Room-temperature gating of molecular junctions using few-layer graphene nanogap electrodes
我们报道了一种在室温下稳定的可门控分子结的制备和测量方法。这些器件是通过在反馈控制的电燃烧形成的几层石墨烯纳米间隙内沉积分子而制成的。间隙具有1- 2nm量级的间隔，如从用于隧穿的西蒙斯模型估计的。分子结在室温下显示门控IV特性。
2012-02-07 cond-mat.mes-hall
Charge Transport in C$_{60}$-based Single-Molecule Junctions with Graphene Electrodes
我们采用密度泛函理论（DFT）电子结构计算和Landauer输运理论相结合的方法，研究了基于C $_{60}$的石墨烯单分子结中的电荷输运.特别地，研究了分子桥的构象和石墨烯电极的终止类型上的输运性质的依赖性。此外，通过结的电子路径进行了分析，使用本地电流的理论。结果表明，在与以前的实验一致，一个显着的依赖性的偏置极性，这是合理化的分子的电子结构的输运性质。它还表明，边缘状态的石墨烯封端诱导额外的传输通道，占主导地位的运输在小电压。边缘状态的重要性，运输深刻地依赖于接口的几何形状的交界处。
2017-01-11 cond-mat.mes-hall
Decoupling environmental modes from tunneling electrons in a partially wet phase molecular mechanically controllable break junction
本文提出了在环境条件下的量子效应。苯二硫醇（BDT）分子或四氢呋喃（THF）分子用作从机械可控断裂结桥接金电极的阻挡分子。很长时间以来，人们都知道结的环境与传导耦合。利用微观流体层，实际上可以影响这种耦合。电极-分子-电极结构衬有THF流体的微观层，也称为部分湿相。这有效地将电极-分子-电极系统与该系统外部的环境模式解耦。对相干性和量子干涉的影响是例外的。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall
Highly conductive molecular junctions based on direct binding of benzene to platinum electrodes
高导电性的分子结是由两个Pt电极之间的苯分子的直接结合形成的。电导率，同位素位移的非弹性光谱和散粒噪声的测量与计算相比，提供了一个稳定的分子结的苯分子被保存完好，并通过碳原子键合到铂铅的迹象。该结具有与金属原子结相当的电导（约0.1- 1Go），其中电导和传输通道的数量由分子在不同电极间距离处的取向控制。
2008-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Edge state effects in junctions with graphene electrodes
我们考虑具有石墨烯电极的平面结，其由放置在两个单层石墨烯半平面的边缘之间的单级系统（“分子”）形成。我们计算了半无限单层电极扶手椅和锯齿形边缘的情况下，电极的边缘格林函数和相应的铅的分子水平的自能。我们展示了两个主要效应：第一，特殊的能量依赖性能级加宽，反映了在低能量下石墨烯中的体密度态的线性能量依赖性，以及第二，分子能级能量的移位和分裂，由于边缘态的影响，在锯齿形边缘的情况下尤其明显。这些效应在有限的偏置和栅极电压下产生奇特的电导特性。
2012-10-21 cond-mat.mes-hall
Molecular junctions in the Coulomb blockade regime: rectification and nesting
通过单分子的量子输运对分子-电极接触的强度非常敏感。在这里，我们调查的情况下，充电效应发挥重要作用（库仑阻塞制度）的模型分子结弱耦合到外部电极的行为。作为一个极小模型，我们考虑一个具有两个空间分离的施主和受主位置的分子结。根据它们与电极的相互耦合，所得到的传输观测值显示出定义良好的特征，例如I-V特性中的整流效应和稳定性图的嵌套。为了能够完成这些结果，我们已经开发出一种理论，允许探索充电制度通过非平衡格林函数形式主义平行于广泛使用的主方程技术。我们的研究结果，超出了他们的实验相关性，提供了一个透明的框架，系统和模块化的包含更丰富的物理现象学。
2007-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An important impact of the molecule-electrode couplings asymmetry on the efficiency of bias-driven redox processes in molecular junctions
两个最近的实验（李，J.~ \emphj{et al}，\emph{Proc.\ Natl.\ Acad.\ Sci.\ U.~S.~A.} { \bf 2014}，111，1282-1287）和理论研究（Bâldea，I，\emph{Phys.\ Chem.\ Chem.\ Phys.} \ { \bf 2014}，16，25942-25949）已经解决了调谐嵌入纳米结中的单分子的分子电荷和振动性质的问题。这些是迄今为止在宽范围内有效实验控制的分子特征。在这里，我们提出了一个一般性的论点，证明为什么，在各种可能的实验平台，其中活性分子不对称耦合到电极是优选的那些对称耦合实现（几乎）完整的氧化还原过程，以及为什么电化学环境具有优势的“干”设置。这项研究的目的是帮助纳米制造分子结使用最合适的平台，使尽可能广泛的偏置驱动控制的氧化还原状态和振动模式的单分子连接到电极。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dichotomy between Level Broadening and Level Coupling to Electrodes in Large Area EGaIn Molecular Junctions
