独地使自旋旋转，当电子从一个源库流入两个（或更多个）单独的漏库时，可以产生这样的极化。我们提出了两个例子的解析解。首先，我们证明了通过“钻石”干涉仪传输到两个漏的电子可以同时完全自旋极化沿不同的可调方向，即使当干涉仪的两个臂是不相同的。第二，我们证明了一个螺旋分子连接到多个漏极上，可以在通过它的电子中引起显著的自旋极化，即使当电子进入不同的漏极最终不相干地混合到一个吸收库中时，平均极化仍然保持非零。这可以解释最近的实验对某些螺旋手性分子的自旋选择性。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Fano resonances and Aharonov-Bohm effects in transport through a square quantum dot molecule
研究了耦合2 $\times$ 2量子点阵列中的Aharonov-Bohm效应.当中间点的能级不匹配时，发现由Fano干涉引起的显著电导下降，该电导下降在存在磁通量的情况下被提升。在大的失配下，电导出现了一种新的五峰结构。线性电导的Aharonov-Bohm演化强烈地依赖于点能级的配置以及点间和点-引线耦合强度。此外，点-引线耦合之间的磁通量和不对称性可以引起电导峰的分裂和合并。
2001-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing molecule-internal mechanisms that control phonon heat transport through single-molecule junctions by a genetic algorithm
该研究利用遗传算法在庞大化学空间中系统搜索高、低声子热导分子，并揭示调控单分子结热输运的关键分子内部结构与干涉机制。
2025-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simulations of molecular logic gates
在这里，我们提出了四端分子器件作为功能逻辑门（与，或非和异或，分别）。这种器件由连接到金电极并位于栅极端子之间的单个有机分子组成。详细讨论了分子逻辑门的工作原理。栅极电压的输入信号可以修改通过器件承载的电流的输出信号（对于所施加的源极-漏极偏置的具体值）以模拟经典（布尔）逻辑运算。电流-电压（I-V）特性的计算方案基于Landauer输运理论，其中分子借助于紧束缚模型描述，金电极在有效的Newns-Anderson理论内处理，并且栅极端子被建模为电容器板。
2003-09-29 cond-mat.mes-hall
Electron transport through a single-molecule junction with multiple pathways under time-periodic fields: A Floquet-scattering formalism
我们开发了一种新的通用配方，探索光驱动的电子输运通过单分子器件与多个途径。提出了三个独立的系统，包括（i）一个基于苯乙炔大环（PAM）的两端分子结，（ii）PAM与三个终端，和（iii）一个并行的分子电路。计算结果表明，基于PAM的光开关具有鲁棒的大开关比和弱场工作条件，对非对称分子-引线耦合不敏感。此外，在计算结果中，单光子和双光子辅助隧穿的场振幅幂律是明显的，并且该定律可以通过微扰分析来证明。对于基于PAM的光电路由器，我们表明，它是可能的操纵电流通过PAM分子的方向，通过使用弱的线偏振激光场。对于由分子量子点构成的并联电路，利用旋波近似和高频近似导出了隧穿相干破坏的条件。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Physics and Nanoelectronics
重新考察了电子在某些模型量子系统中的输运性质。给出了一个简单的紧束缚框架来描述系统，其中所有的数值计算都是使用格林函数形式主义。首先，我们展示了四种不同的多环烃分子，即苯，萘，蒽和并四苯的电子输运。据观察，通过这些分子导线的电子传导是高度敏感的分子-电极耦合强度和量子干涉的电子波通过不同分支的分子环。我们的研究预测，要设计一个分子电子器件，除了分子本身，分子耦合和分子与电极的界面几何形状是非常重要的。其次，基于Aharonov-Bohm效应的概念，我们对利用简单介观环设计经典逻辑门进行了深入的研究。单个介观环或两个这样的环被用于建立逻辑运算，其中关键控制参数是由环穿过的磁通量。这一分析结果对制作中纳米级逻辑门具有一定的参考价值。最后，我们使用Landauer-Büttiker形式主义解决了通过单个苯分子的多终端量子输运。非常有趣的是，我们看到三端苯分子可以作为电子晶体管工作，并且这种现象通过电流-电压特性得到了证明。所有这些电子输运的基本特征可以为研究电子在多终端量子系统中的传导提供一个基本的理论框架。
