The injecting energy at molecule/metal interfaces: Implications for conductance of molecular junctions from an ab initio molecular description

Journal of Chemical Physics

Volumn 111, Issue 15, 1999, Pages 6997-7002

  Yaliraki, S N ^a   Roitberg, A E ^b   Gonzalez, C ^b   Mujica, V ^c   Ratner, Mark A ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY   (United States)

^c UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA   (Venezuela)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0042042118     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.480096     Document Type: Article

References (61)

1. D. L. Allara, T. D. Dunbar, P. S. Weiss, L. A. Bumm, M. T. Cygan, J. M. Tour, W. A. Reinerth, Y. Yao, M. Kozaki, and L. Jones II, Ann. (N.Y.) Acad. Sci. 852, 349 (1998).
2. J. M. Tour, Chem. Rev. 96, 537 (1996).
3. M. A. Reed, C. Zhou, M. R. Deshpande, and C. J. Muller, Ann. (N.Y.) Acad. Sci. 852, 133 (1998).
4. M. A. Reed, C. Zhou, C. J. Muller, T. P. Burgin, and J. M. Tour, Science 278, 252 (1997).
5. S. Frank, P. Poncharal, Z. L. Wang, and W. A. de Heer, Science 280, 1744 (1998).
6. S. J. Tans, M. H. Devoret, H. Dai, A. Thess, R. E. Smalley, L. J. Geerligs, and C. Dekker, Nature (London) 474, 474 (1997); S. J. Tans, R. M. Verschueren, and C. Dekker, ibid. 393, 49 (1998).
7. S. J. Tans, M. H. Devoret, H. Dai, A. Thess, R. E. Smalley, L. J. Geerligs, and C. Dekker, Nature (London) 474, 474 (1997); S. J. Tans, R. M. Verschueren, and C. Dekker, ibid. 393, 49 (1998).
8. M. Bockrath, D. H. Cobden, P. L. McEuen, N. G. Chopra, A. Zettl, A. Thess, and R. E. Smalley, Science 275, 1922 (1997).
9. H. Dai, E. W. Wong, and C. M. Lieber, Science 272, 523 (1996).
10. M. Dorogi, J. Gomez, R. P. Andres, and R. Reifenberger, Phys. Rev. B 52, 9071 (1995). R. P. Andres, J. O. Bielefeld, J. I. Henderson, D. B. Janes, V. R. Kolagunta, C. P. Kubiak, W. J. Mahoney, and R. G. Osifchin, Science 273, 1690 (1997).
11. M. Dorogi, J. Gomez, R. P. Andres, and R. Reifenberger, Phys. Rev. B 52, 9071 (1995). R. P. Andres, J. O. Bielefeld, J. I. Henderson, D. B. Janes, V. R. Kolagunta, C. P. Kubiak, W. J. Mahoney, and R. G. Osifchin, Science 273, 1690 (1997).
12. M. T. Cygan, T, D. Dunbar, J. J. Arnold, L. A. Bumm, N. F. Shedlock, T. P. Burgin, L. Jones, II, D. L. Allara, J. M. Tour, and P. S. Weiss, J. Am. Chem. Soc. 120, 2721 (1998). L. A. Bumm, J. J. Arnold, M. T. Cygan. T. D. Dunbar, T. B. Burgin, L. Jones, II, D. L. Allara, J. M. Tour, and P. S. Weiss, Science 271, 1323 (1996).
13. M. T. Cygan, T, D. Dunbar, J. J. Arnold, L. A. Bumm, N. F. Shedlock, T. P. Burgin, L. Jones, II, D. L. Allara, J. M. Tour, and P. S. Weiss, J. Am. Chem. Soc. 120, 2721 (1998). L. A. Bumm, J. J. Arnold, M. T. Cygan. T. D. Dunbar, T. B. Burgin, L. Jones, II, D. L. Allara, J. M. Tour, and P. S. Weiss, Science 271, 1323 (1996).
14. V. Mujica, M. Kemp, and M. A. Ratner, J. Chem. Phys. 101, 6849 (1994); 101, 6856 (1994). V. Mujica, M. Kemp, A. Roitberg, and M. Ratner, ibid. 104, 7296 (1996).
15. V. Mujica, M. Kemp, and M. A. Ratner, J. Chem. Phys. 101, 6849 (1994); 101, 6856 (1994). V. Mujica, M. Kemp, A. Roitberg, and M. Ratner, ibid. 104, 7296 (1996).
16. V. Mujica, M. Kemp, and M. A. Ratner, J. Chem. Phys. 101, 6849 (1994); 101, 6856 (1994). V. Mujica, M. Kemp, A. Roitberg, and M. Ratner, ibid. 104, 7296 (1996).
17. For an overview of experimental and theoretical work see: Ann. (N. Y.) Acad. Sci. 852 (1998); Molecular Electronics, edited by J. Jortner, M. A. Ratner (Blackwell, London, 1997). R. P. Andres, S. Datta, D. B. Janes, C. P. Kubiak, and R. Reifenberger, The Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, edited by H. S. Nalwa (Academic, New York, 1998). Atomic and Molecular Wires, edited by C. Joachim and S. Roth (Kluwer, Dordrecht, 1997).
18. For an overview of experimental and theoretical work see: Ann. (N. Y.) Acad. Sci. 852 (1998); Molecular Electronics, edited by J. Jortner, M. A. Ratner (Blackwell, London, 1997). R. P. Andres, S. Datta, D. B. Janes, C. P. Kubiak, and R. Reifenberger, The Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, edited by H. S. Nalwa (Academic, New York, 1998). Atomic and Molecular Wires, edited by C. Joachim and S. Roth (Kluwer, Dordrecht, 1997).
19. For an overview of experimental and theoretical work see: Ann. (N. Y.) Acad. Sci. 852 (1998); Molecular Electronics, edited by J. Jortner, M. A. Ratner (Blackwell, London, 1997). R. P. Andres, S. Datta, D. B. Janes, C. P. Kubiak, and R. Reifenberger, The Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, edited by H. S. Nalwa (Academic, New York, 1998). Atomic and Molecular Wires, edited by C. Joachim and S. Roth (Kluwer, Dordrecht, 1997).
20. For an overview of experimental and theoretical work see: Ann. (N. Y.) Acad. Sci. 852 (1998); Molecular Electronics, edited by J. Jortner, M. A. Ratner (Blackwell, London, 1997). R. P. Andres, S. Datta, D. B. Janes, C. P. Kubiak, and R. Reifenberger, The Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology, edited by H. S. Nalwa (Academic, New York, 1998). Atomic and Molecular Wires, edited by C. Joachim and S. Roth (Kluwer, Dordrecht, 1997).
21. R. Landauer, IBM J. Res. Dev. 32, 306 (1988); R. Landauer, Philos. Mag. 21, 863 (1970).
22. R. Landauer, IBM J. Res. Dev. 32, 306 (1988); R. Landauer, Philos. Mag. 21, 863 (1970).
23. P. Sautet and C. Joachim, Chem. Phys. Lett. 153, 511 (1988); C. Joachim and J. F. Vinuesa, Europhys. Lett. 33, 635 (1996); M. Magoga and C. Joachim, Phys. Rev. B 57, 1820 (1998).
24. P. Sautet and C. Joachim, Chem. Phys. Lett. 153, 511 (1988); C. Joachim and J. F. Vinuesa, Europhys. Lett. 33, 635 (1996); M. Magoga and C. Joachim, Phys. Rev. B 57, 1820 (1998).
25. P. Sautet and C. Joachim, Chem. Phys. Lett. 153, 511 (1988); C. Joachim and J. F. Vinuesa, Europhys. Lett. 33, 635 (1996); M. Magoga and C. Joachim, Phys. Rev. B 57, 1820 (1998).
26. W. D. Tian, S. H. Datta, S. Hong, R. Reifenberger, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, J. Chem. Phys. 109, 2874 (1998); S. Datta, W. D. Tian, S. H. Hong, R. Reifenberger, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, Phys. Rev. Lett. 79, 2530 (1997); M. P. Samanta, W. Tian, S. Datta, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, Phys. Rev. B 53, 7676 (1996).
27. W. D. Tian, S. H. Datta, S. Hong, R. Reifenberger, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, J. Chem. Phys. 109, 2874 (1998); S. Datta, W. D. Tian, S. H. Hong, R. Reifenberger, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, Phys. Rev. Lett. 79, 2530 (1997); M. P. Samanta, W. Tian, S. Datta, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, Phys. Rev. B 53, 7676 (1996).
28. W. D. Tian, S. H. Datta, S. Hong, R. Reifenberger, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, J. Chem. Phys. 109, 2874 (1998); S. Datta, W. D. Tian, S. H. Hong, R. Reifenberger, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, Phys. Rev. Lett. 79, 2530 (1997); M. P. Samanta, W. Tian, S. Datta, J. I. Henderson, and C. P. Kubiak, Phys. Rev. B 53, 7676 (1996).
29. V. Mujica et al., Adv. Chem. Phys. 107, 403 (1999) and references therein.
30. H. Ou-Yang, R. A. Marcus, and B. Kallebring, J. Chem. Phys. 100, 7814 (1994).
31. S. N. Yaliraki and M. A. Ratner, J. Chem. Phys. 109, 5036 (1998).
32. S. N. Yaliraki, M. Kemp, and M. A. Ratner, J. Am. Chem. Soc. 121, 3428 (1999).
33. E. G. Emberly and G. Kirczenow, Phys. Rev. B 58, 10911 (1998).
34. S. Datta, Electronic Transport in Mesoscopic Systems (Cambridge University Press, Cambridge, 1995).
35. See for example, G. C. Schatz and M. A. Ratner, Quantum Mechanics in Chemistry (Prentice Hall, New Jersey, 1993).
36. T. H. Dunning, Jr. and P. J. Hay, in Methods of Electronic Structure Theory, edited by H. F. Schaefer III (Plenum, New York, 1976).
37. P. J. Hay and W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 82, 299 (1985).
38. GAUISSAN94, Revision D.4, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, P. M. W. Gill, B. G. Johnson, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, T. Keith, G. A. Petersson, J. A. Montgomery, K. Raghavachari, M. A. Al-Laham, V. G. Zakrzewski, J. V. Ortiz, J. B. Foresman, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, A. Nanayakkara, M. Challacombe, C. Y. Peng, P. Y. Ayala, W. Chen, M. W. Wong, J. L. Andres, E. S. Replogle, R. Gomperts, R. L. Martin, D. J. Fox, J. S. BinkJey, D. J. Defrees, J. Baker, J. P. Stewart, M. Head-Gordon, C. Gonzalez, and J. A. Pople, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1995.
39. D. A. Papaconstantopoulos, Handbook of the Band Structure of Elemental Solids (Plenum, New York, 1986).
40. H. Sellers, A. Ullman, Y. Shnidman, and J. E. Eilers, J. Am. Chem. Soc. 115, 9389 (1993).
41. L. Strong and G. M. Whitesides, Langmuir 4, 546 (1988); G. M. Whitesides and P. E. Laibinis, ibid. 6, 87 (1990); G. E. Poirier, Chem. Rev. 4, 1117 (1997).
42. L. Strong and G. M. Whitesides, Langmuir 4, 546 (1988); G. M. Whitesides and P. E. Laibinis, ibid. 6, 87 (1990); G. E. Poirier, Chem. Rev. 4, 1117 (1997).
43. L. Strong and G. M. Whitesides, Langmuir 4, 546 (1988); G. M. Whitesides and P. E. Laibinis, ibid. 6, 87 (1990); G. E. Poirier, Chem. Rev. 4, 1117 (1997).
44. M. F. Falcetta and K. D. Jordan, J. Phys. Chem. 94, 5666 (1990); M. F. Falcetta and K. D. Jordan, J. Am. Chem. Soc. 113, 2903 (1991).
45. M. F. Falcetta and K. D. Jordan, J. Phys. Chem. 94, 5666 (1990); M. F. Falcetta and K. D. Jordan, J. Am. Chem. Soc. 113, 2903 (1991).
46. A. E. Roitberg et al. (unpublished); L. A. Curtiss, C. A. Naleway, and J. R. Miller, Chem. Rev. 176, 387 (1993); C. X. Liang and M. D. Newton J. Phys. Chem. 96, 2855 (1992); K. D. Jordan and M. N. Paddon-Row, Chem. Rev. 92, 395 (1992).
