Quantum interference in acyclic systems: Conductance of cross-conjugated molecules

Journal of the American Chemical Society

Volumn 130, Issue 51, 2008, Pages 17301-17308

  Solomon, Gemma C ^a   Andrews, David Q ^a   Goldsmith, Randall H ^a   Hansen, Thorsten ^a   Wasielewski, Michael R ^a   Van Duyne, Richard P ^a   Ratner, Mark A ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONJUGATED MOLECULES; DYNAMIC RANGE; ELECTRON TRANSFER; ELECTRON TRANSPORT; LOW BIAS; NONCONJUGATED; NUCLEAR MOTIONS; ON/OFF RATIO; QUANTUM INTERFERENCE; QUANTUM INTERFERENCE EFFECTS; SINGLE-MOLECULE ELECTRONICS; TRANSMISSION CHARACTERISTICS; TRANSPORT CHARACTERISTICS; TUNNELING CONDUCTANCE;

ELECTRON TRANSITIONS; QUANTUM CHEMISTRY; QUANTUM INTERFERENCE DEVICES; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SULFUR COMPOUNDS;

MOLECULES;

ARTICLE; CALCULATION; COMPARATIVE STUDY; CONJUGATION; ELECTRIC ACTIVITY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRONIC SENSOR; MOLECULE; MOTION; QUANTUM MECHANICS; SEMICONDUCTOR;

EID: 67849113718     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja8044053     Document Type: Article

References (88)

