Carbon nanotube, graphene, nanowire, and molecule-based electron and spin transport phenomena using the nonequilibrium Green's function method at the level of first principles theory

Journal of Computational Chemistry

Volumn 29, Issue 7, 2008, Pages 1073-1083

  Kim, Woo Youn ^a   Kim, Kwang S ^a  

^a Pohang University of Science and Technology (POSTECH)   (South Korea)

Author keywords

Carbon nanotube; Graphene; Keldish formalism; Molecular electronics; Nanoelectronics; Nanowire, density functional theory; Nonequilibrium Green's function; Quantum conductance; Spintronics

Indexed keywords

CARBON NANOTUBES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MAGNETOELECTRONICS; MOLECULAR ELECTRONICS; NANOWIRES; QUANTUM THEORY;

GRAPHENE; KELDISH FORMALISM; QUANTUM CONDUCTANCE;

NANOELECTRONICS;

CARBON NANOTUBE; GRAPHITE; NANOWIRE;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRODE; ELECTRON; QUANTUM THEORY;

COMPUTER SIMULATION; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRODES; ELECTRONS; GRAPHITE; MODELS, CHEMICAL; NANOTUBES, CARBON; NANOWIRES; QUANTUM THEORY;

EID: 42149170148     PISSN: 01928651     EISSN: 1096987X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jcc.20865     Document Type: Article

References (70)

