Towards quantitative accuracy in first-principles transport calculations: The GW method applied to alkane/gold junctions

Beilstein Journal of Nanotechnology

Volumn 2, Issue 1, 2011, Pages 746-754

  Strange, Mikkel ^a   Thygesen, Kristian S ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

Author keywords

Alkanes; Density functional theory; Electron transport; Gold junction; GW

Indexed keywords

BENCHMARK SYSTEM; CARBON BACKBONE; CONTACT CONDUCTANCE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS; DENSITY FUNCTIONALS; DFT CALCULATION; DYNAMIC SCREENING; ELECTRON TRANSPORT; ELECTRONIC CONDUCTANCE; END GROUPS; FIRST-PRINCIPLES; GOLD JUNCTION; GW; GW APPROXIMATION; GW METHOD; LENGTH DEPENDENCE; MANY-BODY; MOLECULAR ENERGY LEVELS; NANOSCALE JUNCTIONS; QUANTITATIVE ACCURACY; TRANSPORT CALCULATION; TUNNELING PROCESS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRON-ELECTRON INTERACTIONS; MOLECULAR ORBITALS; PARAFFINS; TRANSPORT PROPERTIES;

CALCULATIONS;

EID: 83455218347     PISSN: None     EISSN: 21904286     Source Type: Journal    
DOI: 10.3762/bjnano.2.82     Document Type: Article

References (55)

