بررسی تاثیر جنس گیره در بهبود مشخصه جریان-ولتاژ افزاره‌های مولکولی با به کارگیری نظریه تابعی چگالی

در این مقاله، ابتدا با استفاده از محاسبات با به کارگیری نظریه تابعی چگالی و تابع گرین غیرتعادلی، تاثیر جنس گیره بر ویژگی­‌های ترابرد سیم مولکولی با پایه بنزن بررسی می­‌شود. به این منظور، ابتدا تک مولکول بنزن و سپس دو مولکول بنزن با جداکننده استیلن به عنوان ناحیه مرکزی بین دو الکترود طلا قرار داده شده است. همچنین، از فلزات نیکل و آهن به عنوان گیره استفاده می‌شود، تا اثر پلاریزاسیون اسپینی در حضور آن­ها مورد بررسی قرار گیرد. در مطالعات پیشین، از سایر گیره‌ها مانند گیره‌های گوگردی و مولکول‌های ارگانیک استفاده شده است. مشاهده ویژگی­‌ها و رفتار عناصر مختلف برای دستیابی به افزاره‌های مولکولی با کارآیی بالا در آینده از اهمیت بالایی برخوردار است. نتیجه محاسبات با استفاده از کدهای محاسباتی سیستا و ترنسیستا نشان می‌دهد که بدون در نظر گرفتن اثر اسپین، در همه ساختارها (به غیر از ترکیب نیکل بنزن)، مقاومت تفاضلی منفی روی می‌دهد. مقاومت تفاضلی منفی عامل مهمی برای سوییچ سریع در افزاره‌های مولکولی است. لازم به یادآوری است که با در نظر گرفتن اثر اسپین، در هیچ یک از ساختارها ویژگی مقاومت تفاضلی منفی بروز نمی­‌کند. بررسی مشخصه‌های جریان ولتاژ نیز نشان می‌دهد که بدون در نظر گرفتن اثر اسپین و همچنین با در نظر گرفتن اثر اسپین، همه ساختارها در بایاس پایین رفتار خطی دارند. به منظور بررسی احتمال یک‌سوسازی در این پیکربندی‌ها، محاسبات در بازه ولتاژ 2 تا 2+ ولت انجام شده است.

How Alligator-Clip Compounds Affect The I-V Characteristic of Molecular Devices, A DFT Approach

In this paper, using density functional theory combined with nonequilibrium Green’s function, the effects of alligatorclip compounds on the electronic transport properties of benzenebased molecular devices are investigated. For this purpose, once a single Benzene molecule and once again two Benzene molecules with an acetylene spacer in between are considered as the central element of the molecular device between two gold electrodes. The spin polarization effects in the presence of Nickel and Iron anchors are studied. In the previous studies, other alligatorclip compounds such as Sulfur and organic molecular ones have been utilized. It is important to study the properties and behavior of different elements for the realization of highperformance molecular devices in the future. By utilizing Siesta and Transiesta codes, when excluding spin polarization effects, in all of the structures (except NickelBenzene), negative differential resistance is observed. It is an essential property that allows fast switching in certain types of electronic devices. However, when the spin polarization is considered, none of the combinations show the negative differential resistance feature. The IV characteristics show that all of the combinations have linear behavior in low voltages no matter whether the spin polarization is considered or not. The voltage ranges from 2V to +2V are taken into account in order to investigate the probability of rectification.