2011-03-21 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance through a single molecule
使用单分子来设计电子器件是一种极具挑战性的，从根本上不同的方法，以进一步缩小电子电路。双端分子器件如二极管首先被预测[1]，最近，实验测量[2]。门的加入使分子晶体管的研究成为可能[3-5]。一般来说，为了提高数据处理能力，不仅要考虑电子的电荷，还要考虑它的自旋[6，7]。这个概念已经在由薄金属膜组成的巨磁阻（GMR）结中开创[8，9]。然而，跨分子的自旋输运，即分子自旋电子学仍然是一项具有挑战性的工作。作为这一领域的重要的第一步，我们已经完成了一个实验和理论研究自旋输运的分子GMR结由两个铁磁电极由一个单一的氢酞菁（H2 Pc）分子桥接。我们观察到，即使H2 Pc本身是铁的，将其纳入分子结可以提高一个数量级的磁电阻到52%。
2011-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conduction mechanisms in biphenyl-dithiol single-molecule junctions
基于密度泛函理论计算，我们报道了一系列新近合成的联苯二硫醇分子的单分子电荷输运性质的详细研究[D. Vonlanthen等人，Angew.化学成分：Int.Ed.48，8886（2009）; A. Mishchenko等人，Nano Lett. 10，156（2010）]。两个苯环之间的扭转角θ，以及因此π共轭的程度，由烷基链和甲基侧基控制。我们考虑了三种不同的配位几何形状，即顶-顶，桥-桥，和空心-空心的终端硫原子绑定到一个，两个和三个金表面原子，分别。我们的计算表明，不同的配位几何形状引起的电导变化的一个数量级为同一分子。不考虑配位几何形状，电荷输运计算预测的电导，这是由我们的实验测量证实的cos^{2} π的依赖性。我们观察到，通过联苯二硫醇的计算传输通常由π电子形成的单个传输本征通道主导。在我们的理论中，只有对于共轭完全破缺的单个分子，我们才发现了中空-中空型接触的理想通道简并性。
2012-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-terminal graphene single-electron transistor fabricated using feedback-controlled electroburning
本文报道了一种采用反馈控制电烧法制备的单层石墨烯三端单电子晶体管（SET）的室温库仑阻塞效应。侧栅电极和石墨烯量子点之间的小间隔导致与针对背栅电极发现的值相比大多达3倍的栅极耦合。这允许使用约1V的小侧栅极电压在导电和库仑阻挡状态之间进行有效调谐。该技术可能在未来用于制造基于石墨烯的室温单电子晶体管或具有增强的栅极耦合的三端单分子晶体管。
2015-09-22 cond-mat.mes-hall
Theoretical evaluation of [V$^{IV}$(α-C$_3$S$_5$)]${^2-}$ as nuclear-spin sensitive single-molecule spin transistor
在分子纳米自旋电子学在量子计算中的直接应用中，单分子自旋晶体管可以用来测量和控制核自旋量子比特。当电子自旋反转其极化时，电导发生跳跃，这发生在能级之间的所谓反交叉，而这又只发生在由核自旋状态决定的特定磁场中。到目前为止，这一过程仅用于铽（III）双（酞菁）配合物。在这里，我们从理论上探讨了一个高度稳定的分子自旋量子比特，钒三-二硫醇盐配合物[V $^{IV}$（α-C $_3$ S $_5$）] ${^2-}$是否有类似的行为。我们考虑这种分子夹在一个两端器件中，并确定了自旋相关的电导。我们验证了在最小偏置电压下的传输通道不与所占据的自旋轨道重叠，这表明自旋态可以在传导机制中存活。我们估计了一些物理参数来指导实验，并通过将其应用于两个化学相关的钒配合物来验证理论方法的鲁棒性。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proposal for a local heating driven spin current generator
我们提出了一种两端自旋轨道干涉仪，在它的一个臂上插入一个热分子来产生纯自旋流。局部加热是通过将分子的振动模式耦合到第三个（声子）库来实现的。我们表明，这种自旋量热效应是由于自旋相关的波干涉和非弹性散射的综合影响。值得注意的是，该装置将热流转化为自旋极化电流，即使没有施加任何电压或温度差的电子终端。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall
Reply to "Comment on 'Spin-dependent electron transmission model for chiral molecules in mesoscopic devices'"