1. Joachim, C.; Gimzewski, J. K.; Aviram, A. Nature 2000, 408, 541.
2. Nitzan, A.; Ratner, M. A. Science 2003, 300, 1384.
3. Chen, J.; Reed, M. A.; Rawlett, A. M.; Tour, J. M. Science 1999, 286, 1550.
4. Liang, W. J.; Shores, M. P.; Bockrath, M.; Long, J. R.; Park, H. Nature 2002, 417, 725.
5. Reed, M. A.; Zhou, C.; Muller, C. J.; Burgin, T. P.; Tour, J. M. Science 1997, 278, 252.
6. Venkataraman, L.; Klare, J. E.; Nuckolls, C.; Hybertsen, M. S.; Steigerwald, M. L. Nature 2006, 442, 904.
7. 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.
8. Piva, P. G.; DiLabio, G. A.; Pitters, J. L.; Zikovsky, J.; Rezeq, M.; Dogel, S.; Hofer, W. A.; Wolkow, R. A. Nature 2005, 435, 658.
9. Guisinger, N. P.; Greene, M. E.; Basu, R.; Baluch, A. S.; Hersam, M. C. Nano Lett 2004, 4, 55.
10. Dadosh, T.; Gordin, Y.; Krahne, R.; Khivrich, I.; Mahalu, D.; Frydman, V.; Sperling, J.; Yacoby, A.; Bar-Joseph, I. Nature 2005, 436, 1200.
11. Joachim, C.; Gimzewski, J. K.; Schlittler, R. R.; Chavy, C. Phys Rev Lett 1995, 74, 2102.
12. (a) Guo, X. F.; Small, J. P.; Klare, J. E.; Wang, Y. L.; Purewal, M. S.; Tam, I. W.; Hong, B. H.; Caldwell, R.; Huang, L. M.; O'Brien, S.; Yan, J. M.; Breslow, R.; Wind, S. J.; Hone, J.; Kim, P.; Nuckolls, C. Science 2006, 311, 356;
13. (b) Kim, W. Y.; Kim, K. S. Phys Rev B 2007, 76, 033415.
14. Tulevski, G. S.; Myers, M. B.; Hybertsen, M. S.; Steigerwald, M. L.; Nuckolls, C. Science 2005, 309, 591.
15. Martel, R. Nat Mater 2002, 1, 203.
16. Javey, A.; Guo, J.; Wang, Q.; Lundstrom, M.; Dai, H. J. Nature 2003, 424, 654.
17. Jarillo-Herrero, P.; van Dam, J. A.; Kouwenhoven, L. P. Nature 2006, 439, 953.
18. Banerjee, S.; Hemraj-Benny, T.; Wong, S. S. Adv Mater 2005, 17, 17.
19. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Nature 2005, 438, 197.
20. Zhang, Y. B.; Tan, Y. W.; Stormer, H. L.; Kim, P. Nature 2005, 438, 201.
21. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat Mater 2007, 6, 183.
22. Rycerz, A.; Tworzydlo, J.; Beenakker, C. W. J. Nat Phys 2007, 3, 172.
23. Flood, A. H.; Stoddart, J. F.; Steuerman, D. W.; Heath, J. R. Science 2004, 306, 2055.
24. Datta, S. Electronic Transport in Mesoscopic Systems; Cambridge University Press: Cambridge, England, 1995.
25. Haug, H.; Jauho, A.-P. Quantum Kinetics in Transport and Optics of Semiconductors; Springer-Verlag: Berlin, 1996.
26. Di Carlo, A.; Gheorghe, M.; Lugli, P.; Sternberg, M.; Seifert, G.; Frauenheim, T. Phys B: Condens Matter 2002, 314, 86.
27. Mujica, V.; Roitberg, A. E.; Ratner, M. J Chem Phys 2000, 112, 6834.
28. Nardelli, M. B. Phys Rev B 1999, 60, 7828.
29. Hofer, W. A.; Fisher, A. J. Phys Rev Lett 2003, 91, 036803.
30. Tagami, K.; Tsukada, M.; Wada, Y.; Iwasaki, T.; Nishide, H. J Chem Phys 2003, 119, 7491.
31. Tarakeshwar, P.; Palacios, J. J.; Kim, D. M. J Phys Chem B 2006, 110, 7456.
32. Bahramy, M. S.; Murugan, P.; Das, G. P.; Kawazoe, Y. Phys Rev B 2007, 75, 054404.
33. Datta, S.; Tian, W. D.; Hong, S. H.; Reifenberger, R.; Henderson, J. I.; Kubiak, C. P. Phys Rev Lett 1997, 79, 2530.
34. Delaney, P.; Greer, J. C. Phys Rev Lett 2004, 93, 036805.
35. Derosa, P. A.; Seminario, J. M. J Phys Chem B 2001, 105, 471.
36. Ferretti, A.; Calzolari, A.; Di Felice, R.; Manghi, F.; Caldas, M. J.; Nardelli, M. B.; Molinari, E. Phys Rev Lett 2005, 94, 116802.
37. Palacios, J. J.; Perez-Jimenez, A. J.; Louis, E.; Verges, J. A. Phys Rev B 2001, 6411, 115411.
38. Xue, Y. Q.; Datta, S.; Ratner, M. A. Chem Phys 2002, 281, 151.
39. Kim, Y. H.; Tahir-Kheli, J.; Schultz, P. A.; Goddard, W. A. Phys Rev B 2006, 73, 235419.
40. Choi, H. J.; Ihm, J. Phys Rev B 1999, 59, 2267.
41. Taylor, J.; Guo, H.; Wang, J. Phys Rev B 2001, 63, 245407.
42. Brandbyge, M.; Mozos, J. L.; Ordejon, P.; Taylor, J.; Stokbro, K. Phys Rev B 2002, 65, 165401.
43. Rocha, A. R.; Garcia-Suarez, V. M.; Bailey, S. W.; Lambert, C. J.; Ferrer, J.; Sanvito, S. Nat Mater 2005, 4, 335.
44. Soler, J. M.; Artacho, E.; Gale, J. D.; Garcia, A.; Junquera, J.; Ordejon, P.; Sanchez-Portal, D. J Phys Condens Matter 2002, 14, 2745.
45. Son, Y. W.; Cohen, M. L.; Louie, S. G. Nature 2006, 444, 347.
46. Alexandre, S. S.; Soler, J. M.; Seijo, L.; Zamora, F. Phys Rev B 2006, 73, 205112.
47. Hubsch, A.; Endres, R. G.; Cox, D. L.; Singh, R. R. P. Phys Rev Lett 2005, 94, 178102.
48. Fohlisch, A.; Feulner, P.; Hennies, F.; Fink, A.; Menzel, D.; Sanchez-Portal, D.; Echenique, P. M.; Wurth, W. Nature 2005, 436, 373.
49. Capaz, R. B.; Spataru, C. D.; Tangney, P.; Cohen, M. L.; Louie, S. G. Phys Rev Lett 2005, 94, 036801.
50. Sancho, M. P. L.; Sancho, J. M. L.; Rubio, J. J Phys F: Met Phys 1984, 14, 1205.
51. Economou, E. N. Green's Functions in Quantum Physics; Springer-Verlag: Berlin, 2nd corrected and updated edition 1990.
52. Press, W. H.; Flannery, B. P.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T. Numerical Recipes; Cambridge University Press: Cambridge, England, 1989.
53. Parr, R. G.; Yang, W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press/Clarendon Press: New York, 1989.
54. Thygesen, K. S.; Rubio, A. J Chem Phys 2007, 126, 091101.
55. Darancet, P.; Ferretti, A.; Mayou, D.; Olevano, V. Phys Rev B 2007, 75, 075102.
56. Kurth, S.; Stefanucci, G.; Almbladh, C. O.; Rubio, A.; Gross, E. K. U. Phys Rev B 2005, 72, 035308.
57. Buttiker, M.; Imry, Y.; Landauer, R.; Pinhas, S. Phys Rev B 1985, 31, 6207.
58. Son, Y. W.; Ihm, J.; Cohen, M. L.; Louie, S. G.; Choi, H. J. Phys Rev Lett 2005, 95, 216602.
59. Nakada, K.; Fujita, M.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Phys Rev B 1996, 54, 17954.
60. (a) Nautiyal, T.; Youn, S. J.; Kim, K. S. Phys Rev B 2003, 68, 033407;
61. (b) Choi, Y. C.; Lee, H. M.; Kim, W. Y.; Kwon, S. K.; Nautiyal, T.; Cheng, D. Y.; Vishwanathan, K.; Kim, K. S. Phys Rev Lett 2007, 98, 076101.
62. Nautiyal, T.; Rho, T. H.; Kim, K. S. Phys Rev B 2004, 69, 193404.
63. Rodrigues, V.; Bettini, J.; Rocha, A. R.; Rego, L. G. C.; Ugarte, D. Phys Rev B 2002, 65, 153402.
64. Lee, H. W.; Sim, H. S.; Kim, D. H.; Chang, K. J. Phys Rev B 2003, 68, 075424.
65. (a) Cheng, D.; Kim, W. Y.; Min, S. K.; Nautiyal, T.; Kim, K. S. Phys Rev Lett 2006, 96, 096104;
66. (b) Kim, W. Y.; Nautiyal, T.; Youn, S. J.; Kim, K. S. Phys Rev B 2005, 71, 113104.
67. Grigoriev, A.; Skorodumova, N. V.; Simak, S. I.; Wendin, G.; Johansson, B.; Ahuja, R. Phys Rev Lett 2006, 97, 236807.
68. Belosludov, R. V.; Farajian, A. A.; Mizuseki, H.; Miki, K.; Kawazoe, Y. Phys Rev B 2007, 75, 113411.
69. Stokbro, K.; Taylor, J.; Brandbyge, M.; Mozos, J. L.; Ordejon, P. Comp Mat Sci 2003, 27, 151.
70. Di Ventra, M.; Pantelides, S. T.; Lang, N. D. Phys Rev Lett 2000, 84, 979.