本研究以金表面氟封端低聚苯SAM为例，验证单能级模型可复现大面积EGaIn分子结的I-V曲线，并揭示分子轨道-电极耦合与轨道展宽的二分性，且展宽与SAM覆盖度及轨道倾角相关。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electroplating of conformal electrodes for vacuum nanogap tunnel junction
在本研究中，我们在矽基板上沉积铜电极，以实现大面积的电子穿隧真空奈米间隙。我们使用阴极涂层，阴极旋转，不对称电流制度，和电解质温度稳定，以获得规则的几何形状的铜电极，并降低其内部张力。随后，改变内部张力以实现预定义的表面曲率（凹面或凸面）。对于12 mm直径的Ag/Cu电极，我们从Ag侧实现了40 nm/mm的曲率。电极直径减小到3 mm允许曲率低至2.5nm/mm。它还允许在7 mm 2的面积上制造具有小于5 nm宽的纳米间隙的两个共形电极。这种电极可以用于在混合的电子和热隧穿机制中进行有效的能量转换和冷却。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall
Photon-Assisted Tunneling through Molecular Conduction Junctions with Graphene Electrodes
石墨烯电极为分子传导纳米结中的金属接触提供了合适的替代方案。在这里，我们建议使用石墨烯电极作为有效的光子辅助隧道通过分子传导纳米结的平台。我们预测在频率为$ω$的外部电磁场的作用下，与石墨烯无带隙光谱的修改相关的边带能量$\sim n\hbarω$（$n$是整数）处评估的急剧增加的电流。使用掺杂的石墨烯电极的一个侧面益处是与石墨烯电极或分子桥中发生的过程相关的光电流的偏振控制。后一个过程伴随着石墨烯片中的表面等离子体激元激发，这使得它们更有效。我们的研究结果说明了石墨烯接触在分子电子学中相干控制光电流的潜力，支持单分子器件的可能性。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall
Quantifying the relative molecular orbital alignment for molecular junctions with similar chemical linkage to electrodes
估计的前沿分子轨道之间的相对对齐，占主导地位的电荷传输通过单分子结的理论是一个挑战。这就需要超越密度泛函理论所提供的广泛使用的框架的方法，在该框架中，科恩-沙姆“轨道”被视为真正的分子轨道，而事实并非如此。在本文中，我们报告了通过量子化学计算获得的结果，包括EOM-CCSD（运动方程耦合簇单和双），这是最先进的量子化学中等大小的分子，如这里考虑的。这些理论结果与从基于4，4 '-联吡啶和1，4-二氰基苯的结的实验中提取的相对于电极费米能的分子轨道能量偏移的数据进行了验证。
2015-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Dithiocarbamate Anchoring in Molecular Wire Junctions: A First Principles Study
最近的实验实现[J。美国化学学会，127（2005）7328]中描述的在金表面上的各种二硫代氨基甲酸酯自组装打开了使用二硫代氨基甲酸酯接头将分子线锚定到金电极的可能性。在本文中，我们探讨这个假设计算。基于密度泛函理论和非平衡格林函数，计算了4，4 '-联吡啶（BP）、4，4'-联吡啶-1，1 '-双硫代酸盐（BPBC）和4-（4'-吡啶基）-1-硫代酸包合物（BPC）分子结的电子输运性质.我们证明了与共轭二硫代氨基甲酸酯连接体相关的较强的分子-电极耦合加宽了费米能附近的透射共振。随着$π$共轭从分子延伸到金电极的加宽效应导致BPBC分子的电导增强。在外加偏压为1.0 V时，电导增强因子高达25。预测了具有不对称锚定基团的BPC分子线结的整流行为。
2007-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rectification effect in organic junctions based on aryl thin films covalently attached to a multilayer graphene electrode
在分子-电极界面处，分子与电极材料之间的量子相互作用是影响有机结电子输运性质的主要因素。在两种物质之间耦合强度的驱动下，它主要导致相互作用分子轨道的加宽和能量移动。使用新的电极材料，如最近的半导体二维纳米材料，已成为分子有机电子学领域的一个新挑战，为控制界面电子特性和电荷注入特性开辟了新的可能性。在这篇文章中，我们报告了使用原子级薄的二维多层石墨烯薄膜作为垂直结构有机结的基极。利用紫外光电子能谱学研究了双噻吩基苯重氮分子与多层石墨烯电极之间的共价键结所主导的界面电子结构，并与标准金电极结上的结果进行了比较.这种接口的室温注入性能也已探讨了电子传输测量。我们发现，尽管态密度，费米能和注入势垒的强烈变化，与Au基电极和多层石墨烯基电极的有机结显示出类似的电子响应。我们解释了这一观察的底部电极双（噻吩基）苯分子界面处发生的强烈的轨道耦合和通过钉扎的杂化分子轨道。
2018-05-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Impact of electrode density of states on transport through pyridine-linked single molecule junctions