在这里，我们再次强调在手性系统中产生CISS（自旋电荷电流转换）和在两端电子器件中检测它作为磁阻之间的区别。我们还强调了重要的电气测量结果之间的差异，在线性响应政权和那些在非线性政权。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric three-terminal hopping transport through one-dimensional nanosystems
一个双位纳米结构（例如，一个“分子”）桥接两个导电引线和连接到声子浴被认为是。最接近费米能的两个相关能级各自与其引线相连。引线具有略微不同的温度和化学势，并且纳米结构还耦合到热（第三）声子浴。评估了3 X 3线性传输（“Onsager”）矩阵，以及随之而来的新的品质因数，并且发现其非常有利于热电能量转换。
2012-01-22 cond-mat.mes-hall
Field-induced Conductance Switching by Charge-state Alternation in Organometallic Single-Molecule Junctions
通过单个分子的电荷传输可以受到位于传输路径中的氧化还原活性金属中心的电荷和自旋状态的影响。这些分子的固有性质通常通过改变分子的电化学和磁环境来解决，这一过程需要具有多个端子的复杂设置。在这里，我们表明，氧化和还原的有机金属化合物含有铁，钌或钼中心可以单独触发的电场施加到一个两端分子结。尽管所有化合物都表现出偏压依赖性滞后，但含Mo化合物还表现出突然的电压诱导电导切换，在小于1.0V的电压刺激下产生超过1000的高到低电流比。DFT计算确定了局部的，氧化还原活性分子轨道，其与电极弱耦合并且由于自旋而与引线的费米能紧密对准，极化的基态是Mo中心所特有的。这种情况打开了一个额外的缓慢和不相干的跳跃通道的运输，触发整个分子的瞬态充电效应和强滞后与前所未有的高低到高的电流比。
2016-09-05 cond-mat.mes-hall
Charge transport through image charged stabilized states in a single molecule single electron transistor device
本文对一种新的分子电荷输运机制进行了详细的理论描述，该机制适用于固体器件中两个宏观电极之间的单分子电荷输运。电子和静电相互作用的Hubbard型模型表明，金属电极的紧密接近可以允许电子从电极直接隧穿到分子上的非常局部的图像电荷稳定状态。由于这种机制，可以在通常不允许分子HOMO-LUMO间隙被横向的能量尺度内访问异常大量的氧化还原态。通过合理的参数设置，可以获得与最近的实验值的良好拟合。理论模型还被用来搜索这种效果的物理边界，它被发现，一个相当狭窄的几何空间是可用于新的机制是有效的：在特定的情况下，oligophenylenevinylene分子最近在这样的设备中探索的几个原子在终端苯环需要在范德华距离的电极，以使该机制是有效的。该模型预测，化学吸附的终端苯环太金电极将阻碍图像电荷效应非常显着，因为分子被推离电极的共价巯基-金键。
2005-03-21 cond-mat.mes-hall
Controlling quantum transport through a single molecule
本文采用自洽Hartree-Fock近似下的非平衡格林函数方法研究了单环芳香轮烯分子及其衍生物的多末端量子输运。提出了一种新的器件概念，量子干涉效应晶体管（QuIET），其利用源自分子对称性的完美相消干涉，并且通过引入破坏对称性的退相干和/或弹性散射来控制电流。这种方法克服了困扰许多纳米器件提案的功耗和环境敏感性的基本问题。
2005-08-18 cond-mat.mes-hall
Electric-field control of interfering transport pathways in a single-molecule anthraquinone transistor
应当理解，分子共轭在通过单分子结的电荷传输中起重要作用。在这里，我们研究电子输运通过蒽醌基单分子三端器件。通过使用由栅电极诱导的电场，分子被还原，导致非谐振微分电导增加十倍。理论计算将微分电导的变化与还原诱导的共轭变化联系起来，从而解除了运输途径的相消干涉。
2015-07-31 cond-mat.mes-hall
Unusual Spin Polarization in the Chirality Induced Spin Selectivity
手性诱导的自旋选择性（CISS）是指电子在通过纳米器件中的有机手性分子后得到自旋极化的事实。在CISS中，手性分子通常被认为是一个自旋过滤器，通过它一个有利的自旋传输和相反的自旋得到反射，即，透射和反射的电子表现出相反的自旋极化。在这项工作中，我们指出，这样的自旋过滤器的情况下矛盾的原则，平衡自旋流必须消失。相反，我们发现透射和反射的电子呈现相同类型的自旋极化，这实际上是普遍存在的两端器件。更准确地说，手性分子扮演的角色是自旋极化器而不是自旋过滤器。自旋极化的方向由分子的手性和电子入射方向决定。自旋极化的大小与器件中的局域自旋轨道耦合有关。我们的工作带来了对CISS的更深入的理解，并解释了最近的实验，例如，CISS驱动的异常霍尔效应。
