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
Influence of chemical structure on the stability and the conductance of porphyrin single-molecule junctions
卟啉分子可以在没有锚定基团的情况下形成稳定的单分子连接。添加硫醇端基和吡啶轴向基团产生更稳定的结与低偏置电导的增加的扩展。这是一个结果，不同的桥接的几何形状在断裂过程中，其稳定性表现在随时间变化的电导测量。这与棒状分子形成强烈对比，棒状分子显示出一种优先结合几何形状。
2011-09-29 cond-mat.mes-hall
Spin-resolved dynamical conductance of correlated large-spin magnetic molecules
在近藤体系下，研究了大自旋分子与铁磁接触的有限频率输运性质。重点是在线性响应区的动态电导的行为，这是通过使用数值重整化群方法确定。结果表明，动态电导在很大程度上取决于器件的磁结构和分子的内禀参数。特别是，电导表现出的频率对应的偶极和四极交换场所产生的自旋相关的隧道的存在下的特征。此外，在分子中的动态自旋积累，与非对角线的自旋电导分量，预测。这种自旋积累成为增强与增加的自旋极化的铅，它导致在频率上的电导的非单调依赖性，局部最大值发生的特征能量尺度。
2017-02-20 cond-mat.mes-hall
Mechanically-Controlled Binary Conductance Switching of a Single-Molecule Junction
分子尺度的元件预计将成为纳米级电子器件的核心。虽然已经报道了原子量子点接触中的分子尺度开关，但单分子结通过分子设计提供了调节开/关电导状态的额外灵活性。到目前为止，单分子结中的开关被归因于分子的构象或电荷状态的变化。在这里，我们证明了可逆的二元开关在单分子结的金属分子接触几何形状的机械控制。我们发现，4，4 '-联吡啶-金单分子结可以通过反复的结伸长和压缩在两种电导状态之间可逆地切换。使用第一性原理计算，我们将不同的测量电导状态归因于在灵活但稳定的N-Au键处的不同接触几何形状：当N-Au键垂直于导电π系统时电导低，否则电导高。吡啶-金连接所固有的这种开关机制可以形成一类新的机械活化单分子开关的基础。
2009-01-08 cond-mat.mes-hall
Low-temperature Conductance Measurements On Single Molecules
发展了一种在低温下（T~30 K）对有机分子进行电导谱测量的实验方法。这扩展了机械控制断裂结的方法，该方法最近被证明适合于在室温下接触单分子。在低T下用共轭样品分子获得的电导数据显示出高度改善的数据质量，具有更高的稳定性、更窄的线宽和大大降低的噪声。因此，与其他测量以及与理论模拟的实验数据的可比性大大提高。
2002-12-12 cond-mat.mes-hall
Suppression of single-molecule conductance fluctuations using extended anchor groups on graphene and carbon-nanotube electrodes
由附着在贵金属电极上的单分子形成的器件表现出大的电导波动，这抑制了它们作为可再现功能单元的发展。我们证明，与平面锚定基团连接到碳基电极的单分子更弹性的原子尺度的变化，在接触，并表现出显着较低的电导波动。我们研究了2，6-二苄基氨基核心取代的萘二酰亚胺发色团连接到碳电极的菲锚或更广泛的锚基团，其中包括oligophenylene乙炔间隔的电导。我们证明，更多的空间扩展的锚基团电导波动显着减少。发现由长程隧穿引起的电流-电压特性是强非线性的，在约2.5V的阈值电压以下具有显著的电导抑制。
2014-05-14 cond-mat.mes-hall
Interference of Fano-Rashba conductance dips
研究了单模传输量子线中两个可调谐Rashba区的干涉。两个区域的透射率下降（Fano-Rashba下降）根据两个区域之间的距离而交叉或反交叉。对于大的分离，我们发现法布里-珀罗振荡由于向前和向后传播模式的干扰。在小的分离重叠倏逝模式发挥突出的作用，导致增强的传输和破坏的电导下降。给出了散射矩阵理论中的解析表达式，并讨论了器件中干涉效应的相关性。
2011-02-02 cond-mat.mes-hall
Differential Conductance Peak Exchange in Borromean Ring Single Molecule Transistors
虽然单分子晶体管已经在实验室研究中使用了很多年，但仍然有许多与电荷传输相关的细节尚未被描述。我们已经使用电迁移技术来创建一个纳米大小的间隙，用于在电子束光刻法定义的金线的最西端部分容纳单个分子。最近合成的Borromean环配合物被用作晶体管器件的活性分子元件。在单分子晶体管中，对于源极-漏极电压的扫描，通常会出现零电导的区域-称为电导间隙-其中心约为V_sd = 0。我们已经观察到这些电导间隙交换位置的相对侧上的差分电导峰作为改变栅极偏压的结果。我们将这种性质与流经分子的大多数载流子的符号变化联系起来。也就是说，当通过分子能级的电流在空穴流和电子流之间移动时，发生微分电导的测量变化。
2005-04-13 cond-mat.mes-hall