通过实验与DFT计算对比Ag和Au电极上吡啶分子结的电导，揭示Au因相对论效应具有更高d态密度从而增强轨道耦合，并证明分子能级对齐不遵循简单功函数规则。
2015-04-01 cond-mat.mes-hall
Magnetic tunnel junctions based on ferroelectric Hf0.5Zr0.5O2 tunnel barriers
在两个铁磁电极之间的铁电隧道势垒（多铁性隧道结，MFTJ）是未来微电子器件中最有前途的概念之一。与此同时，哈夫尼亚基铁电体显示出器件小型化到纳米级的巨大潜力。在这里，我们利用铁电Hf0.5Zr0.5O2（HZO）的厚度只有2 nm，外延生长在La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）铁磁电极，作为一个大的带隙绝缘势垒集成在MFTJ与钴顶部电极。如先前对于具有类似电极的其他MFTJ所报道的，隧穿磁阻（TMR）可以被调谐，并且其符号甚至可以通过跨结的偏置电压而反转。我们展示了四个非易失性电阻状态所产生的磁场和电场开关在这个系统中具有很高的再现性。
2019-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Controlled Electrode Magnetization Alignment in Planar Elliptical Ferromagnetic Break Junction Devices
控制磁性元件的磁化反转过程对于利用磁阻效应的广泛应用是重要的，但是对于需要能够接触单个分子或量子点的相邻薄膜结构的器件是难以实现的。我们报告的制造和测量的铁磁断裂结设备与平面，椭圆形的领导，以解决控制相邻电极之间的相对磁化对齐的特殊挑战。低温传输测量，有限元微磁模拟的支持下，被用来表征在一个范围内的电导水平的磁阻响应。我们证明，平行于椭圆的难磁化轴施加的面内外部场可以用于可控地切换的源极和漏极的磁化之间的单畴状的平行和反平行的配置的设备在隧穿制度。
2016-10-27 cond-mat.mes-hall
Electrode effects on the observability of destructive quantum interference in single-molecule junctions
破坏性量子干涉（QI）作为分子电子学的新范例已经引起人们的兴趣，因为电子电导广泛地依赖于破坏性QI效应的发生或不发生。为了解释实验观察到的传输特性，有必要了解所有组件的结上的电子输运的影响。我们在密度泛函理论的框架内进行非平衡格林函数计算，以评估通过具有不同QI性质的芘分子结的输运的结构-功能关系。锚基团和电极的化学性质控制费米能级排列，这决定了破坏性QI的可观测性。一个彻底的分析允许解开的传输功能所产生的分子和电极。有趣的是，石墨烯电极在低偏置状态下引入了特征，这可能会掩盖或被误解为QI效应，而不是源于边缘的拓扑性质。因此，这种第一性原理分析提供了明确的指示，以指导解释实验研究，这是不能从简单的休克尔模型计算。
2022-09-22 cond-mat.mes-hall
Hybrid single-electron turnstiles with thick superconducting electrodes for improved quasiparticle relaxation
我们展示了基于阴影蒸发的高质量超小型正常金属-绝缘体-超导体隧道结的制造，其中超导电极的厚度不受小结尺寸要求的限制。的结之间形成的薄膜锰掺杂的铝作为正常的导电电极，覆盖着一个较厚的，超导层的纯铝。我们的特点的结的子间隙电流-电压测量和电荷泵测量在栅极驱动的混合单电子晶体管，作为一个旋转门操作的单电子。该技术允许向具有接近理想的热化超导储层的旋转栅门前进，这是在混合旋转栅门中达到超导电流量化精度的先决条件。我们进一步提出了一种替代的方法来实现小结厚铝引线的基础上多角度沉积。这项工作使未来的调查的旋转栅门的超导体以外的铝，并有利于其他各种铝隧道结器件，准粒子热化是必不可少的。
2017-09-28 cond-mat.mes-hall
Transport in T-shaped ballistic junction
本文研究了三端T形结中线性和非线性区域的弹道输运。浮动电极充当散射体并且修改直接沟道（在源极和漏极电极之间）中的电导。在低电压极限下，电导表现出维格纳阈值效应和弯曲电阻。维格纳奇点的特定形状可以通过向浮置电极施加电压以及通过费米能级的移位来改变。该系统还表现出滤波特性，在结中传播的不同模式之间的电流分布。反向作用的电流在直接通道上的浮动电极中的电压的变化被认为是在非线性政权。
2011-12-29 cond-mat.mes-hall
Dynamical coupling and negative differential resistance from interactions across the molecule-electrode interface in molecular junctions
负微分电阻-随着偏置电压的增加而减小的电流-是在各种分子结中观察到的反直觉效应。在这里，我们提出了一种新的机制，可能是负责这样的效果，基于强库仑分子中的电子和最接近的分子上的原子上的电子之间的相互作用。库仑相互作用引起电子-空穴结合穿过分子-电极界面，导致重整化和增强的分子-电极耦合。使用自洽非平衡格林函数方法，我们表明，有效耦合是非单调的偏置电压，导致负微分电阻。该模型是符合最近的实验观察，表明负微分电阻和耦合强度之间的相关性。我们提供了详细的建议，实验测试，这可能有助于阐明负微分电阻的起源。最后，我们证明了界面库仑相互作用不仅影响分子结的I-V曲线，而且影响分子结的热电性能。
2013-09-11 cond-mat.mes-hall
