Length-dependent conductance of molecular wires and contact resistance in metal-molecule-metal junctions

ChemPhysChem

Volumn 9, Issue 10, 2008, Pages 1416-1424

  Liu, Hongmei ^a   Wang, Nan ^a   Zhao, Jianwei ^a   Guo, Yan ^a   Yin, Xing ^a   Boey, Freddy Y C ^b   Zhang, Hua ^b  

^a NANJING UNIVERSITY   (China)

^b NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

Author keywords

Density functional calculations; Electron transport; Energy gap; Molecular devices; Tunneling attenuation factor

Indexed keywords

CALCULATIONS; CONTACT RESISTANCE; ELECTRODES; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; ENERGY GAP; METALS; MOLECULES; NANOWIRES; WIRE;

ATTENUATION FACTORS; ELECTRON TRANSPORT; FIRST-PRINCIPLES DENSITY FUNCTIONAL THEORY; METAL-MOLECULE-METAL JUNCTIONS; METALLIC ELECTRODES; MOLECULAR DEVICE; MOLECULAR JUNCTION; NON-EQUILIBRIUM GREEN'S FUNCTION;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

EID: 48049104171     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.200800032     Document Type: Article

References (88)

1. B. Kim, J. M. Beebe, Y. Jun, X. Y. Zhu, C. D. Frisbie, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4970-4971.
2. K. Weber, L. Hockett, S. Creager, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 8286-8291.
3. S. B. Sachs, S. P. Dudek, R. P. Hsung, L. R. Sita, J. F. Smalley, M. D. Newton, S.W. Feldberg, C. E. D. Chidsey, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10563-10564.
4. S. Creager, C. J. Yu, C. Bamdad, S. O'Connor, T. MacLean, E. Lam, Y. Chong, G. T. Olsen, J. Luo, M. Gozin, J. F. Kayyem, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1059-1064.
5. K. Slowinski, R. V. Chamberlain, C. J. Miller, M. Majda, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11910-11919.
6. R. Wiesendanger, Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy, Chapter 1, Cambridge University Press, Cambridge, 1994.
7. W. Haiss, R. J. Nichols, H. van Zalinge, S. J. Higgins, D. Bethell, D. J. Schiffrin, Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4330-4337.
8. W. Haiss, T. Albrecht, H. van Zalinge, S. J. Higgins, D. Bethell, H. Höbenreich, D. J. Schiffrin, R. J. Nichols, A. M. Kuznetsov, J. Zhang, Q. Chi, J. Ulstrup, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6703-6712.
9. T. Ishida, W. Mizutani, Y. Aya, H. Ogiso, S. Sasaki, H. Tokumoto, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5886-5892.
10. X. D. Cui, X. Zarate, J. Tomfohr, O. F. Sankey, A. Primak, A. L. Moore, T. A. Moore, D. Gust, G. Harris, S. M. Lindsay, Nanotechnology 2002, 13, 5-14.
11. J. W. Zhao, K. Uosaki, Nano Lett. 2002, 2, 137-140.
12. J. Zhao, K. Uosaki, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17129-17135.
13. D. J. Wold, R. Haag, M. A. Rampi, C. D. Frisbie, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2813-2816.
14. D. J. Wold, C. D. Frisbie, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2970-2971.
15. D. J. Wold, C. D. Frisbie, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5549-5556.
16. V. B. Engelkes, J. M. Beebe, C. D. Frisbie, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14287-14296.
17. L. Venkataraman, Y. S. Park, A. C. Whalley, C. Nuckolls, M. S. Hybertsen, M. L. Steigerwald, Nano Lett. 2007, 7, 502-506.
18. L. Venkataraman, J. E. Klare, I. W. Tam, C. Nuckolls, M. S. Hybertsen, M. L. Steigerwald, Nano Lett. 2006, 6, 458-462.