2022-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of organic polyradicals in a single-molecule transistor
在一个单一的OPE5为基础的分子的自旋态的共隧穿光谱的启发，我们调查的前景，纯有机分子的磁性电控制接触在一个三端几何。使用栅电极，分子在三种不同的氧化还原状态之间可逆地切换，磁谱揭示了分子上的铁磁和反铁磁交换耦合。这些观察结果被证明是由一个有效的低能量海森堡模型，我们证实微观的一个简单的价键描述的分子。这些初步研究结果表明，一个有趣的路线走向功能化的全有机分子磁性。
2012-12-15 cond-mat.mes-hall
Contact effects in spin transport along double-helical molecules
我们报告的自旋输运沿双螺旋分子系统通过考虑各种接触配置和两个螺旋链之间的不对称性的制度完全相干电荷输运。我们的结果表明，没有自旋极化出现在双端分子器件耦合到一维电极。如果在系统电极-分子-电极中存在一个单一位点的\emph{bottleneck}，则在有限宽度电极的情况下同样成立。然后，额外的失相是必要的，以诱导自旋过滤效应。相反，非零自旋极化被发现在分子器件与多个终端或两个有限宽度的电极，他们每个人都连接到一个以上的网站的分子。然后，可以通过增加两股之间的不对称性来增强自旋极化的幅度。指出通过选择合适的电极数目和电极与分子的连接方式，双螺旋分子器件可以在低温下产生自旋过滤效应而不发生退相。
2014-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Dzyaloshinskii-Moriya interaction in transport through single molecule transistors
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的结果表明，在一个单分子晶体管的自旋倾斜。我们预测的非线性传输签名的自旋轨道耦合的分子二聚体的一般情况下，这种效果。使用主方程计算的电导，并发现表现出非平凡的依赖于外部磁场的大小和方向。我们展示了如何三端传输测量允许确定的耦合矢量特征的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。特别是，我们展示了它的方向，定义分子内的自旋手性，可以探测铁磁电极。
2009-11-03 cond-mat.mes-hall
Negative differential conductance in molecular junctions: an overview of experiment and theory
分子电子学的最终目标之一是创造出能够补充并最终取代硅基微电子技术的技术。为了实现这一目标，必须识别和表征模拟当今半导体元件的至少一些电气行为的电子特性。负微分电导（NDC）是这种行为的一个突出例子，其中器件端子两端电压的增加导致通过器件的电流减少。本综述主要介绍在金属-单分子-金属结中观察到的NDC现象，大致分为两部分。在第一部分中，主要的实验证明在单分子结的NDC进行了严格的概述，重点是主要的观察和他们可能的物理起源。第二部分介绍了单分子结中的NDC理论，通过简单的模型阐明了导致NDC的可能机制。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Transverse Magnetic Anisotropy by Electronic Transport through a Single-Molecule Magnet
利用电子输运方法，研究了嵌入三端结中的Fe $_4$单分子磁体（SMM）的横向磁各向异性。特别是，我们确定在原位的横向各向异性的分子从显着的强度调制的线性电导，这是观察到的施加磁场的函数。所提出的技术在超过SMM的隧道分裂的能量尺度的温度下工作。我们推断，一个单一的Fe $_4$分子在结中捕获的横向各向异性是远远大于体值。
2015-11-11 cond-mat.mes-hall
Length-dependent Seebeck effect in single-molecule junctions beyond linear response regime