Mechanisms of jump to contact and conductance plateau formation in copper atomic junctions in vacuum and aqueous environments
通过第一性原理理论和半经验计算，探讨了水分子和单原子接触之间的相互作用，反映在铜原子结的电导和机械力。我们研究的影响的原子几何形状的铜电极的金字塔和非晶体结构的存在和不存在的水的电导分布的电极接近对方。结果表明，纳米接触的原子排列对平台的形成和电导值有至关重要的影响。在电极之间形成直接Cu-Cu接触之前，氢键合的水分子的基团桥接结电极。然而，通过单个H $_{2}$ O分子桥接两个铜电极仅发生在与金字塔电极的结中。我们的研究结果表明，H $_{2}$ O分子的存在强烈修改这些路口的电导分布。在没有水分子的情况下，金字塔结表现出连续的整数电导平台之间的过渡，而在H $_{2}$ O分子的存在下，这些结显示出突然跳跃到接触行为，没有明确的电导平台。相比之下，在不存在H $_{2}$ O分子的情况下，非结晶结显示跳跃到接触行为并且没有明确的平台，而在存在H $_{2}$ O分子的情况下，它们显示跳跃到接触以及分数和整数平台之间的突然转变。
2020-05-16 cond-mat.mes-hall
Magnetism and Spin Transport of Carbon Chain between Armchair Graphene Nanoribbon electrodes
采用紧束缚哈密顿量、平均场哈伯德模型和Landauer-Butikker方法研究了扶手椅型石墨烯纳米颗粒（AGNR）电极间碳链的磁性和自旋输运性质.结果表明，只有奇数碳链在链-石墨烯结中显示出内禀磁矩。碳链-石墨烯结的电子、磁性和自旋输运性质强烈依赖于碳链在AGNR电极之间的位置和长度。有趣的是，我们在所有奇数碳链-石墨烯结中发现了费米能附近的完全自旋极化传输，无论它们的长度如何，也没有任何磁场和磁性电极。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall
Synthesis and electrical properties of fullerene-based molecular junctions on silicon substrate
本文报道了在硅衬底上制备富勒烯基分子结的方法和电学性质。在硅衬底上，高π共轭分子C60（π量子阱）通过烷基链（σ隧道势垒）与电极隔离。首先，Si/SiO2/ \sigmaC 60结构通过顺序合成（3种不同路线）或通过直接接枝预合成的C60-σ-Si（OEt）3分子来制备。我们描述了这些路线的化学合成和分子单分子膜的物理化学性质。然后，在Si/SiO2/σC60结上用硫醇化的悬汞电极添加第二个σ隧道势垒。我们比较了Si/SiO2/σC60//Hg和Si/SiO2/σC60// \sigmaHg分子结的电子输运性质，并通过跃迁电压谱证明了通过改变C60核与Hg金属电极之间的烷基链长度（即C60核与Hg金属电极之间的烷基链长度），可以将富勒烯LUMO -金属费米能级偏移从~ 0.2 eV调整到~ 1 eV。e.从直接C60//Hg接触到14个碳原子隧道势垒）。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-filter magnetoresistance in magnetic barrier junctions
研究了夹在铁磁（FM）电极和非铁磁（NM）电极之间的自旋过滤隧道势垒磁性隧道结中的隧道电流和磁阻（TMR）。研究是基于转移矩阵法和自由电子近似。数值结果表明，自旋输运依赖于FM电极和自旋过滤势垒的相对磁化方向，当FM电极和自旋过滤势垒的磁矩平行时，隧道电流最大.还发现，TMR随施加电压的增加而增加。
2003-10-15 cond-mat.mes-hall
Magnetic tunnel junctions with ferroelectric barriers: Prediction of four resistance states from first-principles
磁性隧道结（MTJ）是由两个铁磁电极通过薄的绝缘阻挡层分隔而成的，目前用于自旋电子器件，例如磁性传感器和磁性随机存取存储器。最近，在纳米尺度的铁电性的演示的驱动下，薄膜铁电屏障被提出来扩展MTJ的功能。由于电导对电极的磁化排列（隧穿磁阻）和铁电势垒中的极化取向（隧穿电阻）的敏感性，这些多铁性隧道结（MFTJ）可以用作四态电阻器件。基于第一性原理计算，我们研究了具有非对称界面的SrRuO 3/BaTiO 3/SrRuO 3薄膜晶体管的四种电阻状态。我们发现，这样的MFTJ的电阻显着改变时，电极化的强度的障碍是逆转和/或当电极的磁化从平行切换到反平行。这些结果揭示了MFTJ作为多功能自旋电子器件的应用前景。
2008-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural Origins of Conductance Fluctuations in Gold-Thiolate Molecular Transport Junctions
我们报告详细的原子模拟结合高保真度的电导计算，以探测热演化Au-苯-1，4-二硫代苯酚-Au结的电导波动的结构起源。我们比较结构上理想的交界处（电极与平面）的行为，结构上现实的，实验上有代表性的交界处产生的断裂结模拟。在结构上逼真的结中，金属原子的迁移率增强导致电导波动的幅度和起源发生显着变化。与理想结相比，实际结中的波动大2-3倍。此外，在结与高度变形的电极，电导波动主要是从Au的几何形状的变化，在与非变形的电极，其中的电导波动是由分子几何形状的变化占主导地位的结的结果相反。这些结果提供了重要的指导实验开发策略，以控制分子电导的设备应用程序，并调用简化的结构模型的结，以预测其行为的理论家。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Spin-dependent thermoelectric effects in transport through a nanoscopic junction involving spin impurity
