بررسی ضریب عبور الکتریکی یک مولکول بنزن در حضور برهمکنش هابارد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهرکرد

چکیده

در این مقاله ضریب عبور الکترونی یک حلقه بنزنی متصل به دو هادی فلزی را در اتصال های پارا و متا، در حضور برهمکنش الکترون ـ الکترون (مدل هابارد) محاسبه می کنیم. برای این منظور از روش تابع گرین و رهیافت تنگ بست در تقریب نزدیک ترین همسایه بهره می جوییم. سپس با توجه به شکل برهمکنش، رسانش را با یک روش عددی خودسازگار به صورت تابعی از انرژی به دست می آوریم. نتایج نشان می دهد که در حضور برهمکنش الکترون ـ الکترون، مکان های قله ها، دره ها و تشدیدهای فانو در طیف رسانش جابجا می شود. مقدار رسانش در انرژی صفر نیز به تغییرات مقدار پارامتر هابارد وابسته است که این امر می تواند منجر به گذار عایق ـ فلز در مورد متا شود. در نظر گرفتن برهمکنش الکترون ـ الکترون با رهیافت خودسازگار، رویکرد واقع بینانه تری نسبت به مدل هایی که در آن این برهمکنش را به صورت تقریب میدان متوسط لحاظ می کنند، دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of electronic transmission coefficient of a benzene molecule in the presence of Hubbard interaction

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Moghadasi
  • Mohammad Mardaani
  • Hassan Rabani
Shahrekord Univesity
چکیده [English]

In this paper, we calculate the electronic transmission coefficient of a benzene ring connected to two metallic leads via the para and meta contacts in the presence of electron-electron interaction (Hubbard model). For this purpose, we use the Green’s function technique and the nearest neighbor tight-binding approach. Then, we obtain the electronic conductance as a function of energy by a numerical self-consistent method due to the shape of interaction. The result show that in the presence of the electron-electron interaction, the positions of peaks, dips and Fano resonances which are appeared in the conductance spectra will be shifted. Moreover, the value of the conductance at zero energy strongly depends on variation of the Hubbard parameter value; which leads to the metal-insulator transition in the meta case. Considering of the electron - electron interaction within the self-consistent approach gives a realistic viewpoint with respect to the models in which this interaction is considered by the mean field approximation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • transmission coefficient
  • tight-binding
  • benzene
  • Hubbard
[1] G. Joachim, J. K. Ginzewski and A. Aviram, “Electronics using hybridmolecular and mono-molecular devices”, Nature 408 541-548 (2000).
[2] A. Nitzan, “Electron transmission through molecules and molecular interfaces”, Annu. Rev. Phys. Chem. 52 681-750 (2001).
[3] A. Nitzan and M. A. Ratner, “Electron transport in molecular wire junctions”, Science 300 1384-1389 (2003).
[4] J. R. Heath and M. A. Ratner, “Molecular electronics”, Phys. Today 56 43-49 (2003).
[5] F. Chen, J. Hihath, Z. Huang, X. Li, and N. J. Tao, “Measurement of singlemolecule conductance”, Annu. Rev. Phys. Chem. 58 535-564 (2007).
]6] A. Aviram and M. A. Ratner, “Molecular rectifiers”, Chem. Phys. Lett. 29 277- 283 (1974).
[7] M. A. Reed, C. Zhou, C. J. Muller, T.P. Burgin, and J. M. Tour, “Conductance of a molecular junction”, Science 278 252-254 (1997).
[8] G. Cuniberti, G. Fagas and K. Richter (eds), Introducing Molecular Electronics, Springer, Berlin (2005).
[9] H. Rabani and M. Mardaani, “Exact analytical results on electronic transport of conjugated polymer junctions: renormalization method”, Solid State Commun. 152 235-239 (2012).
[10] N. Tao, “Electron transport in molecular junctions”, Nat. Nanotech. 1 173-181 (2006).
[11] S. Yeganeh, M. A. Ratner, M. Galperin and A. Nitzan,” Transport in State Space: Voltage-Dependent Conductance Calculations of Benzene-1,4-dithiol”, Nano Lett. 9 1770-1774 (2009).
[12] L. Venkataraman, J. E. Klare, C. Nuckolls, M. S. Hybertsen, and M. L. Steigerwald, “Dependence of single-molecule junction conductance on molecular conformation”, Nature 442 904-907 (2006).
[13] A. V. Danilov, S. Kubatkin, S. Kafanov, P. Hedegård, N. S. Hansen, K. M. Poulsen and T. Bjørnholm, “Electronic transport in single molecule junctions:  control of the molecule-electrode coupling through intramolecular tunneling barriers”, Nano Lett. 8 1-5 (2008).
[14] S. K. Maiti, “Magnetic response in mesoscopic Hubbard rings: A mean field study”, Solid State Commun. 150 2212-2217 (2010).
[15] A. Goker, “Tunable Fano resonance in a ferromagnetic diatomic molecular transistor”, phys. status solidi (b) 247 129-133 (2010).
[16] S. Datta, Quantum transport: atom to transistor, Cambridge University Press (2005).
[17] M. Mardaani and H. Rabani, “A solvable model for electronic transport of a nanowire in the presence of effective impurities”, Superlattice. Microst. 59 155-162 (2013).
[18] D. S. Fisher and P. A. Lee, “Relation between conductivity and transmission matrix”, Phys. Rev. B 23 6851(R) (1981).
[19] D. Nozaki, H. M. Pastawski, and G. Cuniberti1, “Controlling the conductance of molecular wires by defect engineering”, New J. Phys. 12 063004 (2010).