بررسی ترابرد اسپین در مولکول های n-اسن
چکیده
در این پژوهش ساختار الکترونی و خواص ترابرد اسپین برای مولکول های متعلق به خانواده اسن ها با استفاده از نظریه تابعی چگالی و دستاورد تابع گرین غیرتعادلی بررسی شده است. اسن های کوچک حالت پایه غیرمغناطیسی دارند، در حالی که مولکول هایی که دارای بیشتر از نه حلقه اسنی هستند، حالت پایه قطبیده اسپینی دارند. این مولکول ها در فاز گازی دارای اسپین کل تک گانه هستند که دو الکترون جفت نشده، بالاترین اوربیتال مولکولی تبهگن را اشغال می کنند. وقتی مولکول به الکترودهای طلا از طریق اتصال دهنده سولفور در پیکربندی پادمتقارن متصل می شود، این تبهگنی اوربیتالی از بین می رود و منجر به گشتاور مغناطیسی خالص کسری می گردد. این گشتاور مغناطیسی با افزایش طول مولکول زیاد می شود. در این شرایط پیوندگاه طلا/n-اسن/طلا می تواند به صورت یک جداکننده اسپینی به همراه کاربردهایی در زمینه اسپین ترونیک مولکولی به کار رود. همچنین اثر تصحیح خود برهم کنش اتمی(asic) را روی ساختار الکترونی وخواص ترابرد این مولکول ها بررسی کرده ایم. asic می تواند انرژی homo این مولکول ها را که حاصل از محاسبات lda است تغییر دهد به گونه ای که همخوانی خوبی با نتایج تجربی پتانسیل یونش داشته باشد، اما نمی تواند انرژی lumo حاصل از محاسبات lda را بهبود بخشد. با وجود این که اندازه گاف homo-lumo تصحیح شده، هنوز در مقایسه با مقدار تجربی کم برآورد شده است اما نسبت به مقادیر محاسبه شده حاصل از lda بزرگتر است. اینکه asic می تواند یک پیش بینی خوب برای پتانسیل یونش ارائه دهد، موجب بهبود بعضی از خواص ترابرد مثل هدایت بایاس صفر می شود در حالی که asic به دلیل پایین برآوردکردن lumo، نمی تواند بعضی پدیده های مشاهده شده در ترابرد، مثل هدایت حفره در پنتاسین را توصیف نماید. در مرحله بعد، خواص ترابرد اسپینی این مولکول ها در پیوندگاه تونلی آهن/n-اسن/آهن مطالعه شده است. خصوصاً توجه خود را روی مولکول پنتاسین(n=5) معطوف کرده و وابستگی جریان و مغناطو مقاومت تونلی (tmr) به ولتاژ بایاس در ولتاژهای پایین را برای پیوندگاه آهن/پنتاسین/آهن بدست آورده ایم. نماهای الکترونی متفاوتی شامل حالت های تشدیدی اتصال، تشدیدهای مربوط به لبه های نوارآهن در نقطه ? و قله های homo وlumo پنتاسین در منحنی های ضریب ترابرد این مولکول مشاهده گردید. همچنین ضریب ترابرد بایاس صفر برای مولکول های n-اسن بین یک تا پنج حلقه محاسبه شده است. از مقایسه این ضرایب دریافتیم که ترابرد در این مولکول ها از رفتار تـونلی (t?e^(-?x)) پیروی می کند. tmr بایاس صفر برای پنتاسین (n=5) حدود 76% است که در مقایسه با مولکول های n-اسن کوچکتر بسیار بالاتر می باشد.