在线性响应机制下，研究了磁性隧道结中大自旋杂质（如磁性分子或原子）嵌入势垒时的常规热电效应和自旋相关热电效应。杂质由巨自旋哈密顿量描述，同时考虑了单轴和横向磁各向异性。由于磁各向异性的横向分量的存在，隧穿电子的自旋可以在杂质上的散射期间被反转，即使在低温区域中。这种反转是由于隧穿电子与磁性杂质的交换相互作用而出现的。我们计算了Seebeck系数和自旋Seebeck系数，并分析了它们对自旋杂质和隧道结的各种参数的依赖关系。此外，传统的和自旋的品质因数，以及电子的热导的贡献被认为是。我们还表明，纯自旋电流可以驱动的自旋偏置施加到结自旋杂质，即使没有电子转移之间的电极可以发生。基本机制采用单电极隧穿过程（电极-自旋交换相互作用）和杂质作为角动量的中间库。
2014-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Overlapping Top Gate Electrodes based on Low Temperature Atomic Layer Deposition for Nanoscale Ambipolar Lateral Junctions
本文提出基于低温ALD氧化铪的重叠顶栅电极，以替代背栅/顶栅和分裂栅方案，并在碲化汞霍尔棒器件中用于研究不同量子霍尔态的相互作用。
2024-04-10 cond-mat.mes-hall
Ex-situ Tunnel Junction Process Technique Characterized by Coulomb Blockade Thermometry
我们研究了一种晶圆级隧道结制造方法，其中等离子体蚀刻通过覆盖底部Al电极的介电层限定隧道结区域。通过氧化结区中的底部电极来形成非原位隧道势垒。在150 mm晶片上的室温电阻映射给出了隧道结电阻的局部偏差值，其低于7.5%，平均值为1.3%。的偏差进一步调查的设备，其中有一个隧道结连接到四个阵列组成的N结（N = 41，结直径700 nm）的子-1 K测量。微分电导是在单结和阵列库仑阻塞温度计工作模式下测量的。通过将实验数据与理论模型拟合，我们发现对于2N+1结阵列，局部隧道结电阻偏差的上限为~ 5%。该值与由我们的实验装置的精度定义的最小可检测偏差具有相同的量级。
2010-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance statistics from a large array of sub-10 nm molecular junctions
由少量分子组成的器件构成了无机和有机电子器件都渴望达到的小型化极限。然而，数百万个分子结的集成，每个分子少于100个，这是一个长期的技术挑战，需要良好控制的纳米电极。在这里，我们报告了在大型亚10 nm单晶Au纳米点电极阵列上制造的分子结，这是一种新方法，使我们能够在单个导电原子力显微镜（C-AFM）图像中测量多达100万个结的电导。我们观察到两个峰的电导烷基硫醇分子。烷硫醇的半衰期衰减常数（β）与以前的研究在相同的范围内。通过瞬态电压谱获得的分子轨道的能量位置从峰到峰变化，与电导值相关。
2012-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonadiabatic corrections to electric current in molecular junction due to nuclear motion at the molecule-electrode interfaces
我们提出了量子电子输运理论，该理论在计算电流时考虑了电极-分子界面上原子运动的动力学效应。该理论是基于非平衡格林函数。我们在快相对时间和慢中心时间的格林函数中分离时间尺度。关于中心时间的导数在理论中充当小参数。我们使用Wigner表示实时求解分子格林函数的Kadanoff-Baym方程，并保持项关于中心时间导数的二阶。分子格林函数和因此的电流被表示为分子结坐标以及分子-电极界面核的速度和加速度的函数。我们应用该理论模拟了一个分子系统，研究了非绝热核运动对分子结电导率的影响。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Current rectification in a single molecule diode: the role of electrode coupling
我们证明了大整流比（> 100）在单分子结的基础上的金属氧化物簇（聚氧乙烯酸盐），使用扫描隧道显微镜（STM）在环境条件下和低温。这些整流比是在单分子结中观察到的最大整流比，此外，这些结还能维持大于10^5 A/cm^2的电流密度。通过以下的I-V特性与尖端分子分离的变化，我们明确地表明，整流是由于不对称耦合到电极的分子具有不对称的水平结构。这种机制可以在使用有机和无机分子的其他类型的分子结中实现，并为分子二极管的合理设计提供了一个简单的策略。
2015-06-24 cond-mat.mes-hall
Pinned interface dipole-induced tunneling electroresistance in ferroelectric tunnel junctions
基于目前密度泛函理论对铁电隧道结结构的预测，我们研究了具有非对称界面的FTJ中的电子输运，一个界面偶极被钉扎，而另一个界面偶极是可切换的。在对称电极的FTJ中，由于界面偶极的不可切换性，会产生隧道电阻。与TER与可切换界面偏振态的依赖关系相比，TER对钉扎界面偏振态的变化不敏感。当钉扎极化指向铁电膜和低的界面介电常数时，可以实现大的TER。此外，还讨论了结构中电极对TER的影响。