1. Marcus, R. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966.
2. Marcus, R.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
3. Hush, N. Trans. Faraday Soc. 1961, 57, 577.
4. Hush, N. Electrochim Acta 1968, 13, 1005.
5. Aviram, A.; Ratner, M. Chem. Phys. Lett. 1974, 29, 277.
6. Salomon, A.; Cahen, D.; Lindsay, S.; Tomfohr, J.; Engelkes, V. B.; Frisbie, C. D. Adv. Mater. 2003, 15, 1881.
7. Collier, C. P.; Mattersteig, G.; Wong, E. W.; Luo, Y.; Beverly, K.; Sampaio, J.; Raymo, F. M.; Stoddart, J. F.; Heath, J. R. Science 2000, 289, 1172.
8. Moresco, F.; Meyer, G.; Rieder, K. -H.; Tang, H.; Gourdon, A.; Joachim, C. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 672.
9. Qiu, X. H.; Nazin, G. V.; Ho, W. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 196806.
10. Iancu, V.; Hla, S. -W. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 13718.
11. Liljeroth, P.; Repp, J.; Meyer, G. Science 2007, 317, 1203.
12. Wang, W.; Lee, T.; Reed, M. A. Phys. Rev. B 2003, 68, 035416.
13. Salomon, A.; Boecking, T.; Chan, C. K.; Amy, F.; Girshevitz, O.; Cahen, D.; Kahn, A. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 266807.
14. Akkerman, H. B.; Blom, P. W. M.; de Leeuw, D. M.; de Boer, B. Nature 2006, 441, 69.
15. Akkerman, H. B.; Naber, R. C. G.; Jongbloed, B.; van Hal, P. A.; Blom, P. W. M.; de Leeuw, D. M.; de Boer, B. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 11161.
16. Grave, C.; Risko, C.; Shaporenko, A.; Wang, Y.; Nuckolls, C.; Ratner, M. A.; Rampi, M. A.; Zharnikov, M. Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3816.
17. Nitzan, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 681.
18. Joachim, C.; Ratner, M. A. Proc. Nat. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 8801.
19. Galperin, M.; Ratner, M. A.; Nitzan, A. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 103201.
20. Aharonov, Y.; Bohm, D. Phys. Rev. 1959, 115, 485.
21. Stone, A. D. Phys. Rev. Lett. 1985, 54, 2692.
22. Webb, R. A.; Washburn, S.; Umbach, C. P.; Laibowitz, R. B. Phys. Rev. Lett. 1985, 54, 2696.
23. Aronov, A. G.; Sharvin, Y. V. Rev. Mod. Phys. 1987, 59, 755.
24. Bachtold, A.; Strunk, C.; Salvetat, J. -P.; Bonard, J. -M.; Forro, L.; Nussbaumer, T.; Schonenberger, C. Nature 1999, 397, 673.
25. Datta, S. Superlattices Microstruct. 1989, 6, 83.
26. Sols, F.; Macucci, M.; Ravaioli, U.; Hess, K. Appl. Phys. Lett. 1989, 54, 350.
27. Sordan, R.; Nikolic, K. Appl. Phys. Lett. 1996, 68, 3599.
28. Shangguan, W. Z.; Au Yeung, T. C.; Yu, Y. B.; Kam, C. H. Phys. Rev. B 2001, 63, 235323.
29. Zheng, Y.; Lu, T.; Zhang, C.; Su, W. Physica E 2004, 24, 290.
30. Chakrabarti, A. Phys. Rev. B 2006, 74, 205315.
31. de Guevara, M. L. L.; Orellana, P. A. Phys. Rev. B 2006, 73, 205303.
32. Lee, H. W. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 2358.
33. Kalyanaraman, C.; Evans, D. G. Nano Lett. 2002, 2, 437.
34. Collepardo-Guevara, R.; Walter, D.; Neuhauser, D.; Baer, R. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 367.
35. van der Veen, M. H.; Rispens, M. T.; Jonkman, H. T.; Hummelen, J. C. Adv. Funct. Mater. 2004, 14, 215.
36. Walczak, K. Cent. Eur. J. Chem. 2004, 2, 524.
37. Walter, D.; Neuhauser, D.; Baer, R. Chem. Phys. 2004, 299, 139.
38. Ernzerhof, M.; Zhuang, M.; Rocheleau, P. J. Chem. Phys. 2005, 123, 134704.
39. Cardamone, D. M.; Stafford, C. A.; Mazumdar, S. Nano Lett. 2006, 6, 2422.
40. Ernzerhof, M.; Bahmann, H.; Goyer, F.; Zhuang, M.; Rocheleau, P. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1291.
41. Goyer, F.; Ernzerhof, M.; Zhuang, M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 144104.
42. Maiti, S. K. Phys. Lett. A 2007, 366, 114.
43. Stafford, C. A.; Cardamone, D. M.; Mazumdar, S. Nanotechnology 2007, 18, 424014.
44. Patoux, C.; Coudret, C.; Launay, J. P.; Joachim, C.; Gourdon, A. Inorg. Chem. 1997, 36, 5037.
45. Mayor, M.; Weber, H. B.; Reichert, J.; Elbing, M.; von Hanisch, C.; Beckmann, D.; Fischer, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5834.
46. Sautet, P.; Joachim, C. Chem. Phys. Lett. 1988, 153, 511.