本文从理论上研究了具有任意长度链状桥的单分子结的非线性塞贝克效应的特性。我们采用紧束缚模型来计算电子通过系统的传输。重点分析了热电压$V_{th} $和微分热电势$ S $与桥长的关系。结果表明，随着桥的延长，$ V_{th} $变强，$ S $增长。我们讨论了桥耦合到电极和特定特性的终端站点上的长度依赖性的$ V_{th} $和$ S $时出现的系统超出线性响应政权的桥的影响。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
Transport signature of pseudo-Jahn-Teller dynamics in a single-molecule transistor
我们计算了通过分子二聚体的电子输运，其中过量的电子在等效单体上离域，这可以局部扭曲。在这个系统中，玻恩-奥本海默近似被打破，导致机械和电子运动的量子纠缠。我们发现，伪Jahn-Teller（pJT）动力学的分子引起的电导峰，表明这种违反。它们的大小、符号和位置急剧地依赖于分子的机电性质，这可以在最近开发的具有机械控制的三端结中变化。预测的效果关键取决于过量电子的分子内离域的程度，该参数在物理化学中也具有根本的重要性。
2009-03-11 cond-mat.mes-hall
Graph-theoretical evaluation of the inelastic propensity rules for molecules with destructive quantum interference
我们提出了一种基于图论的方法，用于评价在其弹性传输中表现出完全破坏性量子干涉的分子的非弹性倾向规则。该方法使用一个扩展的邻接矩阵对应的分子的结构图计算的格林函数与连接的电极之间的网站，从而状态的电子振动耦合矩阵必须满足相应的条件，以观察终端之间的非弹性信号。该方法可以完全自动化，我们提供了一个功能网站，运行使用Wolfram Mathematica的代码，该代码返回破坏性量子干涉配置的图形描述以及广泛的一类分子的相关非弹性倾向规则。
2017-05-10 cond-mat.mes-hall
Memristive properties of single-molecule magnets
单分子磁铁弱耦合到两个铁磁导线作为电子电路中的记忆装置-它们的响应取决于历史，而不仅仅是瞬时施加的电压。我们表明，磁各向异性引入了一个广泛的分离的时间尺度之间的快速和缓慢的弛豫过程中的系统，这导致了一个显着的内存依赖在一个广泛的中间时间制度。我们研究了响应于谐波变化的偏置电压从缓慢到快速驱动内的主方程的方法。该系统不是纯忆阻的，而是在短时间尺度上显示出部分电容响应。在中间时间区，分子自旋可以作为双端分子存储器件的状态变量。
2012-09-21 cond-mat.mes-hall
An All-Electric Single-Molecule Motor
近年来，人们提出并合成了许多类型的分子马达，它们表现出不同的运动方式，并由不同的驱动力（如光、热或化学反应）提供燃料。提出了一种基于电场驱动和电流检测的三端单分子器件中分子偶极旋转运动的新型分子马达。这种全电子设计的关键方面是分子的共轭主链，它同时提供转子取向的潜在景观和通过电导率的调制对该取向的实时测量。使用量子化学计算，我们表明，这种方法提供了对运动的速度和连续性的完全控制，从而在很宽的温度范围内结合了分子水平上的电气和机械控制。此外，化学可以用来改变设备的所有关键参数，使各种新的实验分子马达。
2010-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Multi-terminal far-from-equilibrium thermoelectric nano-devices in the Kondo regime
从理论和实践的角度来看，寻求良好的热电材料和/或高效热电装置是首要的。具有量子点或分子的低维结构是实现这一目标的有希望的候选者。电子之间的相互作用、远离平衡的条件和强非线性输运是影响器件有效性的重要因素。本文分析了二端量子点在大的热$ΔT$和电压$V$偏置下的热电势以及三端系统作为热机的性能。为了适当地消除这些条件下的非线性效应，引入了两个不同的塞贝克系数，推广了线性响应表达式。热致电流和热电流的直接计算表明，与最近的工作一致，热电热机的效率由所提供的功率测量是最大的远离平衡。此外，发现量子点上的电子之间的强库仑相互作用降低了在最大功率处的效率和传递功率的最大值，无论是在近藤制度还是在它之外。
2019-08-23 cond-mat.mes-hall
Superconducting molybdenum-rhenium electrodes for single-molecule transport studies
我们证明，通过单分子或分子系综，通常基于金（Au）电极的电子传输，可以扩展到超导电极结合金与铼-铼（MoRe）。这种组合在至少4.6开尔文的温度和6特斯拉的磁场下诱导金中的邻近效应超导电性，改善了之前报道的铝基超导纳米结。作为一个概念的证明，我们通过一个单独的Fe $_4$单分子磁体的三端电子输运测量。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Transport via coupled states in a C60 peapod quantum dot