Vibrational nonequilibrium effects in the conductance of single-molecules with multiple electronic states
研究了单分子结中电荷输运的振动非平衡效应。重点研究了具有多电子态的分子桥，发现电子-振动耦合引发了各种电子振动发射和吸收过程，这些过程深刻影响着单分子结的电导性质和机械稳定性.采用主方程和非平衡格林函数的方法，这些过程进行了详细分析的一个通用模型的分子结和benzenedibutanethiolate绑定到金电极。
2008-12-01 cond-mat.mes-hall
Temperature effect in the conductance of hydrogen molecule
用多体理论计算了氢分子在$Pt$电极间的导电桥的电导，实验结果表明，电导$G=dI/dV$在量子单元$G_{0}=2e^{2}/h$附近有最大值.对$I-V$的依赖性呈现出峰和谷的特征，我们认为这种现象是由电子-声子相互作用引起的。在T=0时，声子能量$ω_{0}$满足$eV=ω_{0}$。我们计算了有限温度下的电导，并证明了$dG(T)/dV\propto 1/4T\cosh^{2}\frac{eV-ω_{0}}{2T}$。
2008-10-17 cond-mat.mes-hall
Negative differential conductance and super-Poissonian shot noise in single-molecule magnet junctions
基于单分子磁体的分子自旋共振器件是半导体纳米组装技术的最终目标之一。因此有必要了解单分子磁结的电子输运性质。本文研究了电子输运通过弱耦合的单分子磁体的负微分电导和超泊松散粒噪声特性，其中两个电极中的一个或两个都是铁磁电极.我们预测，负微分电导和超泊松散粒噪声，可以通过栅极电压调谐，敏感地依赖于源极和漏极的自旋极化。特别地，负微分电导区域中的散粒噪声可以源自负微分电导的不同形成机制而被增强或减小。快、慢传输通道之间的有效竞争是导致观察到的负微分电导和超泊松散粒噪声的原因。此外，我们还进一步讨论了超泊松散粒噪声区输运电流的偏度和峰度特性。我们的研究结果表明了一种可调负微分电导分子器件，并且高阶电流累积量的预测性质对于更好地理解通过单分子磁体结的电子输运非常有趣。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall
Interference Blockade in the Conductance of Organic Molecules
采用Landauer方法结合密度泛函方法研究了二苯乙烯分子的{ \em cis/trans}异构体与扶手椅型单壁碳纳米管连接的电导.对于一个给定的电极排列，两种异构体之间的传输显着差异被发现。对于一个给定的异构体，电导可以通过改变分子电极的相对取向的数量级变化。这两种效应都可以用一个简单的、物理上透明的干涉规则来解释，这表明在这样的分子系统中，通过不同的开关机制来进行直接的电导控制。
2002-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Conductance Oscillations in Metal/Molecule/Metal Switches at Room Temperature
电导开关已经在许多分子结器件中报道，但在大多数情况下还没有令人信服的解释。我们研究的电导开关在Pt/硬脂酸单层/Ti器件使用压力调制电导显微镜。对于电导率G>>G_Q或G<<G_Q的器件，其中GQ=2e^2/h是电导量子，观察到直径<30 nm的压力诱导电导峰，表明电极之间形成了纳米级导电通路。对于G_1 ~ 2G_Q的器件，除了电导峰外，还观察到电导下降和对局域压力的响应振荡。这些结果可以通过考虑沿两个部分透射电极表面之间的量子电导通道的干扰电子波来建模。我们的研究结果强调了这些设备作为原子级开关的可能性。
2007-03-10 cond-mat.mes-hall
Voltage-controlled binary conductance switching in gold-4,4'-bipyridine-gold single-molecule nanowires
利用低温机械可控断裂结技术（$T=4.2\,\text{K}$）研究了金-4，4 '-联吡啶-金单分子结。我们观察到的两个分子结合配置之间的概率电导切换，既受机械驱动，和所施加的电压。我们表明，两个电导状态的相对优势是可调的电极位移，而电压操纵引起的两个开关时间的指数加速。电压可调开关速率的详细调查提供了一个洞察可能的开关机制。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall
Tuning the thermal conductance of molecular junctions with interference effects
我们提出了一个\emph{ab initio}研究的干扰效应的作用，在单分子结的热导。更准确地说，使用基于密度泛函理论的第一性原理输运方法，我们分析了基于几种苯和低聚亚苯基乙炔衍生物的单分子结中的相干声子输运。我们发现，这些结的热导率可以通过包含取代基，诱导相消干涉效应，并导致相对于未改性的分子的热导率的降低进行调谐。特别是，我们证明了这些干扰效应表现为声子传输中的反共振，其能量位置可以通过改变取代基的质量来控制。我们的工作为分子结中的热管理提供了明确的策略，更一般地说，在纳米结构的金属-有机混合系统中，这对于确定这些系统如何作为高效的能量转换设备（如热电发电机和冰箱）非常重要。
