Проявление эффектов кулоновской блокады при произвольном вырождении уровней молекулярного контакта

Электpонные свойства металлов и сплавов

Анотація

Изучены вольт-амперные характеристики (ВАХ) структур металл-молекула-металл при условии туннелирования электронов только через один молекулярный уровень с произвольным вырождением. Решена система кинетических уравнений, учитывающих накопление заряда на молекуле, и впервые получена точная формула для стационарного тока. В пределе низких температур проведен анализ ступенек ВАХ и обнаружена их неэквидистантность по току. Показано, что с увеличением кратности вырождения уровня начальные ступеньки тока стремятся к полностью эквидистантным. В случае существенно различных параметров связи между молекулой и внешними электродами обнаружено различное поведение вольт-амперных кривых на участках с противоположным направлением тока: либо образуется одна токовая ступенька с амплитудой, пропорциональной кратности вырождения уровня, либо возникают эквидистантные ступеньки тока, число которых совпадает со степенью вырождения уровня. Показано, что при заданной полярности приложенного напряжения то или иное поведение тока полностью определяется условием, через какой уровень, занятый электронами или свободный, осуществляется транспорт электронов. Отмеченные результаты теорети ческого анализа ВАХ подтверждаются численным моделированием.