2014-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the conductance of molecular junctions: transparent versus tunneling regimes
我们提出了一个理论研究的分子结的输运特性，其中第一行双原子分子连接到（001）金和铂电极。我们发现，所有这些结的电导是电导量子单位$G_0$的顺序，说明它们属于透明制度。我们进一步发现，透射系数显示宽平台作为能量的函数，而不是通常的尖锐的共振信号中的隧穿制度的分子水平。我们使用Caroli的模型表明，这是一个相当通用的属性的透明制度的结，这是由一个强大的有效耦合之间的离域分子水平和导电通道在电极驱动。我们分析了金/苯和金/苯-二硫酚（BDT）结的透射系数和化学键合，以理解为什么后者显示出大的电阻，而前者是高导电性的。
2008-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unified Formula for Stationary Josephson Current in Planar Graphene Junctions
从理论上研究了弹道石墨烯系统中的稳态约瑟夫森电流，重点研究了由单层石墨烯片组成的平面结，其上沉积了一对超导电极。为了表征这样的平面结，我们采用两个参数：石墨烯片和超导电极之间的耦合强度，以及通过与电极直接接触在石墨烯片中引起的电位降。我们推导出约瑟夫森电流的一般公式，除了考虑这些参数，以及其他基本参数，如温度和化学势。由此产生的公式适用于广泛的参数，并在一定的限度内再现以前报道的结果。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
Transport properties of armchair graphene nanoribbon junctions between graphene electrodes
本文通过第一性原理量子输运计算揭示石墨烯电极间扶手椅型纳米带结在低偏压隧穿与高偏压共振两种机制下的电导规律，并验证边缘条件影响微弱。
2012-03-09 cond-mat.mes-hall
Effects of quantum interference on the electron transport in the semiconductor$/$benzene$/$semiconductor junction
采用紧束缚模型和广义格林函数方法，数值研究了半导体/苯/半导体结中量子干涉对苯分子电子输运的影响.我们展示了如何量子干涉源，不同的接触位置和本地门，可以控制电极/分子/电极结的传输特性。我们还研究了反共振态的发生在传输概率函数使用一个简单的图形计划（介绍了参考。[Phys. Chem. Chem. Phys，2011，13，1431]），用于苯分子和半导体（硅和二氧化钛）电极之间的接触的不同几何形状。
2015-01-23 cond-mat.mes-hall
Multilayer Edge Molecular Devices Based on Plasma Oxidation of Photolithographically Defined Bottom Metal Electrode
利用金属-绝缘体-金属隧道结的两个金属电极作为分子通道的两个电引线的多层边缘分子电子器件（MEMED）可以克服开发未来分子器件的长期存在的制造挑战。然而，制造MEMS绝缘体是MEMED制造中最具挑战性的步骤。提出了一种简化的分子器件方法，避免了在底部电极上沉积新材料以生长绝缘层。本文讨论了在光刻限定的区域内，通过一步氧化钽（Ta）底电极来生长MEMED绝缘体的方法，即通过氧化底金属电极本身来生长钽氧化物（TaOx）绝缘体。将有机分子团簇（OMCs）沿隧道结的周边跨接在1-3 nm的TaOx上，建立了高效的分子导电通道。OMC将TaOx基隧道结的非对称输运分布转化为对称输运分布。具有顶部铁磁（NiFe）电极的TaOx基隧道结表现出几个数量级的瞬态电流抑制。需要进一步的研究来加强电流抑制现象，并实现TaOx基多层边缘分子自旋电子学器件的全部潜力。
2011-11-22 cond-mat.mes-hall
Externally controlled high degree of spin polarization and spin inversion in a conducting junction: Two new approaches
我们提出了两种新的方法来调节自旋极化和自旋反转在一个紧束缚的框架内基于波导理论的导电结。该系统包括耦合到两个非磁性电极的在位置电势中具有有限调制的磁量子环。由于非常接近，在电极之间建立了额外的隧穿，这显著地调节了电子传输。与此同时，与站点电位相关联的相位可以在外部进行调谐，从而产生受控的传输概率。我们的结果是有效的参数值的范围很广，这表明我们的主张的鲁棒性。我们坚信，所提出的模型可以在实验室中实现。
2018-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of dephasing on thermoelectric efficiency of molecular junctions
在这项工作中，我们报告的热环境对分子结的热电效率的影响的理论分析结果。环境由与保持在不同温度下的电极相关联的两个热声子浴表示。进行分析，使用Buttiker模型内的散射矩阵形式主义计算电子传输通过系统。进一步发展了这种方法，使退相参数用包括热能、分子桥与电极间耦合强度和电子-声子相互作用特征能在内的相关能量来表示。它示出，后者显着影响热电效率通过所考虑的系统破坏的电子输运的相干性。
2014-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Polarized Magnetic Metal Electrodes for Magnetic Tunnel Junctions