2017-12-01 cond-mat.mes-hall
On the resilience of magic number theory for conductance ratios of aromatic molecules
如果可以建立简单的指导方针来理解如何利用量子干涉（QI）来控制通过单分子的电流，那么可以快速识别并随后筛选利用室温QI的新功能分子。最近，它被证明，具有芳香族核心的分子的电导率，具有不同的连接到电极，可以使用一个简单和易于使用的“幻数理论”预测。与计数规则和破坏性气的“卷曲箭头”描述相反，幻数理论捕获了许多形式的建设性气，它们可以发生在分子核心中。在这里，我们解决的问题是如何电导率的电子-电子相互作用的影响。我们发现，由于取消相反的趋势，当库仑相互作用和筛选由于电极被打开，电导率是相当有弹性的。因此，定性趋势的电导率与扩展π系统的分子可以预测使用简单的“非相互作用”的幻数表，而不需要大规模的计算。另一方面，对于某些连接性，与非相互作用电导率比的偏差可能是显著的，因此这种连接性对于探测单分子电子输运中的库仑相互作用、连接性和QI之间的相互作用是有意义的。
2019-03-08 cond-mat.mes-hall
Electronics and Chemistry: Varying Single Molecule Junction Conductance Using Chemical Substituents
我们测量了一系列取代的苯二胺分子的低偏压电导，同时打破了金点接触的分子溶液。通过这些取代苯的传输是通过非共振隧穿或超交换，与分子结电导取决于金属费米能级的排列最接近的分子水平。给电子取代基使分子轨道上升，使结电导增加，而吸电子取代基则相反。因此，对于测量的系列，电导与分子的计算电离势成反比。这些结果表明，占据态最接近金费米能级，表明通过这些分子的隧穿输运类似于通过绝缘膜的空穴隧穿。
2007-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Single-molecule conductance of a chemically modified, π-extended tetrathiafulvalene and its charge-transfer complex with F4TCNQ
我们描述了一种含有$π$ -扩展的四硫富瓦烯（exTTF）基团的分子线及其与F4 TCNQ的电荷转移复合物的合成和单分子电输运性质。我们使用自制的扫描隧道显微镜使用原位断裂结技术形成单分子结，电导范围在10 G $_{0}$到10 $^{-7}$ G $_{0}$之间。在这个范围内，我们没有观察到一个明确的中性母体分子的电导签名，这表明它的电导太低，或它不形成稳定的连接。相反，我们在对电荷转移复合物进行的实验中确实发现了明确的电导特征。由于我们预期这种物质具有比中性分子更高的电导率，我们相信这支持了中性分子的电导非常低的想法，低于我们的测量灵敏度。我们的理论计算进一步证实了这一点。据我们所知，这是首次报道的单分子电导测量的分子电荷转移物种。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of bonding of a CO molecule on the conductance of atomic metal wires
我们测量了4.2K下CO分子的成键对Au、Cu、Pt和Ni原子接触电导的影响。当CO气体被允许进入金属纳米接触时，对于所有金属，电导特征出现在电导的量子单位的0.5附近的电导直方图中。对于Au，该分数电导特征的强度可以用偏置电压来调谐，并且其在高偏置电压（高于$\sim$ 200 mV）下消失。CO与Au的键合似乎是最弱的，并且与单组分Au线形成相关。
2006-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Relating Energy Level Alignment and Amine-Linked Single Molecule Junction Conductance
利用光电子能谱，我们确定了在金属-分子界面的电子能级排列和单分子结输运数据之间的关系。用紫外和共振X射线光电子能谱测量了三种1，4-苯二胺衍生物在Au（111）和Au（110）上的最高占据分子轨道（HOMO）相对于Au金属费米能级的位置.我们将这些结果与基于扫描隧道显微镜的单分子电导的断裂结测量和第一性原理计算进行了比较。我们发现三种分子吸附在Au（111）上的HOMO和Fermi能级之间的能量差与电导的变化有很好的相关性，并且与结合自能修正的第一性原理计算计算的准粒子能量吻合得很好.在Au（110）上，Au原子具有较低的配位，在断裂结电导测量中是关键的，我们看到HOMO能级从费米能级进一步移动。这些结果提供了第一个直接比较光谱能级对准测量与单分子结传输数据。
2010-06-21 cond-mat.mes-hall
Large Conductance Variations in a Mechanosensitive Single-Molecule Junction
分子电子学的吸引人的特征是利用单个分子内构建的功能的可能性。该功能可以用于例如感测或切换目的。因此，理想情况下，在施加外部刺激时，相关的电导变化应该是相当大的。在这里，我们表明，分子弹簧可以被机械压缩或拉长，以调整其电导高达一个数量级，通过控制电子路径之间的量子干涉。当在分子中建立的应力足够高以允许锚定基团以粘滑样的方式沿着表面移动时，电导发生振荡。量子干涉效应的机械控制和由此产生的分子电导的巨大变化为以下应用打开了大门，例如，一种在室温下起作用的微小机械敏感传感装置。