1. Venkataraman, L.; Klare, J. E.; Tam, I. W.; Nuckolls, C.; Hybertsen, M. S.; Steigerwald, M. L. Nano Lett. 2006, 6, 458-462. doi:10.1021/nl052373+
2. Kristensen, I. S.; Mowbray, D. J.; Thygesen, K. S.; Jacobsen, K. W. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 374101. doi:10.1088/0953-8984/20/37/374101
3. Tomfohr, J. K.; Sankey, O. F. Phys. Rev. B 2002, 65, 245105. doi:10.1103/PhysRevB.65.245105
4. Sen, A.; Kaun, C.-C. ACS Nano 2010, 4, 6404-6408. doi:10.1021/nn101840a
5. Kaun, C.-C.; Guo, H. Nano Lett. 2003, 3, 1521-1525. doi:10.1021/nl0346023
6. Müller, K.-H. Phys. Rev. B 2006, 73, 045403. doi:10.1103/PhysRevB.73.045403
7. Paulsson, M.; Krag, C.; Frederiksen, T.; Brandbyge, M. Nano Lett. 2009, 9, 117-121. doi:10.1021/nl802643h
8. Wohlthat, S.; Pauly, F.; Reimers, J. R. Chem. Phys. Lett. 2008, 454, 284-288. doi:10.1016/j.cplett.2008.02.011
9. McDermott, S.; George, C. B.; Fagas, G.; Greer, J. C.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 744-750. doi:10.1021/jp8078698
10. Sheng, W.; Li, Z. Y.; Ning, Z. Y.; Zhang, Z. H.; Yang, Z. Q.; Guo, H. J. Chem. Phys. 2009, 131, 244712. doi:10.1063/1.3276280
11. Li, C.; Pobelov, I.; Wandlowski, T.; Bagrets, A.; Arnold, A.; Evers, F. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 318-326. doi:10.1021/ja0762386
12. Hybertsen, M. S.; Venkataraman, L.; Klare, J. E.; Whalley, A. C.; Steigerwald, M. L.; Nuckolls, C. J. Phys.: Condens. Matter 2008, 20, 374115. doi:10.1088/0953-8984/20/37/374115
13. Quek, S. Y.; Venkataraman, L.; Choi, H. J.; Louie, S. G.; Hybertsen, M. S.; Neaton, J. B. Nano Lett. 2007, 7, 3477-3482. doi:10.1021/nl072058i
14. Mowbray, D. J.; Jones, G.; Thygesen, K. S. J. Chem. Phys. 2008, 128, 111103. doi:10.1063/1.2894544
15. Smit, R. H. M.; Noat, Y.; Untiedt, C.; Lang, N. D.; van Hemert, M. C.; van Ruitenbeek, J. M. Nature (London) 2002, 419, 906-909. doi:10.1038/nature01103
16. Djukic, D.; Thygesen, K. S.; Untiedt, C.; Smit, R. H. M.; Jacobsen, K. W.; van Ruitenbeek, J. M. Phys. Rev. B 2005, 71, 161402. doi:10.1103/PhysRevB.71.161402
17. Garciá, Y.; Palacios, J. J.; SanFabián, E.; Vergés, J. A.; Pérez-Jiménez, A. J.; Louis, E. Phys. Rev. B 2004, 69, 041402(R). doi:10.1103/PhysRevB.69.041402
18. Untiedt, C.; Dekker, D. M. T.; Djukic, D.; van Ruitenbeek, J. M. Phys. Rev. B 2004, 69, 081401. doi:10.1103/PhysRevB.69.081401
19. Strange, M.; Thygesen, K. S.; Jacobsen, K. W. Phys. Rev. B 2006, 73, 125424. doi:10.1103/PhysRevB.73.125424
20. Toher, C.; Filippetti, A.; Sanvito, S.; Burke, K. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 146402. doi:10.1103/PhysRevLett.95.146402
21. Toher, C.; Sanvito, S. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 056801. doi:10.1103/PhysRevLett.99.056801
22. Ke, S.-H.; Baranger, H. U.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2007, 126, 201102. doi:10.1063/1.2743004
23. Hedin, L. Phys. Rev. 1965, 139, A796-A823. doi:10.1103/PhysRev.139.A796
24. Strange, M.; Rostgaard, C.; Häkkinen, H.; Thygesen, K. S. Phys. Rev. B 2011, 83, 115108. doi:10.1103/PhysRevB.83.115108
25. Nelson, W.; Bokes, P.; Rinke, P.; Godby, R. W. Phys. Rev. A 2007, 75, 032505. doi:10.1103/PhysRevA.75.032505
26. Neaton, J. B.; Hybertsen, M. S.; Louie, S. G. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 216405. doi:10.1103/PhysRevLett.97.216405
27. Garcia-Lastra, J. M.; Rostgaard, C.; Rubio, A.; Thygesen, K. S. Phys. Rev. B 2009, 80, 245427. doi:10.1103/PhysRevB.80.245427
28. Thygesen, K. S.; Rubio, A. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 046802. doi:10.1103/PhysRevLett.102.046802
29. Rostgaard, C.; Jacobsen, K. W.; Thygesen, K. S. Phys. Rev. B 2010, 81, 085103. doi:10.1103/PhysRevB.81.085103
30. Blase, X.; Attaccalite, C.; Olevano, V. Phys. Rev. B 2011, 83, 115103. doi:10.1103/PhysRevB.83.115103
31. Hybertsen, M. S.; Louie, S. G. Phys. Rev. B 1986, 34, 5390-5413. doi:10.1103/PhysRevB.34.5390
32. Holm, B.; von Barth, U. Phys. Rev. B 1998, 57, 2108-2117. doi:10.1103/PhysRevB.57.2108