School of Materials Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学材料科学与工程学院）；State Key Laboratory of Tropic Ocean Engineering Materials and Materials Evaluation, Beihang University（热带海洋工程材料与材料评价国家重点实验室，北京航空航天大学）；The Analysis & Testing Center, Beihang University（北京航空航天大学分析测试中心）
本文从磁有序视角审视磁性隧道结电极材料，比较铁磁体、反铁磁体和交变磁体的隧穿极化机制，提出有效极化是动量、轨道、对称性和界面分辨的输运性质，并强调将非常规自旋极化转化为实用隧穿功能。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Laterally proximized aluminum tunnel junctions
这封信介绍了一种新技术，使使用高品质的氧化铝隧道势垒与正常的金属电极在低温下制造的结的实验。利用反邻近效应，通过与正常金属电极的干净横向连接来降低铝点的超导电性。为了证明这种方法的有效性，完全正常状态的单电子晶体管（SET）和正常的金属-绝缘体-超导体（NIS）结应用接近铝结制造。的交界处的运输特性是类似的，从标准的理论模型，定期SET和NIS交界处。
2011-04-15 cond-mat.mes-hall
Heat dissipation and its relation to molecular orbital energies in single-molecule junctions
本文从理论上研究了单分子结中的热耗散。为了研究电极中的热耗散以及透射光谱与电子结构之间的关系，我们考虑了一个两能级分子桥连接电极的玩具模型。利用Landauer方法，我们展示了分子结电极中的热耗散与其传输特性的关系。我们发现，在一般情况下，热量是不相等的，在左，右电极的结，它依赖于偏置极性和相对于费米能级的分子的能级的位置。此外，我们利用C $_{60}$分子作为一个结，结果显示出良好的协议与玩具模型。我们的结果是显着的热耗散的意义上说，他们可以用来检测的能级的结在运输过程中占主导地位。
2016-08-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate-tunable electroresistance in a sliding ferroelectric tunnel junction
本文研究以滑动范德华铁电体为势垒、石墨烯为电极的隧道结，发现其电致电阻可通过偏压和栅压调控，并用考虑石墨烯量子电容的隧穿模型解释了该行为。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall
Dynamical Image Charge Effect in Molecular Tunnel Junctions: Beyond Energy Level Alignment
当电子在两个金属触点之间隧穿时，它会在电极中暂时感应出镜像电荷（IC），该电荷会对隧穿电子产生反作用。通常假设IC是瞬时形成的，因此镜像电位的静态模型适用。在这里，我们研究如何有限的IC形成时间影响电荷传输通过一个分子悬浮在两个电极之间。对于一个单能级模型，分析处理表明，电导被抑制的一个因素$Z^2$（相比静态IC近似），其中$Z$是准粒子重整化因子。我们表明，$Z$可以表示在电极的等离子体频率或电极的基态与分子上的电子和没有电子之间的重叠。第一性原理GW计算的苯二胺连接到金电极表明，动态修正可以减少电导的两倍以上。
2014-01-09 cond-mat.mes-hall
Current-induced atomic motion, structural instabilities, and negative temperatures on molecule-electrode interfaces in electronic junctions
分子电子结中的分子-电极界面容易发生化学反应、结构变化和由电流引起的局部加热效应。这些漏洞可能会被用于设备功能，或者可能会降低性能和设备寿命。我们开发了一个非平衡格林函数为基础的传输理论，在该理论中，中心区域的原子，更重要的是，分子电极界面上的原子被允许移动。慢核运动和快电子动力学的时间尺度的分离使得Kadanoff-Baym方程在Wigner空间中的代数解成为可能。其结果是，产生的解析表达式的动力学修正的解析计算的格林函数。这些动力学修正不仅依赖于瞬时分子几何形状，而且依赖于核速度。为了使理论方法完全自洽的，同样的时间分离的方法是用来开发的绝热，耗散和随机成分的电流诱导力的绝热格林函数的表达式。利用这些电流感应力，核自由度的运动方程被转换成朗之万方程的形式。该理论被应用于模拟分子电子结。我们观察到，分子电极化学键和电子耦合强度的弹性常数的值之间的相互作用，相应的电极是关键的结构不稳定性的外观，因此，电报切换的电流。确定了模型参数的范围，以观察结构稳定的分子结以及各种不同类型的电流诱导电报开关。界面结构的不稳定性也被量化的基础上的电流噪声计算。
2020-02-12 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph
Anomalous and Spin Hall Effects in a Magnetic Tunnel Junction with Rashba Spin-Orbit Coupling
