ترجمه فایل الکترونیک مولکولی با اعداد Molecular electronics by the numbers
دسته بندي :
کالاهای دیجیتال »
رشته برق و مخابرات (آموزش_و_پژوهش)
این فایل در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و استفاده میباشد
سال مقاله: 2001
تعداد صفحه انگليسي: 6
تعداد صفحه فارسي: 9
چكيده فارسي:
چکیده:مولکول ها یک گزینه جذاب برای توسعه ی افزاره های الکترونیکی در مقیاس نانو هستند. اندازه گیری تجربی ویژگیهای جریان- ولتاژ مولکول های منفرد برای چندین سال ممکن بوده است وساختاری غنی ورفتارهای متنوعی نشان می دهد. این مقاله کار نظری نویسندگان را که در آن ویژگیهای جریان- ولتاژ مولکول های تکی به طور کامل با استفاده از روش بدون پارامتر مکانیک کوانتومی محاسبه می شوند را نشان می دهد.
نتایج درک دقیقی از انتقال در مولکول ها باتوصیف عددی و بیشتر با به دست آوردن اطلاعات درباره ی نقش اتصالات مولکول الکترود و پیش بینی رفتار افزاره های مولکولی سه ترمیناله و عواملی که کارایی آنها را کنترل می کنند ارائه می دهند.
شرایط صفحه ی اول: الکترونیک مولکولی،انتقال مولکولی و نانو الکترونیک
1.معرفی
میکرو الکترونیک برپایه سیلیکان در حال رسیدن به سطح کوچک سازی است. تا جایی که از پدیده های کوانتومی مانند تونل زنی و کنترل دوپینگ در مناطق فوق نتوان اجتناب کرد.
هرچند این احتمال وجود دارد که به سادگی به سمت یک ایده متفاوت برود و در ادامه با استفاده از زیرساخت های گسترده موجود و قابلیت های ساخت با جای گزین کردن رویکردها ممکن است به بینش های جدید و درنهایت به یک عصر جدید در نانو الکترونیک مبدل گردد.
مولکول ها به منزله ی افزاره های تکی فعال، نامزدهای خوبی برای اجزای فوق نهایی در نانو الکترونیک هستند.
هرچند این ایده برای بیش از دو دهه پیش است ] 1[ و]15[ ولی اخیرا اندازه گیری ویژگیهای جریان-ولتاژ از طریق مولکول های تکی امکان پذیرشده است.
پیشرفت های قابل توجهی در اندازه گیری های تجربی وجود داشته است که پیشنهاد وعده قابل توجهی را به ما می دهد.]2[-]7[
روش ها برای محاسبه ی جریان در ساختارهای کوچک بین دو فلز الکترود قرار داده شده است که بالغ بر چندین سال است که توسعه یافته اند، اما امکان پیاده سازی واقعی آنها بسیار نادربوده است.
برای مولکول ها روش های نیمه تجربی برای مطالعه ی وابستگی جریان در جنبه های مختلف از مشکلات استفاده شده اند.]8[،]16[ و]17[
اما پیش بینی های کمّی برای مقایسه ی مستقیم با داده ممکن نیست، زیرا مقادیر پارامتر های تحت جریان نمی توانند به طور مستقل مشخص شوند.
در سال 1980 یکی از نویسندگان این مقاله (N.D Lang) یک روش علمی توسعه یافته را برای محاسبه ی انتقال در زمینه تصویر برداری اتم با اسکن میکروسکوپ تونل زنی ارائه کرد.]9[ و]18[
این روش دارای تمام موارد مورد نیاز برای محاسبه ی ویژگیهای جریان-ولتاژ ( I-V ) مولکول های تکی است.
ما اخیرا پیشرفت های مناسبی در قضیه ی هلمن – فینمن برای محاسبه ی نیروهایی که جریان ایجاد می کنند که به ما اجازه مطالعه اثر جریان در تعادل و درنهایت تجزیه مولکول ها را می دهد داشته ایم.
با این ابزار ما مطالعات گسترده ای از حرکت مولکول هایی که اساس آنها یک حلقه بنزن هستند انجام می دهیم.
این مولکول ها توسط ریید( Reed) و همکاران سنتز و اندازه گیری شده اند.]2[ و]3[
در این مقاله ما به طور خلاصه مهم ترین نتایج کارهای اخیر را نشان می دهیم.
روش محاسبه و چزئیات بیشتر از نتایج آن را می توان در مقاله اصلی یافت]11[-]14[
2.ترابرد در یک حلقه بنزن تکی
بیشتر کارهای نظری ما در خارج از حلقه های بنزن تکی انجام شده است زیرا تعداد کمی از اتم ها باعث محاسبات علمی می شوند. داده های تجربی نیز برای مولکول های با دو ترمینال در دسترس هستند.
شکل 1-شماتیک حلقه بنزن تکی که در فاصله بین الکترود های میکروسکوپی طلا پل می زند را نشان می دهد. یک اتم گوگرد در هر نقطه انتهایی مولکول ،حلقه بنزن رابه الکترودها پیوند می دهد.
ویژگیهای تجربی I –V در پنل بالای صفحه نشان داده شده است. پنل وسط نتایج نظری را نشان می دهد]11[. و درباره ی پنل سوم خیلی کوتاه بحث خواهیم کرد.
3- افزاره ی سه ترمینال
4- حلقه بنزن با یک لیگاند
5-نتیجه گیری
Abstract
The paper gives an overview of recent work by the authors on "rst-principles, parameter-free calculations of electronic transport in molecules in the context of experimental measurements of current}voltage (I}<) characteristics of several
molecules by Reed et al. The results show that the shape of I}< characteristics is determined by the electronic structure of the molecule in the presence of the external voltage whereas the absolute magnitude of the current is determined by the chemistry of individual atoms at the contacts. A three-terminal device has been modeled, showing gain. Finally, recent data that show large negative di!erential resistance and a peak that shifts substantially as a function of temperature have
been accounted for. 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.