2018-08-14 cond-mat.mes-hall
Tuning the conductance of H$_{2}$O@C$_{60}$ by position of the encapsulated H$_{2}$O
单分子结的电导随外界刺激的变化是单分子电子器件实现多功能的基本机制。我们提出了一个概念，分子系统的电导可以从其内部调谐。C $_{60}$与包封的H $_{2}$ O、H $_{2}$ O@C $_{60}$的电导不同。采用基于非平衡格林函数的第一性原理计算，研究了夹在电极之间的H $_{2}$ O@C $_{60}$基纳米结构的输运性质.我们的研究结果表明，H $_{2}$ O@C $_{60}$的电导是敏感的H $_{2}$ O的位置和它的偶极方向内的笼电导的变化高达20%。我们的研究为H $_{2}$ O@C $_{60}$分子成为基于新型分子的电子学和传感器的新平台铺平了道路。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Magic ratios for connectivity-driven electrical conductance of graphene-like molecules
使用机械控制的断裂结的实验和基于密度泛函理论的计算证明了一种新的魔比规则（MRR），该规则捕获了连接性对石墨烯类芳香族分子的电导的贡献。当一个电极连接到特定分子的位点i，另一个连接到位点i'时，我们给该分子分配一个幻整数Mii'。两个具有相同芳香核但不同电极连接点对（分别为i，i'和j，j'）的分子具有不同的幻整数Mii'和Mjj'。仅基于连通性，我们预测当与电极的耦合较弱且电极的费米能靠近HOMO-LUMO能隙的中心时，它们的电导之比等于（Mii' /Mjj'）2。MRR对于分子的紧密结合表示和真实分子的定性指导是精确的。
2015-09-03 cond-mat.mes-hall
Verification of cosine squared relation of electronic conductance in a biphenyl molecule
实验获得的（Venkataraman { \em et al}. \cite{latha}）的余弦平方关系的电子电导在联苯分子的紧束缚框架内进行了理论验证。利用格林函数方法，数值计算了两端电导随分子环间相对扭转角的变化关系，结果与实验结果吻合较好。
2013-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Configuration-specific insight to single-molecule conductance and noise data revealed by principal component projection method
我们探讨了神经网络增强的、基于主成分投影的、无监督的数据分类在单分子断裂连接测量中的优点，证明了该方法根据数据集的定义明确和可视化良好的内部相关性来识别高度相关的迹线类。为此，我们研究单分子结构，表现出双分子配置，探索的作用，在识别替代交界处的演变轨迹的主要成分。我们展示了如何适当的主成分投影可以应用于分别分析高或低电导的分子配置，我们利用在$1/f$型噪声测量联吡啶分子。这种方法解开了整个数据集的不清楚的噪声演化，识别芳香环通过两个不同电导区域中的$π$轨道与电极的耦合，以及随着这些配置被拉伸而随后的解耦合。
2023-03-08 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
Effects of asymmetric contacts on single molecule conductances of HS(CH2)nCOOH in nano-electrical junctions
用扫描隧道显微镜测定了具有X-桥-X、X-桥-Y和Y-桥-Y（X =巯基末端和Y = COOH）构型的单分子导线的电导。我们发现，分子线与混合官能团（X-桥-Y）的单分子电导相对于可比的对称分子降低。这些差异证实了理论计算的基础上结合的密度泛函理论和非平衡格林函数形式主义。这项研究表明，表观接触电阻，以及高度敏感的锚定基团的类型也强烈影响的接触不对称的单分子结，在这种情况下，降低了传输。这突出表明，接触不对称性是一个重要的因素时，要考虑评估纳米电结纳入单分子。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall
A multivariate approach to single-molecule thermopower and electric conductance measurements
本文报道了一种利用扫描隧道显微镜单分子断裂结同时测量和关联单分子热电势和电导的方法。与以前报道的方法相比，它不需要定制的电子器件，并利用Au/Au接触处的热偏移的逐迹校准，从而大大促进了单分子水平的热电测量。我们报告了三种分子的测量结果：1，4-二（4-（乙炔基（苯硫代乙酸酯））苯，1，8-辛二硫醇和4，4 '-联吡啶，并确定单分子塞贝克系数分别为12（3），5（2）和-5（2）microV K-1。此外，该方法统计相关的塞贝克电压偏移，电导，和拉伸位移的单分子结，并允许直接比较与电流距离光谱结果在恒定的偏置。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Spin-State dependent Conductance Switching in Single Molecule-Graphene Junctions
