Введение
Глава 1. Введение 13
1.1. Молекулярная электроника, перспективы 14
1.2. Основы теории коррелированного туннелирования электронов 15
1.3. Одноэлектронный транзистор 18
1.4. Способы создания одноэлектронных транзисторов 21
1.5. Применение одноэлектронных устройств 31
1.6. Молекулярный одноэлектронный транзистор 34
1.7. Модель системы и используемые понятия 40
1.8. Эффективные аналоги классических параметров при описании нанообъ-ектов 44
1.9. Постановка задачи 45
Глава 2. Определение эффективной взаимной емкости для молекул 47
2.1. Емкость в классической электростатике 47
2.2. Собственная емкость объектов наномасштаба 49
2.3. Метод определения взаимной емкости молекулярных объектов 51
2.3.1. Основа метода 51
2.3.2. Иерархия взаимодействий двух молекул 51
2.3.3. Учет прямых электростатических взаимодействий в системе из двух молекул 52
2.4. Емкость пары одинаковых молекул 54
2.4.1. Порядок расчета 54
2.4.2. Результаты расчета емкости и обсуждение 55
Глава 3. Исследование связи энергетических спектров молекул с транспорт ными характеристиками одноэлектронных транзисторов на их основе . 61
3.1. Квантовый расчет энергетических спектров молекул 62
3.2. Параметризация электронного спектра молекул 66
3.3. Определение полной энергии молекул 72
3.4. Метод имитационного моделирования транспортных характеристик молекулярного одноэлектронного транзистора 74
3.5. Способ задания параметров модели 78
3.6. Результаты расчета транспортных характеристик одноэлектронного транзистора для малых молекул 79
Глава 4. Электронный транспорт в одноэлектронном транзисторе на основе золотых наночастиц 85
4.1. Золотые наночастицы и задача их моделирования для ОМТ 85
4.2. Квантовый расчет стабильных изомеров наночастиц золота при различном количестве атомов золота 88
4.2.1. Критерии выбора квантового метода расчета и базиса волновых функций 88
4.2.2. Выбор квантового метода расчета 89
4.2.3. Базисы волновых функций 91
4.2.4. Порядок расчета изомеров золотых наночастиц 92
4.2.5. Результаты квантовых расчетов для наночастиц золота 94
4.2.5.1. Емкость золотых наночастиц 96
4.2.5.2. Энергетические параметры золотых наночастиц . 98
4.2.5.3. Одночастичный энергетический спектр золотых наночастиц 103
4.3. Влияние лигандов на свойства золотых наночастиц 108
4.3.1. Додекантиол. 108
4.3.2. Оценка количества лигандов, способных присоединиться к металлополиэдру 109
4.3.3. Влияние лигандов на собственную емкость нанокластера . 113
4.3.4. Влияние лигандов на энергетический спектр 120
4.4. Метод параметризации энергетических спектров золотых наночастиц с лигандной оболочкой 124
4.4.1. Параметрическая модель спектра полных энергий 125
4.4.2. Модель учета возбужденный состояний 126
4.4.3. Алгоритм параметризации энергетических характеристик и схема туннельных событий 131
4.5. Расчет транспортных характеристик ОМТ на основе золотых наночастиц 132
4.5.1. Наночастица из 13 атомов золота размером 0.8 нм 133
4.5.2. Наночастица из 33 атомов золота размером 1.1 нм 138
4.5.3. Возбужденные состояния наночастицы размером 1.1 нм при электронном транспорте через нее в ОМТ 143
4.5.4. Сравнение экспериментальных транспортных характеристик с рассчитанными для золотой частицы размером 5.2 нм. 147
Заключение 153
Благодарности 155
Список литературы 156
Приложение 170