19. F. Chen, X. L. Li, J. Hihath, Z. F. Huang, N. J. Tao, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15874-15881.
20. B. Xu, N. Tao, Science 2003, 301, 1221-1223.
21. X. L. Li, J. He, J. Hihath, B. Q. Xu, S. M. Lindsay, N. J. Tao, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2135-2141.
22. X. Y. Xiao, B. Q. Xu, N. J. Tao, Nano Lett. 2004, 4, 267-271.
23. M.-D. Fu, I.-W. P. Chen, H.-C. Lu, C.-T. Kuo, W.-H. Tseng, C.-h. Chen, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11450-11455.
24. J. He, F. Chen, J. Li, O. F. Sankey, Y. Terazono, C. Herrero, D. Gust, T. A. Moore, A. L. Moore, S. M. Lindsay, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1384-1385.
25. M. A. Reed, C. Zhou, C. J. Muller, T. P. Burgin, J. M. Tour, Science 1997, 278, 252-254.
26. C. Li, I. Pobelov, T. Wandlowski, A. Bagrets, A. Arnold, F. Evers, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 318-326.
27. J. Chen, M. A. Reed, A. M. Rawlett, J. M. Tour, Science 1999, 286, 1550-1552.
28. C. Chu, J.-S. Na, G. N. Parsons, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2287-2296.
29. K. Slowinski, R. V. Chamberlain II, R. Bilewicz, M. Majda, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4709-4710.
30. Y. Selzer, A. Salomon, D. Cahen, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10432-10439.
31. R. E. Holmlin, R. Haag, M. L. Chabinyc, R. F. Ismagilov, A. E. Cohen, A. Terfort, M. A. Rampi, G. M. Whitesides, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5075-5085.
32. J. M. Beebe, V. B. Engelkes, L. L. Miller, C. D. Frisbie, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11268-11269.
33. V. Grosshenny, A. Harriman, R. Ziessel, Angew. Chem. 1995, 107, 2921-2925;
34. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 2705-2708.
35. X. Y. Xiao, B. Q. Xu, N. J. Tao, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5370-5371.
36. J. R. Winkler, H. B. Gray, Chem. Rev. 1992, 92, 369-379.
37. S. O. Kelley, J. K. Barton, Science 1999, 283, 375-381.
38. E. Meggers, M. E. Michel-Beyerle, B. Giese, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12950-12955.
39. Y. Li, J. Zhao, X. Yin, G. Yin, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 11130-11135.
40. P. S. Weiss, L. A. Bumm, T. D. Dunbar, T. P. Burgin, J. M. Tour, D. L. Allara, Molecular Electronics: Science and Technology, Vol. 852, 1998, New York Academy of Sciences, New York, pp. 145-168.
41. D. X. Wang, J. W. Zhao, S. Hu, X. Yin, S. Liang, Y. H. Liu, S. Y. Deng, Nano Lett. 2007, 7, 1208-1212.
42. J. Reichert, R. Ochs, D. Beckmann, H. B. Weber, M. Mayor, H. v. Löhneysen, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 176804.
43. A. Aviram, M. A. Ratner, Chem. Phys. Lett. 1974, 29, 277-283.
44. M. G. Debije, M. T. Milano, W. A. Bernhard, Angew. Chem. 1999, 111, 2926-2930;
45. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 2752-2756.
46. A. Joy, G. Guler, S. Ahmed, L. W. McLaughlinb, G. B. Schuster, Faraday Discuss. 2006, 131, 357-365.
47. D. Lindegaard, D. O. Wood, J. Wengel, J. S. Lee, J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 82-87.
48. A. Y. Kasumov, M. Kociak, S. Guéron, B. Reulet, V. T. Volkov, D. V. Klinov, H. Bouchiat, Science 2001, 291, 280-282.
49. M. H. Yang, K. B. K. Teo, W. I. Milne, Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 253116.
