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TU Dresden » Faculty of Mechanical Science and Engineering » Institute for Materials Science » Chair of Materials Science and Nanotechnology

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69. 


Atomistic description of transport at the molecular scale



M. del Valle

PhD (equiv. Dr. rer. nat.) Thesis, Universidad Autónoma de Madrid, October 2006

Resumen

Esta tesis est a dedicada a la investigacion de las propiedades de transporte de diversos sistemas de baja dimensionalidad. En concreto, se ha realizado un estudio de las propiedades de transporte de grafeno (sistema bidimensional), de nanotubos de carbono o de oro (sistemas quasi-unidimensionales), o los fulerenos de carbono (sistema de dimension cero). En la investigacion de las propiedades de estructura electronica de estos materiales se han empleado diversas tecnicas, desde metodos ab-initio o de primeros principios hasta aproximaciones del tipo de ligaduras fuertes. Combinadas con metodos para el estudio de propiedades de transporte en el esquema de Landauer y con la ayuda que ofrece el formalismo de las funciones de Green, constituyen una valiosa herramienta para investigar propiedades de transporte en sistemas de dimensiones moleculares, permitiendo una determinacion atomica de las estructuras. Los resultados obtenidos en estos estudios se pueden dividir en cuatro grupos:
(i) estudio de las propiedades vibracionales de fulerenos, publicado en Physics of Semiconductors 2002, (ISBN:0750309245) con el titulo Electromodulation of charge transfer and vibrational properties of C60 on surfaces,
(ii) analisis de las propiedades de conductancia de un sistema de tres terminales con nanotubos de carbono como elemento constituyente, donde los defectos estructurales dan lugar a resonancias de tipo Fano, que pueden ser empleadas para controlar el transporte en estas uniones como se muestra en el trabajo Defective transport properties of three-terminal carbon nanotube junctions [1],
(iii) estudio sobre los nanotubos de oro con la obtencion de una formula analtica que permite comprobar el comportamiento de la conductancia al variar el helicidad o el diametro de estos tubos, publicado bajo el titulo Scaling of the conductance in gold nanotubes[2],
(iv) examen del transporte a traves de una molecula biestable, el azobenceno, conectada a nanotubos de carbono de diferentes quiralidades que se expone en el trabajo Tuning the conductance of a molecular switch [3].




Introduction

The success of the current information technology originates from the advances in the fabrication of silicon based devices. Such accelerated technological development was a driving factor for most scientific achievements in mesoscopic physics which is the fundamental understanding of electron dynamics in the reduced dimensions.
Lithographic techniques allow for the very-large-scale integration of electronic devices. They are nevertheless constrained by optical resolution limits which will necessarily hinder the miniaturization trend forseen by Moore's law when arriving at feature sizes in the nanometer scale. Bottom-up electronics, i.e. the possibility to assemble electronic devices using the self-assemble capabilities of functional molecular building blocks, proposes itself as a postsilicon solution to the end-of-the-roadmap for semiconductor technologies. Still, understanding the behavior of single molecule quantum transport is a condition towards this ambitious goal of molecular electronics [4]. [...]



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last modified: 2017.10.02 Mo
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