TRANSPORTE ELETRÔNICO EM JUNÇÕES MOLECULARES EM NANOFIOS HÍBRIDOS INORGÂNICO-ORGÂNICO: CARBYNE ACOPLADO A FIOS DE NÍQUEL
Transporte Eletrônico, Teoria do Funcional da Densidade, NDR, Condutância Oscilante, Nanofios de diâmetro atômico, eletrodos de Níquel, Carbyne.
Nestre trabalho, foram investigadas as propriedades do transporte eletrônico balístico de junção orgânico/inorgânico como fio de diâmetro atômico, basedo na variação de átomos (Cn com n de 1 à 10) no fio de carbono (carbyne) acoplado diretamente entre eletrodos de Níquel (Ni) de forma simétrica. Foram análisadas as curvas de corrente-tensão (I–V), condutância diferencial-tensão (dI/dV–V), Transmissão-Energia por tensão [T(E,V)], Orbitais Moleculares de Fronteira, Densidade de Estados (DOS)–Energia, Projeção de Densidade de Estados - Energia (PDOS) e os Autocanais de Transmissão (EigenChannels)–Tensão, para cada caso investigado. Os resultados exibiram a diferença quanto a paridade dos átomos na ligação entre os átomos de carbono (C–C), demonstrando que existe um comportamento para cadeias pares de carbyne do tipo polyyne devido a alternância entre as ligações enquanto para cadeias ímpares é classificado como carbyne do tipo cumuleno, devido as características de ligações duplas consecutivas entre os carbonos e não exibir uma alternância no comprimento de ligação. Ainda o reforço da diferença do comprimento de ligação química ocasionou o comportamento diferente entre par e ímpar, sendo classificados em dois grupos, devido a curva I–V exibir a tendência e níveis de corrente similares entre os pares (com coeficientes de condução próximos) e para os ímpares. A condutância se demonstrou oscilantes quando comparada com ímpar e par dos carbonos sob mesmo intervalo de tensão. As cadeias pares têm um alcance dobrado de corrente (~40µA) comparado com sistemas ímpares (~20µA). A primeira queda no coeficiente de condutância das cadeias, ocorre em uma tensão de 0,25V, ocasionando uma alteração na PDOS sobre os átomos de carbono na banda de condução e diferentes disponibilidade de estados para par e ímpar. Uma similaridade entre os coeficientes G(V) surge entre cadeias ímpares e pares em uma tensão de 0,30V. Os casos de cadeias pares demonstraram para os dispositivos com cadeias de C4, C6 e C8 o efeito de NDR em uma tensão pré-definida em 0,35V e em 0,40V para C10. O espectro de transmissão exibe a queda na região de intergração para contribuição da corrente na banda de condução para ambos os sistemas. Os autocanais exibem a baixa formação de canal sobre a região do fio de carbono nas regiões de NDR. Por fim os resultados demonstram a aplicação de dispositivos de Transistor de Efeito de Campo de janela única para sistemas ímpares e de Diodo Túnel para sistemas pares.