Трансмиссия электронов через линейную молекулу: роль делокализованных и локализованных электронных состояний в формировании тока

Abstract

Получены точные формулы для электронного тока при квазиупругой и упругой трансмиссии электрона через молекулу. Детально проанализирован механизм упругой трансмиссии. Показано, что при сильной делокализации электрона происходит «металлизация» молекулы, поэтому все ее энергетические уровни испытывают одно и то же смещение под действием приложенной к электродам разности потенциалов. Этим объясняется появление резонансных пиков в проводимости молекулы. При сильной локализации электрона в молекуле появление пиков проводимости связано с резонансным перескоком электрона между уровнями Ферми электродов и локализованными уровнями молекулы, с которыми связано и возникновение отрицательной проводимости молекулы.

Одержано точні формули для електронного струму при квазіпружній і пружній трансмісії електрона через молекулу. Детально проаналізовано механізм пружної трансмісії. Показано, що при сильній делокалізації електрона відбувається «металізація» молекули і тому усі її енергетичн і рівні відчувають один і той же зсув під дією прикладеної до електродів різниці потенц іалів. Цим пояснюється поява резонансних піків у провідності молекули. При сильній локал ізації електрона в молекулі появу піків провідності пов’язано з резонансним перескоком електрона між рівнями Фермі електродів та локалізованими рівнями молекули, з якими пов’язано і виникнення негативної провідності молекули.

Exact formulae for electron current under quasi-elastic and elastic transmission of an electron through a molecule are derived. The mechanism of elastic transmission is analized in detail. It is shown that on strong electron delocalization there occurs a «metallization» of the molecule and as a consequence all its energy levels exibit an identical shift when a voltage bias is applied to electrodes. This accounts for the presence of resonance peaks in the molecular conductivity. On strong electron localization in the molecule the existance of the peaks is associated with the resonance electron transmission between the localized molecular electronic levels and the electrode Fermi levels. The appearance of a negative molecular conductivity is also associated with the molecular localized electronic levels.