33. Xu, B.; Tao, N. J. Science 2003, 301, 1221-1223. doi:10.1126/science.1087481
34. Engelkes, V. B.; Beebe, J. M.; Frisbie, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14287-14296. doi:10.1021/ja046274u
35. Chen, F.; Li, X.; Hihath, J.; Huang, Z.; Tao, N. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15874-15881. doi:10.1021/ja065864k
36. Park, Y. S.; Whalley, A. C.; Kamenetska, M.; Steigerwald, M. L.; Hybertsen, M. S.; Nuckolls, C.; Venkataraman, L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15768-15769. doi:10.1021/ja0773857
37. Huang, Z.; Chen, F.; Bennett, P. A.; Tao, N. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13225-13231. doi:10.1021/ja074456t
38. Widawsky, J. R.; Kamenetska, M.; Klare, J.; Nuckolls, C.; Steigerwald, M. L.; Hybertsen, M. S.; Venkataraman, L. Nanotechnology 2009, 20, 434009. doi:10.1088/0957-4484/20/43/434009
39. Kamenetska, M.; Koentopp, M.; Whalley, A. C.; Park, Y. S.; Steigerwald, M. L.; Nuckolls, C.; Hybertsen, M. S.; Venkataraman, L. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 126803. doi:10.1103/PhysRevLett.102.126803
40. Song, H.; Lee, T.; Choi, N.-J.; Lee, H. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 253116. doi:10.1063/1.2827239
41. Kim, Y.; Hellmuth, T. J.; Buerkle, M.; Pauly, F.; Scheer, E. ACS Nano 2011, 5, 4104-4111. doi:10.1021/nn200759s
42. Martin, C. A.; Ding, D.; van der Zant, H. S. J.; van Ruitenbeek, J. M. New J. Phys. 2008, 10, 065008. doi:10.1088/1367-2630/10/6/065008
43. Nichols, R. J.; Haiss, W.; Higgins, S. J.; Leary, E.; Martin, S.; Bethell, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2801-2815. doi:10.1039/b922000c
44. Haiss, W.; Martin, S.; Scullion, L. E.; Bouffier, L.; Higgins, S. J.; Nichols, R. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10831-10838. doi:10.1039/b910194b
45. Cossaro, A.; Mazzarello, R.; Rousseau, R.; Casalis, L.; Verdini, A.; Kohlmeyer, A.; Floreano, L.; Scandolo, S.; Morgante, A.; Klein, M. L.; Scoles, G. Science 2008, 321, 943-946. doi:10.1126/science.1158532
46. Wang, Y.; Chi, Q.; Hush, N. S.; Reimers, J. R.; Zhang, J.; Ulstrup, J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19601-19608. doi:10.1021/jp906216k
47. Voznyy, O.; Dubowski, J. J.; Yates, J. T., Jr..; Maksymovych, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12989-12993. doi:10.1021/ja902629y
48. Jadzinsky, P. D.; Calero, G.; Ackerson, C. J.; Bushnell, D. A.; Kornberg, R. D. Science 2007, 318, 430-433. doi:10.1126/science.1148624
49. Walter, M.; Akola, J.; Lopez-Acevedo, O.; Jadzinsky, P. D.; Calero, G.; Ackerson, C. J.; Whetten, R. L.; Grönbeck, H.; Häkkinen, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 9157-9162. doi:10.1073/pnas.0801001105
50. Strange, M.; Lopez-Acevedo, O.; Häkkinen, H. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1528-1532. doi:10.1021/jz1002988
51. Cheng, Z. L.; Skouta, R.; Vazquez, H.; Widawsky, J. R.; Schneebeli, S.; Chen, W.; Hybertsen, M. S.; Breslow, R.; Venkataraman, L. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 353-357. doi:10.1038/nnano.2011.66
52. Fagas, G.; Greer, J. C. Nanotechnology 2007, 18, 424010. doi:10.1088/0957-4484/18/42/424010
53. Enkovaara, J.; Rostgaard, C.; Mortensen, J. J.; Chen, J.; Dulak, M.; Ferrighi, L.; Gavnholt, J.; Glinsvad, C.; Haikola, V.; Hansen, H. A.; Kristoffersen, H. H.; Kuisma, M.; Larsen, A. H.; Lehtovaara, L.; Ljungberg, M.; Lopez-Acevedo, O.; Moses, P. G.; Ojanen, J.; Olsen, T.; Petzold, V.; Romero, N. A.; Stausholm-Møller, J.; Strange, M.; Tritsaris, G. A.; Vanin, M.; Walter, M.; Hammer, B.; Häkkinen, H.; Madsen, G. K. H.; Nieminen, R. M.; Nørskov, J. K.; Puska, M.; Rantala, T. T.; Schiøtz, J.; Thygesen, K. S.; Jacobsen, K. W. J. Phys.: Condens. Matter 2010, 22, 253202. doi:10.1088/0953-8984/22/25/253202
54. Larsen, A. H.; Vanin, M.; Mortensen, J. J.; Thygesen, K. S.; Jacobsen, K. W. Phys. Rev. B 2009, 80, 195112. doi:10.1103/PhysRevB.80.195112
55. Perdew, J.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868.