我们已经测量了系统的重复避免交叉在低温三端传输通过碳纳米管与封装C60分子。我们表明，这是一个主机量子点与杂质的杂交的一般效果。定义明确的纳米管允许识别杂质的性质，我们认为这是纳米管内的C60分子链。这两个子系统之间的电子耦合打开了有趣的和潜在的有用的可能性，通过管接触封装的分子。
2010-02-02 cond-mat.mes-hall
Electric control of a $\{Fe_4\}$ single-molecule magnet in a single-electron transistor
使用第一性原理方法，我们从理论上研究了一个单独的$\{Fe_4\}$单分子磁铁（SMM）连接到金属引线的单电子晶体管的几何形状的属性。我们发现，导电引线不影响中性SMM的自旋有序性和磁各向异性。另一方面，铅对分子的带电状态的各向异性有很强的影响，这在库仑阻塞传输中被探测。此外，我们证明，外部电势，建模的栅电极，可以用来操纵系统的磁性能。对于带电分子，通过使额外电荷与更靠近磁芯的栅极电压局部化，各向异性幅度和自旋排序收敛到针对隔离的$\{Fe_4\}$ SMM发现的值。我们比较这些发现与最近的量子输运实验在三端设备的结果。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall
Multi-terminal Molecular Wire Systems: A Self-consistent Theory and Computer Simulations of Charging and Transport
我们提出了一个自洽的方法来评估的电子电流流过多端分子线。该方法是基于Buttiker- Landauer理论，该理论将电流与单电子散射概率联系起来。散射问题的解决使用紧束缚形式的薛定谔方程，其中包括一个自洽的评价在该地区的分子线的静电势。我们将该方法应用于连接到金属引线的三端分子线。分子线是具有硫醇端基的π共轭碳链，在交替的薄金属和绝缘膜的多层的裂开边缘上自组装。链的末端键合到充当源极和漏极的两个外部金属层，并且链桥接充当栅极的第三（内部）金属层。我们表明，晶体管的动作应该发生在这个设备中，如果在金属栅极的表面上有吸收的原子，获得电荷的栅极电压增加，从而增强栅极和分子之间的相互作用，并创建一个强大的势垒，阻碍电子沿分子线流动。我们发现，电子孤子起着重要的作用，该系统的响应施加电压。
2000-09-25 cond-mat.mes-hall
Singlet-Triplet Kondo Effect in Blatter Radical Molecular Junctions: Zero-bias Anomalies and Magnetoresistance
本文在低温断裂结中研究Blatter自由基单分子结，观测到两类零偏压近藤异常及高负磁电阻，并将其归因于由自由基分子与侧向耦合分子构成的双量子点系统中的单重态-三重态近藤效应，证明该自由基可用于低温双端自旋电子器件。
2024-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gating the charge state of a single molecule by local electric fields
电子受体分子TCNQ被发现在两个不同的整数电荷状态嵌入到单层的电荷转移复合物的金表面时。扫描调谐光谱测量通过零偏近藤共振的存在/不存在来识别这些状态。增加（尖端诱导的）电场允许我们可逆地诱导TCNQ物种分别从它们的阴离子或中性基态氧化/还原。我们表明，不同的基态是由底层表面电位的轻微变化引起的，这里所示为三端器件的栅极。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Tuning molecular thermal conductance through endgroup modification and halogen substitution
University of Toronto（多伦多大学）
通过端基修饰和卤素取代调节单分子热导，发现不同取代基对热导有显著影响，且热导在碳原子数超过八时趋于饱和。
2025-12-13 cond-mat.mes-hall
The multi-terminal Josephson effect
