Estudo computacional sobre as propriedades de transporte eletrônico de junções contendo rutenofanos

Abstract

Investigou-se a influência de diferentes substituintes sobre as propriedades de transporte eletrônico de junções contendo rutenofanos. Para isto empregou-se a metodologia NEGF-DFT. Foram investigadas quatro junções contendo o rutenofano posicionado entre duas superfícies de ouro(111), as quais atuam como eletrodos. O rutenofano não substituído empregado foi o bis([2.2]paraciclofano)rutênio(II)=CC. Posteriormente foram realizadas substituições nos anéis não coordenados, levando-se às seguintes combinações: (CH3)4-CC-(NO2)2, (CH3)4-CC-F4, (CH3)4-CC-(CN)4. A transmissão eletrônica a zero volts é constituída praticamente por um autocanal. As substituições restrigem as energias nas quais a probabilidade de transmissão é significante. A condutância no equilíbrio é dependente dos substituintes, sendo que o menor valor refere-se à espécie fluorada. As funções de onda dos autocanais de transmissão revelam que o complexo central acopla-se mais fortemente com o eletrodo da direita. As curvas corrente-voltagem revelam que o efeito NDR está presente nas junções estudadas, sendo o mesmo dependente da voltagem e dos substituintes. Embora as razões de retificação sejam pequenas, as junções contendo rutenofanos apresentam caráter não ôhmico, o que sugere que estes complexos são promissores na obtenção de dispositivos eletrônicos moleculares tais como osciladores e amplificadores de frequência.<br>

Abstract : The influence of the nature of different substituents on the electronic transport properties of junctions containing ruthenophanes was investigated. The methodology (NEGF-DFT was employed. Four junctions containing the ruthenophane of interest, disposed between two gold surfaces (111) acting as electrodes were considered. The bis([2.2]paracyclophane)ruthenium(II)=CC was employed as the non-substituted ruthenophane. Further substitutions on the non-coordinated rings were performed, leading to the following substitutions: (CH3)4-CC-(NO2)2, (CH3)4-CC-F4, (CH3)4-CC-(CN)4. The electronic transmission at zero bias is composed basically by one eigenchannel. The substitutions restrict the energies on which the transmission probabilities is significant. The equilibrium conductance is dependent on the substituents, and the lower value refers to the fluorinated specie. The wavefunctions on the transmission eigenchannels reveal that the central complex couples more strongly with the left electrode. The current-voltage curves reveals that the NDR effect is present on the studied junctions, and it is dependent on the voltage and on the substituents. Despite the small rectification ratio, the junctions containing ruthenophanes presents an non-ohmic character, which suggests that those complexes are promising to obtain molecular electronic devices such as oscillators and frequency amplifiers.