从理论上研究了磁性隧道结中的反常和自旋霍尔效应，在这种结中，外加电压在隧道势垒层中产生Rashba自旋或位耦合。铁磁电极是自旋极化电流的源。隧穿电子由于施加的电场而在势垒内经历自旋-轨道耦合。电荷和自旋霍尔电流的功能内的障碍和电极的磁化之间的角度的位置计算。我们发现电荷和自旋霍尔电流都位于界面附近的势垒内。电流对磁性隧道结的磁性配置的依赖性使得通过电极的磁化的旋转由霍尔电流进行操纵成为可能。
2013-05-15 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric voltage switching in gold atomic wire junctions
本文利用\textit{ab initio}和半经验计算以及启发式推理的方法研究了金原子链在金电极上的热电性质。我们预测的热电电压引起的温度差在这样的交界处振荡，反复改变的符号，作为一个函数的原子数$N$组成的原子链。我们还预测的振荡幅度是成正比的$N$的长原子链。此外，我们预测，在某些情况下，如果在不改变$N$的情况下拉伸结，热电电压将改变符号。我们的预测适用于无论是否规则或不规则的电极晶界存在，以及是否电极是对称或不对称的。我们的研究结果可能为实现新的机械可控电压开关铺平道路，从而在能量收集应用中将热量直接转换为电能。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall
Tunnel transport through multiple junctions
我们计算了通过M（inf.）型双结的电导。Sn-Mm-Sn-M（inf.）和M（inf.）-型的三联点。Sn-Mm-Sn-Mm-Sn-M（inf.），其中M（inf.）是半无限金属电极，Sn是半导体的“n”层，Mm是金属的“m”层（与电极相同），并将结果与通过类型M（inf.）的简单结的电导进行比较。Sn-M（inf.）。结是二维的，并且它们的部分（电极和“活性区域”）在垂直于传输方向的方向上是周期性的。为了计算电导，我们使用格林函数Landauer-B $\ddot{u}$ ttiker形式主义。结的电子结构由紧束缚哈密顿量建模。对于一个简单的结，我们发现电导随半导体厚度呈指数衰减。对于双结和三结，电导随着中间金属厚度而振荡，并且呈现峰值，对于该峰值，电导增强1-4个数量级。我们发现，当有一个电导峰时，电导高于对应于一个简单的结。双结的电导与简单结的电导之比最大为146%，而三结的电导之比最大为323%。这些振荡的电导解释的结的有源区的能谱。
2008-10-02 cond-mat.mes-hall
Coulomb Blockade of Tunneling between Disordered Conductors
我们确定了隧道结电导的零偏异常的方法统一的传统库仑阻塞理论的超小结与无序导体中的扩散异常。考虑了电极内电子-电子相互作用和电极间电子-空穴相互作用的非微扰效应。给出了一维和二维结的显式结果，并讨论了超小结的交叉。
2001-08-31 cond-mat.mes-hall
Perfect spin filtering by symmetry in molecular junctions
在分子结中获得高自旋极化电流对于纳米自旋电子学器件是至关重要的。基于我们最近基于量子力学的理论论证，在原子尺度结中完全阻断一个自旋电导通道[A。Smogunov和Y. J. Dappe，Nano Lett. 15，3552（2015）]中，我们探索了所提出的机制的一般性以及各种铁磁电极（Ni、Co、Fe）和两种不同分子（四噻吩和对四联苯）实现的自旋极化电流的程度。对自由电极的自旋分辨局域态密度的简单分析使我们能够将Fe（110）确定为最佳电极，同时提供完美的自旋过滤和高电导。这些结果证实了$ab$ $initio$量子输运计算，是类似于先前报道的模型结。它被发现，此外，对-quatterphenyl分子的扭曲起着重要的作用，显着降低整体电导。
2019-06-11 cond-mat.mes-hall
Half-Metallic Fe/MgO Superlattice: An Ideal Candidate for Magnetic Tunnel Junction Electrodes
本研究通过理论计算证明，将Fe/MgO多层膜插入磁隧道结电极可同时实现低磁化、高垂直各向异性和高隧道磁阻，其半金属性导致极高的TMR。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The Meservey-Tedrov effect in FSF double tunneling junctions
当平行磁场使其中一个铁磁电极的磁化反转时，铁磁-超导体-铁磁电极（FSF）的双隧道结的电导会发生跳跃。这种变化通常归因于自旋阀效应或由于自旋积累而导致的超导体中的对断裂。本文指出，由于磁场改变了超导体中准粒子的能谱，所以Meservey-Tedrov效应也引起了电导的类似变化。偏压的反转使电导跃变的符号反转。
2004-10-19 cond-mat.mes-hall
Supercurrent reversal in Josephson junctions based on bilayer graphene flakes
研究了超导电极沉积的单层石墨烯片与双层石墨烯片接触时的约瑟夫森效应。发现当电极附着在双层膜的不同层上时，当双层膜区域未掺杂且没有垂直偏压时，约瑟夫森电流处于$π$状态。向结施加掺杂或偏压揭示了$π-0$转变，其可以通过改变温度和结长度来控制。这里的超导反转与铁磁约瑟夫森结非常不同，在铁磁约瑟夫森结中，自旋自由度起着关键作用。我们认为，散射过程伴随着层和亚晶格折射率的变化引起的散射相，其效果随掺杂和偏压。这种散射相负责$π-0$跃迁。另一方面，如果两个电极耦合到薄片的同一层或薄片具有AA堆叠而不是公共AB堆叠，则由于层或子晶格指数没有改变，所以结将总是处于$0$状态。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall
