Interface geometry and molecular junction conductance: Geometric fluctuation and stochastic switching

Nano Letters

Volumn 5, Issue 9, 2005, Pages 1668-1675

  Basch, H ^a   Cohen, R ^b   Ratner, Mark A ^b  

^a BAR ILAN UNIVERSITY   (Israel)

^b NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

INTERFACE GEOMETRY; METAL TRANSPORT JUNCTIONS; STOCHASTIC SWITCHING;

BINDING ENERGY; ELASTICITY; GOLD; MOLECULAR DYNAMICS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION;

ELECTRIC CONDUCTANCE;

EID: 25844463565     PISSN: 15306984     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl050702s     Document Type: Article

References (106)

1. Carroll, R. L.; Gorman, C. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 4378.
2. James, D. K.; Tour, J. M. Chem. Mater. 2004, 16, 4423.
3. Nitzan, A.; Ratner, M. A. Science 2003, 300, 1384.
4. Heath, J. R.; Ratner, M. A. Phys. Today 2003, 43.
5. McCreery, R. L. Chem. Mater. 2004, 16, 4477.
6. Nitzan, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 681-750.
7. Bowler, D. R. J. Phys.: Condens. Matter. 2004, 16, R721.
8. Reed, M. A.; Zhou, C.; Muller, C. J.; Burgin, T. P.; Tour, J. M. Science 1997, 278, 252.
9. Andres, R. P.; Bein, T.; Dorogi, M.; Feng, S.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P.; Mahoney, W.; Osifchin, R. G.; Reifenberger, R. Science 1996, 272, 1323.
10. Dorogi, M.; Gomez, J.; Osifchin, R.; Andres, R. P.; Reifenberger, R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1995, 52, 9071.
11. Wold, D. J.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5549.
12. Slowinski, K.; Fong, H. K. Y.; Majda, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1, 7257.
13. Slowinski, K.; Majda, M. J. Electroanal. Chem. 2000, 491, 139.
14. York, R. L.; Nguyen, P. T.; Slowinski, K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5948.
15. Engelkes, V. B.; Beebe, J. M.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14287.
16. Yan, L.; Huck, W. T. S.; Whitesides, G. M. J. Macromol. Sci., Polm. Rev. 2004, C44, 175.
17. Bumm, L. A.; Arnold, J. J.; Dunbar, T. D.; Allara, D. L.; Weiss, P. S. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8122.
18. Porter, M. D.; Bright, T. B.; Allara, D. L.; Chidsey, C. E. D. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3559.
19. Hooper, A.; Fisher, G. L.; Konstadinidis, K.; Jung, D.; Nguyen, H.; Opila, R.; Collins, R. W.; Winograd, N.; Allara, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8052.
20. Holmlin, R. E.; Haag, R.; Chabinyc, M. L.; Ismagilov, R. F.; Cohen, A. E.; Terfort, A.; Rampi, M. A.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5075
21. Gracias, D. H.; Tien, J.; Breen, T. L.; Hsu, C.; Whitesides, G. M. Science 2000, 289, 1170.
22. Weber, H. B.; Reichert, J.; Weigend, F.; Ochs, R.; Beckmann, D.; Mayor, M.; Ahlrichs, R.; Löhneysen, H. v. Chem. Phys. 2002, 281, 113.
23. Weber, H. B.; Reichert, J.; Ochs, R.; Beckmann, D.; Mayora, M.; Lohneysen, H. v. Physica E 2003, 18, 231.
24. Xiao, X. Y.; Xu, B. Q.; Tao, N. J. Nano Lett. 2004, 4, 267.
25. Xu, B. Q.; Tao, N. J. Science 2003, 301, 1221.
26. Park, H.; Park, J.; Lim, A. K. L.; Anderson, E. H.; Alivisatos, A. P.; McEuen, P. L. Nature 2000, 407, 57.
27. Park, J.; Pasupathy, A. N.; Goldsmith, J. I.; Chang, C.; Yaish, Y.; Petta, J. R.; Rinkoski, M.; Sethna, J. P.; Abruna, H. D.; McEuen, P. L.; Ralph, D. C. Nature 2002, 417, 722.
28. Liang, W.; Shores, M. P.; Bockrath, M.; Long, J. R.; Park, H. Nature 2002, 417, 125.
29. Weiss, P. S. Science 2004, 303, 1136.
30. Han, P.; Mantooth, B. A.; Charles, E.; Sykes, H.; Donhauser, Z. J.; Weiss, P. S. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10787.
31. Donhauser, Z. J.; Mantooth, B. A.; Kelly, K. F.; Bumm, L. A.; Monnell, J. D.; Stapleton, J. J.; Price, D. W., Jr.; Rawlett, A. M.; Allara, D. L.; Tour, J. M.; Weiss, P. S. Science 2001, 292, 2303.
32. Ramachandran, G. K.; Hopson, T. J.; Rawlett, A. M.; Nagahara, L. A.; Primak, A.; Lindsay, S. M. Science 2003, 300, 1413.
33. Wassel, R. A.; Fuierer, R. R.; Kim, H.; Gorman, C. B. Nano Lett. 2003, 3, 1617.
34. Wang, W.; Lee, T.; Reed, M. A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 68, 035416/1.
35. Venkataraman, L.; Ulrich, J. Unpublished Results.
36. Reichert, J.; Ochs, R.; Beckmann, D.; Weber, H. B.; Mayor, M.; Löhneysen, H. v. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 176804.
37. Donhauser, Z. J.; Mantooth, B. A.; Pearl, T. P.; Kelly, K. F.; Nanayakkara, S. U.; Weiss, P. S. Jpn. J. Appl. Phys. 2002, 41, 4871.
38. Barkai, E.; Jung, Y.; Silbey, R. Annu. Rev. Phys. Chem. 2004, 55, 457.
39. Moerner, W. E. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 910.
40. Xie, X. S. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 598.
41. Aguilar, M.; Oliva, A. I.; Quintana, P.; Peña, J. L. Thin Solid Films 1998, 317, 189.
42. Smit, R. H. M.; Noat, Y.; Untiedt, C.; Lang, N. D.; van Hemert, M. C.; van Ruitenbeek, J. M. Nature 2002, 419, 906.
43. Guisinger, N. P.; Greene, M. E.; Basu, R.; Baluch, A. S.; Hersam, M. C. Nano Lett. 2003, 4, 55.
44. Datta, S. Electronic Transport in Mesoscopic Systems; Cambridge University Press: Cambridge, 1995.
45. Datta, S. Superlattices Microstruct. 2000, 28, 253.
46. Datta, S. Nanotechnology 2004, 15, S433.
47. Taylor, J.; Guo, H.; Wang, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2001, 63, 245407.
48. Xue, Y.; Datta, S.; Ratner, M. A. Chem. Phys. 2002, 281, 151.
49. Stokbro, K.; Taylor, J.; Brandbyge, M.; Ordejon, P. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2003, 1006, 212.
50. Brandbyge, M.; Mozos, J.-L.; Ordejon, P.; Taylor, J.; Stokbro, K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2002, 65, 165401.
51. Hall, L. E.; Reimers, J. R.; Hush, N. S.; Silverbrook, K. J. Chem. Phys. 2000, 112, 1510.
52. Taylor, J.; Brandbyge, M. M.; Stokbro, K. Phys. Rev. Lett. 2002, 59, 138301.
53. Damle, P.; Ghosh, A. W.; Datta, S. Chem. Phys. 2002, 281, 171.
54. Lang, N. D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1995, 52, 5335-5342.
55. Di Ventra, M.; Lang, N. D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2002, 65, 045402.
56. Galperin, M.; Nitzan, A. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2003, 1006, 48.
57. Delaney, P.; Nolan, M.; Greer, J. C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 044710.
58. Delaney, P.; Greer, J. C. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 036805.
59. Remade, F.; Levine, R. D. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18129.
60. Kemp, M.; Mujica, V.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1994, 101, 5172.
61. Taylor, J.; Guo, H.; Wang, J. Phys. Rev. B 2001, 63, 245407.
62. Xue, Y.; Ratner, M. A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 65, 115406.
63. Basch, H.; Ratner, M. A. J Chem Phys, in press.
64. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
65. Stevens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 95, 11623.
66. Stevens, W. J.; Basch, H.; Krauss, M. J. Chem. Phys. 1984, 81, 6026.
67. Kaun, C.-C; Guo, H. Nano Lett. 2003, 3, 1521
68. Jiang, J.; Lu, W.; Luo, Y. Chem. Phys. Lett. 2004, 400, 336.
69. Wang, W.; Lee, T.; Reed, M. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18398.
70. Cui, X. D.; Zarate, X.; Tomfohr, J.; Sankey, O. F.; Primak, A.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Harris, G.; Lindsay, S. M. Nanotechnology 2002, 13, 5.
71. Tomfohr, J.; Sankey, O. F. J. Chem. Phys. 2004, 120, 1542.
72. Smalley, J. F.; Feldberg, S. W.; Chidsey, C. E. D.; Linford, M. R.; Newton, M. D.; Liu, Y. P. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13141.
73. Rampi, M. A.; Whitesides, G. M. Chem. Phys. Lett. 2002, 281, 373.
74. Slowinski, K.; Chamberlain, R. V.; Miller, C. J.; Majda, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11910.
75. Bumm, L. A.; Arnold, J. J.; Dunbar, T. D.; Allara, D. L.; Weiss, P. S. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8122.
76. Cui, X. D.; Primak, A.; Zarate, X.; Tomfohr J.; Sankey O. F.; Moore A. L.; Moore T. A.; Gust D.; Nagahara L. A.; Lindsay, S. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 8609.
77. Wold, D. J.; Haag, R.; Rampi, M. A.; Frisbie, C. D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2813.
78. Fan, F. F.; Yang, J.; Cai, L.; Price, D. W.; Dirk, S. M.; Kosynkin, D. V.; Yao, Y.; Rawlett, A. M.; Tour, J. M.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5550.
79. Kushmerick, J. G.; Holt, D. B.; Pollack, S. K.; Ratner, M. A.; Yang, J. C.; Schull, T. L.; Naciri, J.; Moore, M. H.; Shashidhar, R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10654.
80. Beebe, J. M.; Engelkes, V. B.; Miller, L. L.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11268.
81. Simmons, J. G. J. Appl. Phys. 1963, 34, 1793.
82. Van Der Zandt, H.; Thijssen, J. Unpublished results.
83. Yaliraki, S. N.; Roitberg, A. E.; Gonzalez, C.; Mujica, V.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1999, 111, 6997.
84. Wang, C.-K.; Fuc, Y.; Luo, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 5017.
85. Stokbro, K.; Taylor, J.; Brandbyge, M.; Mozos, J.-L.; Ordejon, P. Comput. Mater. Sci. 2003, 27, 151.
86. Emberly, E. G.; Kirczenow, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 10911.
87. Di Ventra, M.; Pantelides, S. T.; Lang, N. D. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 979.
88. Derosa, P. A.; Seminario, J. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 471.
89. Samanta, M. P.; Tian, W.; Datta, S.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996, 53, R7626.
90. Chen, H.; Lu, J. Q.; Wu, J.; Note, R.; Mizuseki, H.; Kawazoe, Y. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 67, 113408.
91. Datta, S.; Tian, W. D.; Hong, S. H.; Reifenberger, R.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 2530.
92. Yaliraki, S. N.; Kemp, M.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3428.
93. Kornilovitch, P. E.; Bratkovsky, A. M. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2001, 64, 195413/1.
94. Bratkovsky, A. M.; Kornilovitch, P. E. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 67, 115307/1.
95. Wang, C.-K.; Luo, Y. J. Chem. Phys. 2003, 119, 4923.
96. Nara, J.; Kino, H.; Kobayashi, N.; Tsukada, M.; Ohno, T. Thin Solid Films 2003, 438-439, 221.
97. Tikhonov, A.; Coalson, R. D.; Dahnovsky, Y. J. Chem. Phys. 2002, 111, 567.
98. Kopf, A.; Saalfrank, P. Chem. Phys. Lett. 2004, 386, 17.
99. Lang, N. D.; Avouris, P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2001, 64, 125323.
100. Grigoriev, A.; Skoldberg, J.; Wendin, G. Submitted for publication.
101. Ohnishi, H.; Kondo, Y.; Takayanagi, K. Nature 1998, 395, 780.
102. Xue, Y.; Ratner, M. A. Int. J. Quantum Chem. 2005, 102, 911.
103. Reichert, J.; Weber, H. B.; Mayor, M.; Löhneysen, H. v. Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 4137.
104. Andres, R. P.; Datta, S.; Dorogi, M.; Gomez, J.; Henderson, J. I.; Janes, D. B.; Kolagunta, V. R.; Kubiak, C. P.; Mahoney, W.; Osifchin, R. F.; Reifenberger, R.; Samanta, M. P.; Tian, W. J. Vac. Sci. Technol., A 1996, 14, 1178.
105. Note that the calculated g changes differently with length at different geometries.
106. Thygesen, K. S.; Jacobsen, K. W. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 036807.