Design de novos dispositivos moleculares: transistores de efeito de campo e retificadores de molÃculas individuais. / Design de novos dispositivos moleculares: Transistores de efeito campo e retificadores moleculares

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

11/07/2008

RESUMO

O uso de polÃmeros orgÃnicos conjugados como materiais ativos à realidade promissora para evoluÃÃo da eletrÃnica molecular. As aplicaÃÃes esperadas neste campo vÃo para alÃm da simples substituiÃÃo dos semicondutores inorgÃnicos habituais. Neste trabalho investigamos atravÃs de mÃtodos baseados em Hartree-Fock (HF) as propriedades elÃtricas e Ãpticas de nanoestruturas baseadas em molÃculas que formam uma base mais geral de sistemas do tipo Doador- ponte molecular-Aceitador. Inicialmente estudamos sistemas BetaÃnicos do tipo push-pull sob efeito de campo elÃtrico externo. Utilizando uma combinaÃÃo de tÃcnicas HF (MP2), a principal conclusÃo està centrada na presenÃa de uma retificaÃÃo de carga eficiente fortemente afetada pelo comprimento da ponte molecular C=C. Esta ponte molecular de tamanho variÃvel acopla os pares Doador/Aceitador. O transporte de carga entre o grupo tipicamente Doador [Imidazol] conectado por uma ponte poliÃnica ao grupo tipicamente Aceitador [Piridina] de elÃtrons apresenta uma transferÃncia de carga inversa (D-ponte- A) com o aumento do tamanho da ponte poliÃnica; comportamento atà entÃo nunca descrito na literatura. Esta transferÃncia de carga à intensa e de extrema eficiÃncia se comparada com dispositivos orgÃnicos jà estudados, as regiÃes saturaÃÃo e operaÃÃo sÃo acentuadas para pontes poliÃnicas de tamanho mÃdio e grande, que normalmente estÃo presentes em Transistores de Efeito Campo macroscÃpicos. No sistema de acoplamento forte, observamos que a transferÃncia eletrÃnica de carga em um sistema molecular constituÃdo por um grupo Doador (dinitrobenzeno) e um grupo Aceitador (dihydrophenazina) de elÃtrons, acoplados diretamente e separados por uma cadeia poliÃnica variÃvel (C=C). Os efeitos do comportamento da transferÃncia de carga sÃo analisados na presenÃa de um Campo ElÃtrico Externo via cÃlculos de Hartree-Fock (HF) e MP2. Observamos que em molÃculas com pontes C=C = 1; 2 e 3 hà uma homogeneidade na distribuiÃÃo dos Orbitais Moleculares de Fronteira (OMFs), jà nas estruturas com C=C >3, verificamos uma localizaÃÃo bem definida dos orbitais LUMO, que uma vez definido como canal de conduÃÃo, nos levaria a afirmar que estas estruturas com par DA relativamente separados seriam prÃsperas para a criaÃÃo de dispositivos moleculares, e que nas molÃculas com os grupos DA muito prÃximos, essa homogeneidade nÃo permitiria uma distribuiÃÃo de carga bem definida nos terminais DA. AtravÃs do grÃfico Carga- Potencial (Q-V), verificamos que, estando os grupos DA relativamente prÃximos, para esta molÃcula, jà à encontrada uma distribuiÃÃo bem definida de carga fazendo com que a estrutura jà nesta conformaÃÃoo comporte-se como um retificador molecular, o que nos leva a acreditar, portanto, que a localizaÃÃo dos OMFs nÃo à um indicativo forte e suficiente, para afirmarmos que estas estruturas de tamanho pequeno nÃo seriam prÃsperas para criaÃÃo de um dispositivo molecular. O efeito de retificaÃÃo obtidos nos grÃficos (Q-V) foi confirmado atravÃs de um modelo simplificado baseado em funÃÃo de Green fora do equilÃbrio para ambas as estruturas.

ASSUNTO(S)

fisica da materia condensada nanotecnologia transporte eletrÃnico sistema tipo push-pull funÃÃo de green no nÃo equilÃbrio nanotecnologia transporte eletrÃnico sistema tipo push-pull funÃÃo de green no nÃo equilÃbrio

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