在两个弱耦合超导体之间建立相位相干和非耗散（超）电流，称为约瑟夫森效应，在基础物理学和计量学、精密传感、高速数字电子学和量子计算的应用中起着基础作用。结的范围从平面绝缘氧化物到单个原子、分子、半导体纳米线，并且通常到任何有限尺寸的相干导体。最近，两个以上的超导终端的结获得了广泛的关注的背景下编织的马约拉纳费米子在固态的容错量子计算，并访问物理和拓扑结构的维度高于三。在这里，我们报告的第一个观察约瑟夫森效应在3-和4-终端结，在一个自上而下的方式从半导体/超导体（InAs/Al）外延二维异质结构制造。由于相互作用，N端结的临界电流成为同时允许的超电流的（N-1）维流形的边界。这种流形的测量形状可以用介观超导性的散射理论来解释，并且它们对结的对称类非常敏感。此外，我们在每个端子对上同时观察到显著的高阶（高达8个）多个Andreev反射，这验证了正常散射的多端子性质和我们器件中的高界面质量。考虑到先前显示的载流子密度的栅极控制和InAs/Al异质结构中的自旋轨道散射的证据，以及与其他2D材料的器件兼容性，这里报道的多端约瑟夫森效应可以成为拓扑超导性的物理和应用的测试平台。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Laser controlled molecular switches and transistors
我们研究了通过弱耦合的单分子来控制光电流的可能性。一个主方程的方法通过一个分子的运输相结合的Floquet理论的时间依赖性的分子。这产生了一个有效的数值方法来评估的电流通过时间依赖性的纳米结构中存在的一个有限的外部电压。我们提出了在适当调节激光场驱动的二端和三端分子电子器件中的可调谐光电流开关，即一类新型的分子晶体管。
2002-05-22 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
The Smallest Molecular Switch
从头算总能量计算揭示苯二硫纶（BDT）分子的金表面上，接触的单原子金STM尖端有两类低能量的构象与不同的对称性。尖端的横向运动或分子的激发使其从一种构象类改变为另一种构象类，并在强导电状态和弱导电状态之间切换。因此，令人惊讶的是，尽管它们明显简单，这些Au/BDT/Au纳米线被示出为电双稳态开关，迄今为止最小的双端分子开关。传统的或新型的自组装STM的实验提出来测试这些预测。
2003-01-16 cond-mat.mes-hall
Redox-Induced Gating of the Exchange Interactions in a Single Organic Diradical
在三端结中嵌入磁性电活性分子允许自旋电子器件和量子门中期望的磁性的快速和局部电场控制。在这里，我们提供了一个例子，这种控制通过一个单一的全有机中性双自由基分子的可逆和稳定的充电。通过非弹性电子隧道谱（IETS），我们表明，添加的电子占据的分子轨道不同于那些包含两个自由基电子，形成一个自旋系统与三个反铁磁耦合自旋。改变分子的氧化还原状态，就可以通过添加的电子打开和关闭两个自由基自旋之间的平行交换路径。这种分子内磁相互作用的电控门控构成了单分子$\sqrt{\text{SWAP}}$量子门的基本成分。
2018-05-21 cond-mat.mes-hall
Proposal for all-electrical spin manipulation and detection for a single molecule on boron-substituted graphene
自旋态的全电写入和读出因其在高能效自旋电子学器件中的应用前景而备受关注。在这里，我们表明，严格的第一性原理计算的基础上，自旋性质可以操纵和检测的分子spinterfaces，其中铁四苯基卟啉（FeTPP）分子沉积在硼取代的石墨烯（B-G）。值得注意的是，通过栅电极实现$S=1$和$S=3/2$状态之间的可逆自旋切换。我们可以将其起源追溯到Fe- $d_{{z}^2}$和B- $p_z$轨道之间的强杂化。结合密度泛函理论和非平衡格林函数理论，我们提出了一个实验上可行的三端体系来探测自旋态。此外，我们展示了如何在平面内的量子输运的B-G，这是非自旋极化，可以被修改的FeTPP，产生一个显着的传输自旋极化附近的费米能（$>10\%$的典型覆盖）。我们的工作为利用分子自旋界面实现全电自旋电子学器件铺平了道路。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall
Robust organic radical molecular junctions using acetylene terminated groups for C-Au bond formation
有机顺磁分子和电活性分子作为分子电子和自旋电子器件的核心元件引起了人们的兴趣。目前，进一步的进展受到分子/电极接触的适度稳定性和再现性的阻碍。本文报道了一种带有一个和两个末端炔基的持久性有机自由基的合成，该自由基可形成Au-C σ键。研究了室温下自组装单分子膜的形成、稳定性和单分子结的电子输运。这两个系统的组合分析表明，这种连接器形成了一个强大的共价键与金和更好地定义接触相比，传统的硫基连接器。密度泛函理论和量子输运计算支持实验观察，突出了C-Au基结的电导值的可变性降低。我们的发现推进了对基于电活性分子的设备的鲁棒性和再现性的追求。
2018-05-22 cond-mat.mes-hall