自旋交叉（SCO）分子是一种在分子电子学和自旋电子学中具有广泛应用的磁性开关。然而，将器件缩小到单分子水平仍然是一项具有挑战性的任务，因为批量转换机制是由合作分子间相互作用介导的。在这里，我们报告通过耦合到几层石墨烯电极\textit{via} $π- π$堆叠的单个Fe-SCO分子的电子输运。我们观察到一个独特的双稳态的分子的电导和仔细的比较与密度泛函理论（DFT）计算允许关联的双稳态与SCO诱导的轨道重构的分子。根据我们的计算，我们发现长的自旋态寿命是由磁芯的特定协调和分子间相互作用的缺乏引起的。与体样品相比，SCO转变不是由温度触发的，而是由分子中的小扰动在任何温度下引起的。我们提出了可能在单分子水平上触发SCO的合理机制。
2018-05-21 cond-mat.mes-hall
Real-time two-photon interference from distinct molecules on the same chip
可扩展性和小型化是光子量子技术固态平台的标志。仍然是一个主要的挑战是来自芯片上不同发射器的双光子干涉。这需要本地调谐，集成和新的方法来理解和驯服噪声过程。一个有前途的平台是分子单光子源。数千个具有光学可调发射频率的分子可以很容易地在固体基质中分离出来，并通过脉冲激发来触发。本文讨论了在几十微米范围内用几对分子进行的Hong-Ou-Mandel干涉实验。量子干涉被实时观测，从而能够分析不同时间尺度上的局部环境效应。
2022-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport in topological insulators with bulk-surface coupling: Interference corrections and conductance fluctuations
出于实验困难，以生产拓扑绝缘体（TI）的Bi $_2$ Se $_3$家庭与纯表面态导电，我们研究的效果，体可以对低温输运性质的门控薄膜TI。特别是，我们专注于干扰校正，即弱本地化（WL）或弱反本地化（WAL），和电导波动（CFs）的基础上，一个有效的低能哈密顿量。利用图解微扰理论，我们首先分析了体和表面分别和随后讨论WL/WAL和CF时，隧道耦合的介绍。我们确定相关的软扩散模式的耦合系统，并使用这种见解，同时预测在各种参数制度的干扰校正和电导波动。结果强烈表明，这两个量的组合测量可以提供一个更好的理解的物理基础的低温运输过程中的薄TI膜与体表面耦合。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall
Force and Conductance during contact formation to a C60 molecule
利用低温扫描隧道和原子力显微镜同时测量了Cu-C60和C60-C60接触形成过程中的力和电导。用亚分子分辨率控制接触几何形状。两种类型的路口测量的最大吸引力被发现显着不同。我们表明，以前报道的接触电导值对应于最大拉伸应力下的结。
2012-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tilt-angle landscapes and temperature dependence of the conductance in biphenyl-dithiol single-molecule junctions
使用基于密度泛函的输运方法，我们研究了几个联苯衍生的二硫醇（BPDDT）分子连接到金电极的导电性能。BPDDT分子的侧基不同，侧基控制π电子系统的共轭程度。我们分析了低偏压零温电导与两个苯环单元之间的倾斜角φ的关系，发现它严格遵循cos^2（φ）定律，正如有效π轨道耦合模型所预期的那样。我们表明，苯环的倾斜导致的零温电导下降了大约两个数量级，当从一个平面构象的配置，其中的环是垂直的。此外，我们证明，侧基，除了确定φ，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波动的温度依赖性，并发现所研究的分子之间的定性差异。在这个分析中，我们考虑两个贡献的温度行为，一个来自费米函数，另一个来自不同的接触配置的热平均。我们说明，由于温度引起的分子的几何结构的变化的电导的波动，可以通过适当的设计减少。
2007-05-23 cond-mat.mes-hall
Non-Local Conductance Modulation by Molecules: STM of Substituted Styrene Heterostructures on H-Terminated Si(100)
用扫描隧道显微镜和从头算方法研究了硅衬底上由CF 3和OCH 3取代的苯乙烯分子组成的一维有机异质结构。偶极场的OCH 3-苯乙烯分子被发现，以提高通过附近的OCH 3-苯乙烯/CF 3-苯乙烯异质结的分子的导电。那些CF 3-苯乙烯抑制运输通过附近的硅。因此，取代基的选择和它们在主体分子上的连接位点提供了在分子尺度上差异调节分子和底物传输的手段。
2008-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gating of single molecule junction conductance by charge transfer complex formation