50. S. Yasuda, S. Yoshida, J. Sasaki, Y. Okutsu, T. Nakamura, A. Taninaka, O. Takeuchi, H. Shigekawa, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7746-7747.
51. J. W. Zhao, J. J. Davis, M. S. P. Sansom, A. Hung, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5601-5609.
52. J. Zhao, K. Uosaki, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 2034-2036.
53. J. Zhao, J. J. Davis, Nanotechnology 2003, 14, 1023-1028.
54. Y. B. Hu, Y. Zhu, H. J. Gao, H. Guo, Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 156803.
55. S. Datta, Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press, New York, 1996.
56. Gaussian 03 (Revision C.02), M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2004.
57. X. Yin, Y. Li, Y. Zhang, P. Li, J. Zhao, Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 111-116.
58. X. Yin, H. Liu, J. Zhao, J. Chem. Phys. 2006, 125, 094711.
59. H. Grönbeck, A. Curioni, W. Andreoni, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3839-3842.
60. A. Johansson, S. Stafström, Chem. Phys. Lett. 2000, 322, 301-306.
61. M. Kondo, T. Tada, K. Yoshizawa, J. Phys. Chem. A 2004, 108, 9143-9149.
62. C. C. Kaun, B. Larade, H. Guo, Phys. Rev. B 2003, 67, 121 411(R).
63. C. C. Kaun, H. Guo, Nano Lett. 2003, 3, 1521-1525.
64. K. Stokbro, J. Taylor, M. Brandbyge, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3674-3675.
65. A. Staykov, D. Nozaki, K. Yoshizawa, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11699-11705.
66. TRANSIESTA-C, ATK version 2.0, Atomistix A/S (www.Atomistix.com), 2004.
67. K.-H. Müller, Phys. Rev. B 2006, 73, 045403.
68. A. Ulman, Chem. Rev. 1996, 96, 1533-1554.
69. C. Grave, C. Risko, A. Shaporenko, Y. Wang, C. Nuckolls, M. A. Ratner, M. A. Rampi, M. Zharnikov, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3816-3828.
70. Y. W. Li, J. W. Zhao, X. Yin, H. M. Liu, G. P. Yin, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1186-1193.
71. Ž. Crljen, A. Grigoriev, G. Wendin, K. Stokbro, Phys. Rev. B 2005, 71, 165316.
72. U. H. F. Bunz, Chem. Rev. 2000, 100, 1605-1644.
73. J. M. Tour, Chem. Rev. 1996, 96, 537-553.
74. S. L. Huang, J. M. Tour, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4908-4909.
75. M. Moroni, J. L. Moigne, S. Luzzati, Macromolecules 1994, 27, 562-571.
76. Y. Ye, M. Zhang, J. Zhao, J. Mol. Struct. Theochem 2007, 822, 12-20.
77. M. P. Samanta, W. Tian, S. Datta, J. I. Henderson, C. P. Kubiak, Phys. Rev. B 1996, 53, R7626.
78. Z. Li, D. S. Kosov, Phys. Rev. B 2007, 76, 035415.
79. F. Evers, F. Weigend, M. Koentopp, Phys. Rev. B 2004, 69, 235411.
80. R. Landauer, Phys. Lett. A 1981, 85, 91-93.
81. B. Hammer, J. K. Nørskov, Nature 1995, 376, 238-240.
82. F.-R. F. Fan. J. P. Yang, L. T. Cai, D. W. Price, S. M. Dirk, D. V. Kosynkin, Y. X. Yao, A. M. Rawlett, J. M. Tour, A. J. Bard, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5550-5560.
83. W. Y. Wang, T. Lee, M. A. Reed, Phys. Rev. B 2003, 68, 035416.
84. C. Liang, M. D. Newton, J. Phys. Chem. 1993, 97, 3199-3211.
85. F. Picaud, A. Smogunov, A. Dal Corso, E. Tosatti, J. Phys. Condens. Matter 2003, 15, 3731-3740.
86. Y. J. Lee, M. Brandbyge, M. J. Puska, J. Taylor, K. Stokbro, R. M. Nieminen, Phys. Rev. B 2004, 69, 125409.
87. H. Geng, S. Yin, K.-Q. Chen, Z. Shuai, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12304-12308.
88. M. Paulsson, T. Frederiksen, M. Brandbyge, Nano Lett. 2006, 6, 258-262.