47. A. E. Roitberg et al. (unpublished); L. A. Curtiss, C. A. Naleway, and J. R. Miller, Chem. Rev. 176, 387 (1993); C. X. Liang and M. D. Newton J. Phys. Chem. 96, 2855 (1992); K. D. Jordan and M. N. Paddon-Row, Chem. Rev. 92, 395 (1992).
48. A. E. Roitberg et al. (unpublished); L. A. Curtiss, C. A. Naleway, and J. R. Miller, Chem. Rev. 176, 387 (1993); C. X. Liang and M. D. Newton J. Phys. Chem. 96, 2855 (1992); K. D. Jordan and M. N. Paddon-Row, Chem. Rev. 92, 395 (1992).
49. A. E. Roitberg et al. (unpublished); L. A. Curtiss, C. A. Naleway, and J. R. Miller, Chem. Rev. 176, 387 (1993); C. X. Liang and M. D. Newton J. Phys. Chem. 96, 2855 (1992); K. D. Jordan and M. N. Paddon-Row, Chem. Rev. 92, 395 (1992).
50. A. Szabo and N. S. Ostlund, Modern Quantum Chemistry: Introduction to Advanced Electronic Structure Theory (McGraw-Hill, New York, 1989).
51. C-S. Chen, T. H. Feng, and J. S.-Y. Chao, J. Phys. Chem. 99, 8629 (1995).
52. P. D. Burrow, A. E. Howard, A. R. Johnston, and K. D. Jordan, J. Phys. Chem. 96, 7570 (1992).
53. H. M. McConnell, J. Chem. Phys. 35, 508 (1961); M. D. Newton and N. Sutin, Annu. Rev. Phys. Chem. 35, 437 (1984); R. A. Marcus and N. Sutin, Biochim. Biophys. Acta 811, 265 (1985); M. D. Newton, Chem. Rev. 91, 767 (1991); M. A. Ratner, J. Phys. Chem. 94, 4977 (1990).
54. H. M. McConnell, J. Chem. Phys. 35, 508 (1961); M. D. Newton and N. Sutin, Annu. Rev. Phys. Chem. 35, 437 (1984); R. A. Marcus and N. Sutin, Biochim. Biophys. Acta 811, 265 (1985); M. D. Newton, Chem. Rev. 91, 767 (1991); M. A. Ratner, J. Phys. Chem. 94, 4977 (1990).
55. H. M. McConnell, J. Chem. Phys. 35, 508 (1961); M. D. Newton and N. Sutin, Annu. Rev. Phys. Chem. 35, 437 (1984); R. A. Marcus and N. Sutin, Biochim. Biophys. Acta 811, 265 (1985); M. D. Newton, Chem. Rev. 91, 767 (1991); M. A. Ratner, J. Phys. Chem. 94, 4977 (1990).
56. H. M. McConnell, J. Chem. Phys. 35, 508 (1961); M. D. Newton and N. Sutin, Annu. Rev. Phys. Chem. 35, 437 (1984); R. A. Marcus and N. Sutin, Biochim. Biophys. Acta 811, 265 (1985); M. D. Newton, Chem. Rev. 91, 767 (1991); M. A. Ratner, J. Phys. Chem. 94, 4977 (1990).
57. H. M. McConnell, J. Chem. Phys. 35, 508 (1961); M. D. Newton and N. Sutin, Annu. Rev. Phys. Chem. 35, 437 (1984); R. A. Marcus and N. Sutin, Biochim. Biophys. Acta 811, 265 (1985); M. D. Newton, Chem. Rev. 91, 767 (1991); M. A. Ratner, J. Phys. Chem. 94, 4977 (1990).
58. M. F. Falcetta and K. D. Jordan, Chem. Phys. Lett. 300, 588 (1999).
59. N. D. Lang, Phys. Rev. B 49, 2067 (1994); N. D. Lang and A. R. Williams, ibid. 18, 616 (1978).
60. N. D. Lang, Phys. Rev. B 49, 2067 (1994); N. D. Lang and A. R. Williams, ibid. 18, 616 (1978).
61. M. Di Ventra, S. T. Pantelides, and N. D. Lang (preprint).