有机电荷转移（CT）盐的固态结构在决定其电荷传输模式方面至关重要，因此决定了其不寻常的电学性质，其范围从半导体到金属到超导。与此相反，使用理论和实验，我们在这里表明，金属的电导，|单分子|在与四氰基乙烯（TCNE）形成电荷转移（CT）络合物时，涉及芳族供体部分（二烷基三噻吩、二烷基苯）的金属结增加超过一个数量级。这种增强的发生是因为CT复合物的形成在传输函数中产生了新的共振，接近金属接触费米能，这是室温量子干涉的信号。
2016-01-02 cond-mat.mes-hall
Differential Conductance and Quantum Interference in Kondo Systems
我们提出了一个大N理论的微分电导，dI/dV，在近藤系统通过扫描隧道光谱测量。我们表明，量子干涉隧穿过程到导带和磁性f-电子状态是至关重要的，在确定实验Fano线型的dI/dV。这使得一个唯一的提取近藤耦合和隧道振幅的比例从实验的dI/dV曲线。最后，我们表明，dI/dV直接反映了近藤晶格系统中的反铁磁相互作用的强度。
2010-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance saturation in a series of highly transmitting molecular junctions
了解金属-分子界面之间电子输运的性质对于控制各种分子基器件如有机发光二极管、纳米级有机自旋阀和单分子开关具有重要意义。揭示金属-分子界面电子输运机制的主要实验方法之一是研究分子结中电导与分子长度的关系。以前的研究集中在隧道或跳跃，无论是在低电导率的运输。然而，跨分子结的电导上限尚未探索，尽管有效的信息传输，电荷注入和重组过程的巨大潜力。在这里，我们研究了高传输的金属-分子-金属界面的电导特性，使用一系列基于寡并苯的单分子结随着长度的增加。我们发现，电导饱和的上限，它是独立的分子长度。此外，我们表明，这个上限可以控制的轨道杂化在金属分子界面的字符。使用两个原型系统，其中的分子接触的Ag或Pt电极，我们揭示了两个不同的起源的电导饱和。在Ag基分子结的情况下，电导饱和归因于能级排列和能级展宽之间的竞争，而在Pt基结的情况下，饱和归因于带状输运。结果解释了一个直观的模型，从头计算输运计算的支持。我们的研究结果揭示了在高传输极限下限制电导的机制，为高导电金属分子界面的设计提供了指导原则。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance of a hydrogen molecule
最近Smit等人[Nature 419，906（2002）]报道了单个氢分子可以在Pt电极之间形成桥，其具有接近一个量子单位的电导，由单个通道携带。我们目前的密度泛函计算解释这些实验结果。我们发现，分子轨道的对称性选择一个单一的导电通道。该通道的传输是接近统一的，由于氢和Pt接触之间的电荷转移和分子的键合状态和Pt引线的d-带之间的强杂交的组合。
2002-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance channels of a platform molecule on Au(111) probed with shot noise
用低温扫描隧道显微镜使用Au针尖测量电流$I$通过Au（111）上的单个三氧三角铀阳离子（TOTA $^+$）的结的散粒噪声。与$2eI$的泊松噪声功率相比，噪声显著降低，并且随着结电导线性变化。这些数据与电子通过一个自旋简并输运通道的传输是一致的，并表明TOTA $^+$在Au接触不获取未配对electron.Ab initio计算再现的观察结果，并表明，目前涉及的最低未占轨道的分子和尖端状态接近费米能级。
2019-05-21 cond-mat.mes-hall
Single-Molecule Junction Conductance through Diaminoacenes
单分子电子输运的研究是分子电子学发展的基础。事实上，随着单分子水平上电子输运测量的可靠性不断提高，通过有机纳米线的电子电导趋势已经出现。实验和理论研究表明，隧道距离，HOMO-LUMO间隙和分子构象影响电子输运在饱和和π共轭纳米线。然而，通过稠合芳环的电子输运的实验数据相对较少。在这里，我们使用diaminoacenes表明，电导率不仅取决于分子中稠合芳环的数量，这定义了分子HOMO-LUMO间隙，而且还取决于环上氨基的位置。具体而言，我们发现，电导是最高的芳香性的破坏最小的稠合芳香纳米线。
2007-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous Determination of Conductance and Thermopower of Single Molecule Junctions
我们报告的第一个并发测定电导（G）和热电（S）的单分子结通过直接测量的电流和热电流使用扫描隧道显微镜为基础的断裂结技术。我们探索了几个胺-Au和吡啶-Au连接的分子，预测通过最高占据分子轨道（HOMO）或最低未占分子轨道（LUMO），分别进行。我们发现，塞贝克系数是负的吡啶金连接LUMO导电结和积极的胺金连接HOMO导电结。在可达到的温度梯度（<30 K），我们没有观察到结塞贝克系数对温度的强烈依赖性。从1000个结的直方图中，我们使用最可能的塞贝克系数来确定所研究的每个结的功率因数GS ^2，并发现GS ^2随着G的增加而增加。最后，我们发现电导和塞贝克系数值与我们的自能校正的密度泛函理论计算结果有很好的定量一致性。
2012-01-09 cond-mat.mes-hall
