Кинетика формирования тока в молекулярном диоде

Abstract

Используя кинетическую теорию электронного транспорта в низкоразмерных молекулярных системах, проведено исследование процесса формирования переходных и стационарных токов в системе «электрод 1–молекула–электрод 2» (молекулярный диод) для различных режимов зарядовой трансмиссии. В рамках HUMO–LUMO модели молекулы рассмотрена ситуация, когда образование токов вызвано фотовозбуждением молекулы либо изменением разности потенциалов на электродах. Выяснена определяющая роль неупругого дистанционного (туннельного) переноса электронов в изменении электронного состояния молекулы и, как следствие, в формировании трансмиссионных каналов для прыжковых (последовательных) и туннельных (дистанционных) компонент тока. Эффект неупругого туннелирования особенно заметен в условиях резонансной трансмиссии электронов.

Використовуючи кінетичну теорію електронного транспорту в низькорозмірних молекулярних системах, проведено дослідження процесу формування перехідних і стаціонарних струмів у системі «електрод 1–молекула–електрод 2» (молекулярний діод) для різних режимів зарядової трансмісії. У рамках HUMO–LUMO моделі молекули розглянуто ситуацію, коли утворення струмів викликано фотозбудженням молекули або зміною різниці потенціалів на електродах. З'ясовано визначальну роль непружного дистанційного (тунельного) перенесення електронів у зміні електронного стану молекули і, як наслідок, у формуванні трансмісійних каналів для стрибкових (послідовних) і тунельних (дистанційних) компонент струму. Ефект непружного тунелювання особливо помітний в умовах резонансної трансмісії електронів.

Based on the kinetic theory of election transfer in low-dimensional molecular systems, the formation of transient and stationary currents in a system “electrode l–molecule–electrode 2” (molecular diode) is studied for different regimes of charge transmission. In the framework of the HOMO–LUMO molecular model, a situation is considered where the current formation is initiated either by molecule photoexcitation or by change of interelectrode voltage bias. It is found that the distant (tunnel) inelastic electron transfer plays a crucial role in changing molecular electronic states and, as a result, in generating transmission channels for hopping (sequential) and distant (direct) current components. The effect of inelastic tunneling is especially pronounced in the condition of resonant electron transmission.