47. Yaliraki, S. N.; Ratner, M. A. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2002, 960, 153.
48. Shao, Y.; et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172.
49. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
50. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
51. Bilic, A.; Reimers, J. R.; Hush, N. S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 094708.
52. Porezag, D.; Frauenheim, T.; Kohler, T.; Seifert, G.; Kaschner, R. Phys. Rev. B 1995, 51, 12947.
53. Elstner, M.; Porezag, D.; Jugnickel, G.; Elsner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260.
54. Pecchia, A.; Di Carlo, A. Rep. Prog. Phys. 2004, 67, 1497.
55. Solomon, G. C.; Gagliardi, A.; Pecchia, A.; Frauenheim, T.; Di Carlo. A.; Reimers, J. R.; Hush, N. S. J. Chem. Phys. 2006, 125, 184702.
56. Atomistix ToolKit, version 2. 0. 4; Atomistix A/S (www.atomistix.com).
57. Brandbyge, M.; Mozos, J. -L.; Ordejon, P.; Taylor, J.; Stokbro, K. Phys. Rev. B 2002, 65, 165401/1.
58. Soler, J. M.; Artacho, E.; Gale, J. D.; Garcia, A.; Junquera, J.; Ordejon, P.; Sanchez-Portal, D. J. Phys. : Condens. Matter 2002, 14, 2745.
59. Taylor, J.; Guo, H.; Wang, J. Phys. Rev. B 2001, 63, 245407.
60. Zahid, F.; Paulsson, M.; Polizzi, E.; Ghosh, A. W.; Siddiqui, L.; Datta, S. J. Chem. Phys. 2005, 123, 064707.
61. Landauer, R. IBM J. Res. Dev. 1957, 1, 223.
62. Landauer, R. Philos. Mag. 1970, 21, 863.
63. Datta, S. Electronic Transport in Mesoscopic Systems; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 1997.
64. Xue, Y.; Datta, S.; Ratner, M. A. Chem. Phys. 2002, 281, 151.
65. Phelan, N. F.; Orchin, M. J. Chem. Educ. 1968, 45, 633.
66. Boldi, A. M.; Anthony, J.; Gramlich, V.; Knobler, C. B.; Boudon, C.; Gisselbrecht, J. P.; Gross, M.; Diederich, F. Helv. Chim. Acta 1995, 78, 779.
67. Nielsen, M. B.; Schreiber, M.; Baek, Y. G.; Seiler, P.; Lecomte, S.; Boudon, C.; Tykwinski, R. R.; Gisselbrecht, J. P.; Gramlich, V.; Skinner, P. J.; Bosshard, C.; Gunter, P.; Gross, M.; Diederich, F. Chem. Eur. J. 2001, 7, 3263.
68. Gholami, M.; Tykwinski, R. R. Chem. Rev. 2006, 106, 4997.
69. Bruschi, M.; Giuffreda, M. G.; Luthi, H. P. Chem. Eur. J. 2002, 8, 4216.
70. Bruschi, M.; Giuffreda, M. G.; Luthi, H. P. Chem Phys Chem 2005, 6, 511.
71. Coulson, C. A.; Rushbrooke, G. S. Proc. Camb. Philos. Soc. 1940, 36, 1931.
72. McWeeny, R. Coulson's Valence, 3rd ed.; Oxford University Press: Oxford, UK, 1979.
73. Mallion, R. B.; Rouvray, D. H. J. Math. Chem. 1990, 5, 1.
74. Siddarth, P.; Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1992, 96, 3213.
75. Borden, W. T.; Davidson, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 4587.
76. Richardson, D. E.; Taube, H. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 40.
77. Hush, N. S. http://www.physics.uq.edu.au/cmp-workshop/Forms/hush.ppt, 2006.
78. Solomon, G. C.; Andrews, D. Q.; Hansen, T.; Goldsmith, R. H.; Wasielewski, M. R.; Van Duyne, R. P.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 2008, 129, 054701.
79. Yoshizawa, K.; Tada, T.; Staykov, A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9406.
80. van Walree, C. A.; Kaats-Richters, V. E. M.; Veen, S. J.; Wieczorek, B.; van der Wiel, J. H.; van der Wiel, B. C. Eur. J. Org. Chem. 2004, 3046.
81. Moonen, N. N. P.; Pomerantz, W. C.; Gist, R.; Boudon, C.; Gisselbrecht, J. P.; Kawai, T.; Kishioka, A.; Gross, M.; Irie, M.; Diederich, F. Chem. Eur. J. 2005, 11, 3325.
82. Reimers, J. R.; Hall, L. E.; Crossley, M. J.; Hush, N. S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 4385.
83. Solomon, G. C.; Andrews, D. Q.; Van Duyne, R. P.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7788.
84. Andrews, D. A.; Solomon, G. C.; Van Duyne, R. P.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 17309.
85. Skinner, J. L.; Hsu, D. J. Phys. Chem. 1986, 90, 4931.
86. Goldsmith, R. H.; Wasielewski, M. R.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20258.
87. Goldsmith, R. H.; Wasielewski, M. R.; Ratner, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13066.
88. Ponder, J. W. Tinker-Software Tools for Molecular Design, 4. 2 ed.; Washington University School of Medicine, 2004.