Observation of quantum interference conductance fluctuations in metal rings with strong spin-orbit coupling
我们研究了介观铂纳米结构（线和环）的磁输运性质与亚100 nm的横向尺寸在非常低的温度。尽管铂中存在很强的自旋-轨道相互作用，但由于量子干涉效应，电导作为外部磁场的函数出现振荡。该振荡被分解为Aharonov-Bohm周期振荡和非周期波动的电导由于磁通量刺穿环和金属线形成的纳米结构的环路，分别。我们还研究了不同偏置电流下的磁输运，以探讨强自旋轨道导体中电子相位相干性和自旋累积效应之间的相互作用。
2020-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport modulation of graphene nanoribbons with side-attached organic molecules
在这项工作中，我们解决的石墨烯纳米带（GNRs）的导电性的影响，在该有机分子是侧附在带端。为了简单起见，仅考虑扶手椅型（AGNRs）和锯齿型（ZGNRs）纳米带，并选择准一维分子，如线性聚芳烃（LPHC）和聚（对亚苯基）。GNRs的电导表现出特定的行为作为有机分子的长度的函数：准一维系统的能谱清楚地反映在GNRs的电导曲线。结果表明，GNRs可以用作光谱传感器设备。在这些体系的电导中，可以观察到奇偶宇称效应，它是连接分子长度的函数。纳米结构描述使用单带紧束缚哈密顿量和电子电导和系统的态密度计算内的格林函数形式主义的基础上的实空间重整化技术。
2007-11-15 cond-mat.mes-hall
Super-poissonian noise, negative differential conductance, and relaxation effects in transport through molecules, quantum dots and nanotubes
我们考虑通过纳米级物体，例如，单分子，短纳米管，或量子点，这是弱耦合到金属电极的电荷传输。我们考虑了几个水平的分子/量子点与水平相关的耦合强度，并允许弛豫的激发态。在耦合强度的一阶微扰展开范围内计算了电流-电压特性以及电流噪声。对于不对称耦合的情况下，我们预测的负微分电导伴随着超泊松噪声的领导。这两种效应都被快速弛豫过程所破坏。散粒噪声随偏压和弛豫速率变化的非单调行为反映了电子结构和能级相关耦合强度的细节。
2004-07-12 cond-mat.mes-hall
Length dependence of the thermal conductance of alkane-based single-molecule junctions: An ab-initio study
最近的实验的动机，我们在这里提出了一个系统的从头计算研究的长度依赖性的单分子结的热导。我们利用密度泛函理论与非平衡格林函数技术相结合，研究了通过硫醇和胺锚定基团与金电极接触的单链烷烃中声子输运的长度依赖性。此外，我们还研究了较重的氟原子取代烷烃链中的氢原子形成聚乙烯的效果。我们的研究结果表明，（i）室温热导是相当长度无关的链与超过5个亚甲基单元和（ii）的热传输的效率是强烈的影响的声子金属分子耦合的强度。我们的研究为分子结中的声子输运提供了新的思路，并为热管理分子结的设计提供了明确的指导方针。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall
Phonon Interference and Thermal Conductance Reduction in Atomic-Scale Metamaterials
我们介绍和模型的三维（3D）原子尺度的声子超材料产生双路声子干涉反共振控制的热通量谱。我们表明，部分嵌入缺陷原子阵列的晶面可以完全反射声子的质量和相互作用力所规定的频率。我们强调的第二声子路径和相消干涉的总声子反射和热导减少的起源与Fano共振的概念相比，占主导地位的作用。平面内的随机缺陷分布和原子键的非谐性并不破坏反共振。反共振凹陷的宽度可以提供声子波包的相干长度的量度。所有的结论都被等效准一维晶格模型的分析研究和真实三维晶格的数值分子动力学模拟所证实。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall
Probing Metal-Molecule Contact at the Atomic Scale via Conductance Jump
在微观水平上理解金属-分子接触的形成是控制和操纵原子尺度器件的关键。在室温下，利用双吡啶的两种异构体$4, 4^\prime$ bipyridine和$2, 2^\prime$ bipyridine，通过研究单分子结的电荷输运，研究了金属-分子键的形成.虽然这两种分子在断裂过程中形成分子结，但闭合迹线显示$4, 4^\prime$联吡啶通过从隧穿机制的电导跳变（称为“跳变至分子接触”）明确形成分子结，而$2, 2^\prime$联吡啶则不存在。通过对数据的统计分析，以及分子动力学和第一性原理计算，我们建立了接触形成与电极的分子结构以及在断裂过程中结如何断裂密切相关，为在电子器件中使用单分子提供了重要的见解。
2021-09-09 cond-mat.mes-hall
Measurement of the conductance of a hydrogen molecule
