УДК 621.382

ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СПЕКТРОВ МОЛЕКУЛ С ТРАНСПОРТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ОДНОЭЛЕКТРОННЫХ ТРАНЗИСТОРОВ НА ИХ ОСНОВЕ

 

Я. С. Герасимов, В. В. Шорохов, А. Г. Маресов, Е. С. Солдатов, О. В. Снигирев

Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

 

Получена 12 февраля  2013 г.

 

Аннотация. Исследована взаимосвязь между энергетическим спектром молекулы и транспортными характеристиками мономолекулярного одноэлектронного транзистора на основе такой молекулы. Квантовыми методами рассчитаны одноэлектронные энергетические спектры малых молекул карборана C₂B₁₀H₁₂  и фуллерена C₆₀ для их основных и возбужденных зарядовых энергетических состояний, а также платинового молекулярного кластера. Установлены эффективные емкостные параметры, предложен параметрический подход для расчета положения электронных уровней в энергетическом спектре молекул. При помощи метода имитационного моделирования Монте-Карло рассчитаны транспортные характеристики мономолекулярного одноэлектронного транзистора.

Ключевые слова: молекулярная электроника, одноэлектронный транзистор, электронные наноустройства, дискретный энергетический спектр, диаграмма стабильности.

Abstract. The relationship of energy spectra of a molecule and transport charecteristics of single-electron transistor based on this molecule is studied. Electron energy spectra of small molecules of carboran C₂B₁₀H₁₂, fullerene C₆₀ and platinum molecular cluster are calculated by means of quantum methods for their ground and exited charge energy states. Effective capacitance parameters are established and parametric approach for calculating electron levels in the molecule energy spectra is proposed. Finally transport characteristics of the molecular single-electron transistor are calculated by Monte-Carlo simulation.

Key words: molecular electronics, single-electron transistor, electronic nanodevices, discrete energy spectra, stability diagram.