近年来，分子电子学的研究取得了稳步进展[1，2]，其中分子已被研究为开关[3-5]，二极管[6]和电子混频器[7]。在以前的大部分工作中，采用扫描隧道显微镜来处理单个分子。由于这种布置不能提供长期稳定性，最近已经使用断裂结器件制造了金属-分子-金属连接[8-10]。然而，很难明确地确定单个分子形成接触[11]。在这里，我们表明，一个单一的H2分子可以形成一个稳定的铂电极之间的桥梁。与其他有机分子的结果相反，该桥具有一个量子单位的近乎完美的电导，由单个通道携带。H2桥提供了一个简单的测试系统，也是理解单分子器件传输特性的基本步骤。
2002-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Time-Reversal Symmetry and Universal Conductance Fluctuations in a Driven Two-Level System
在时间反演对称性存在的情况下，量子干涉对无序系统的电导率有很强的修正作用。电子波函数的自干涉导致了弱局域化和普遍电导涨落等效应。在这里，我们研究了时间反演对称性破缺对受驱动的人工二能级系统的影响。使用超导通量量子比特，我们通过周期性地来回驱动量子比特通过避免交叉来实现散射事件作为多个朗道-齐纳跃迁。不同量子位轨道之间的干涉在量子位跃迁速率中产生散斑图案，类似于相干光从无序势散射时产生的干涉图案。由于散射事件是由驱动协议施加的，我们可以通过使驱动波形在时间上对称或不对称来控制系统的时间反演对称性。我们发现，过渡率的波动表现出尖锐的峰值时，驱动器是时间对称的，类似于普遍的电导波动的电子输运通过介观系统。
2012-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
First-principles many-body calculations of electronic conduction in thiol- and amine-linked molecules
通过硫醇，硫醇盐，和氨基锚定基团连接到金电极的苯分子的电子电导计算使用非平衡格林函数与完全自洽GW近似相结合。计算的苯二硫醇和苯二胺的电导比标准密度泛函理论（DFT）预测的低5倍，与实验非常吻合。相比之下，广泛研究的苯二硫醇盐结构被发现由于不饱和硫键而具有显著更高的电导率。这些研究结果表明，更复杂的金/硫醇盐结构，其中硫醇盐锚被化学钝化的Au吸附原子负责测量的电导。用DFT、Hartree-Fock和GW方法分析得到的能级排列，揭示了分子自相互作用修正（交换）和金属-分子界面动力学屏蔽的重要性。GW自能的主要作用是重整化能级位置，但它对分子共振态形状的影响也影响电导。从DFT或Hartree-Fock开始的非自洽G 0 W 0计算，产生自洽GW结果的50%内的电导值。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall
Electron Interference Effects on the Conductance of Doped Carbon Nanotubes
我们研究了杂质散射对金属碳纳米管电导的影响，作为杂质相对分离的函数。首先，我们计算了一个干净的（6，6）管的电导，和模型金接触对这个电导的影响。然后，我们计算了引入单个、两个和三个氧原子杂质的影响。我们发现，单氧掺杂的（6，6）纳米管的电导相对于完美的纳米管降低了约30%。第二个掺杂原子的存在下诱导强烈的变化的电导，然而，非常强烈地依赖于两个氧原子的相对位置。我们观察到的电导，重复超过一个O-O的距离，对应于一个整数的半费米波长（$mλ_F/2$）的规则振荡。这些波动反映了强烈的电子干扰现象所产生的电子散射的氧缺陷的贡献，管的电阻不能简单地通过总结其各自的贡献。
2000-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Negative differential conductance induced by electronic correlation in a double quantum-dot molecule
研究了在有限的外电势作用下，电子通过双量子点分子与量子线耦合构成的两级Kondo系统的隧穿。我们发现$I$ - $V$的特性曲线显示了一个由电子相关引起的负微分电导区。这种现象是两阶段近藤政权的外部施加的电位，使系统的平衡的影响下的属性的结果。这个问题是解决使用平均场有限- $U$从玻色子形式主义。
2008-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photoconductance of organic single-molecule contacts
我们研究了有机单分子接触在外部电磁辐射（光电导）存在下的直流电导。在与以前的预测一致，我们发现，辐射可以导致大的增强这种接触的电导，通过光辅助过程，使非共振能级共振。在我们的分析中，我们利用简化的事实，即在某些假设下，光电导可以表示在没有辐射的透射函数。利用密度泛函理论计算了低聚亚苯基分子在金电极之间的电子结构，证明了低聚亚苯基分子的电导增强。结果表明，在辐射的存在下，电导随分子长度的指数衰减可以由长度无关的值代替。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall
Electrical conductance of molecular junctions by a robust statistical analysis
我们提出了一个客观和强大的方法来提取连接到金属电极的单分子的电导从一组测量的电导数据。我们的方法根源于隧道的物理学和octanedithiol使用机械可控断裂结进行测试。单分子电导值可以在不需要数据选择的情况下推导出。
2006-10-11 cond-mat.mes-hall
