According to a first-principles study of the transport properties of two thiolated anthracene-9,10-diono molecules sandwiching ethyl, a new method to induce molecular low bias negative differential resistance with multi-peaks for strong n- or p-type molecules is proposed. The anthracene-9,10-diono molecule shows strong n-type characteristics when in contact with Au and Ag electrodes via a thiolate. The multiple negative differential resistance effect originated from the molecule–electrode couple is different between Ag and Au electrodes. Our investigations may promise potential for applications in molecular devices with low power dissipation and multifunction in the future.
REFERENCES
1.
A. R.
Rocha
, V. M.
Garcia-Suarez
, S. W.
Bailley
, C. J.
Lambert
, J.
Ferrer
, and S.
Sanvito
, Nat. Mater.
4
, 335
(2005
).2.
J.
Jortner
, A.
Nitzan
, and M. A.
Ratner
, Introducing Molecular Electronics
(Springer
, Heidelberg
, 2005
).3.
W. Y.
Kim
, Y. C.
Choi
, S. K.
Min
, Y.
Cho
, and K. S.
Kim
, Chem. Soc. Rev.
38
, 2319
(2009
).4.
G. C.
Solomon
, C.
Herrmann
, and M. A.
Ratner
, Top. Curr. Chem.
313
, 1
(2012
).5.
R. H.
Mathews
, J. P.
Sage
, T. C. L. G.
Sollner
, S. D.
Calawa
, C. L.
Chen
, L. J.
Mahoney
, P. A.
Maki
, and K. M.
Molvar
, Proc. IEEE
87
, 596
(1999
).6.
T. P. E.
Broekaert
, B.
Brar
, J. P. A.
van der Wagt
, A. C.
Seabaugh
, F. J.
Morris
, T. S.
Moise
, E. A.
Beam
, and G. A.
Frazier
, IEEE J. Solid-State Circuits
33
, 1342
(1998
).7.
E. R.
Brown
, J. R.
Söderström
, C. D.
Parker
, L. J.
Mahoney
, K. M.
Molvar
, and T. C.
McGill
, Appl. Phys. Lett.
58
, 2291
(1991
).8.
J.
Chen
, M. A.
Reed
, A. M.
Rawlett
, and J. M.
Tour
, Science
286
, 1550
(1999
).9.
J.
Li
and X.
Gong
, Org. Electron.
14
, 2451
(2013
).10.
H.
Ying
, W.
Zhou
, K.
Chen
, and G.
Zhou
, Comput. Mater. Sci.
82
, 33
(2014
).11.
J.
Ma
, C.
Yang
, L.
Wang
, M.
Wang
, and X.
Ma
, Physica B
434
, 32
(2014
).12.
J. M.
Shen
, J.
Liu
, Y.
Min
, and L. P.
Zhou
, Int. J. Mod. Phys. B
29
, 1550256
(2015
).13.
H.
Zhang
, J.
Zeng
, and K.
Chen
, Physica E
44
, 1631
(2012
).14.
P.
Zhao
, D.
Liu
, H.
Liu
, S.
Li
, and G.
Chen
, Org. Electron.
14
, 1109
(2013
).15.
L.
Wang
, Z.
Zhang
, C.
Lv
, B.
Ding
, and Y.
Cuo
, Phys. Lett. A
377
, 1920
(2013
).16.
C.
Xia
, D.
Liu
, H.
Liu
, and X.
Zhai
, Physica E
43
, 1518
(2011
).17.
S. P.
Koiry
, D. K.
Aswal
, B.
Jousselme
, C.
Majumdar
, S. K.
Gupta
, S.
Palacin
, and J. V.
Yakhmi
, Chem. Phys. Lett.
493
, 135
(2010
).18.
X. J.
Liu
and Z.
An
, Org. Electron.
12
, 1352
(2011
).19.
M.
Yaghobi
and H. R.
Vanaie
, Phys. Lett. A
375
, 1249
(2011
).20.
S.
Sen
and S.
Chakrabarti
, Comput. Mater. Sci.
45
, 889
(2009
).21.
C.
Zeng
, H.
Wang
, B.
Wang
, J.
Yang
, and J. G.
Hou
, Appl. Phys. Lett.
77
, 3595
(2000
).22.
Y.
Min
, K. L.
Yao
, H. H.
Fu
, Z. L.
Liu
, and Q.
Li
, J. Chem. Phys.
132
, 214703
(2010
).23.
Y.
Min
, J. H.
Fang
, C. G.
Zhong
, Z. C.
Dong
, and C. P.
Chen
, Int. J. Mod. Phys. B
27
, 1350081
(2013
).24.
F. X.
Zu
, Z. L.
Liu
, K. L.
Yao
, H. H.
Fu
, G. Y.
Gao
, and W.
Yao
, J. Chem. Phys.
138
, 154707
(2013
).25.
Y.
Xue
, S.
Datta
, S.
Hong
, R.
Reifenberger
, J. I.
Henderson
, and C. K.
Kubiak
, Phys. Rev. B
59
, R7852(R)
(1999
).26.
A. M.
Rawlett
, T. J.
Hopson
, L. A.
Nagahara
, R. K.
Tsui
, G. K.
Ramachandran
, and S. M.
Lindsay
, Appl. Phys. Lett.
81
, 3043
(2002
).27.
J. M.
Seminario
, A. G.
Zacarias
, and J. M.
Tour
, J. Am. Chem. Soc.
120
, 3970
(1998
).28.
J. M.
Seminario
, A. G.
Zacarias
, and J. M.
Tour
, J. Am. Chem. Soc.
122
, 3015
(2000
).29.
J. M.
Seminario
, A. G.
Zacarias
, and P. D.
Derosa
, J. Phys. Chem. A
105
, 791
(2001
).30.
E. G.
Emberly
and G.
Kirezenow
, Phys. Rev. B
64
, 125318
(2001
).31.
M.
Di Ventra
, S. T.
Pantelides
, and N. D.
Lang
, Phys. Rev. Lett.
88
, 046801
(2002
).32.
J.
Cornil
, Y.
Kazazi
, and J. L.
Brédas
, J. Am. Chem. Soc.
124
, 3516
(2002
).33.
J.
Taylor
, M.
Brandbyge
, and K.
Stokbro
, Phys. Rev. B
68
, 121101(R)
(2003
).34.
T.
Rakshit
, G.-C.
Liang
, A. W.
Ghosh
, and S.
Datta
, Nano Lett.
4
, 1803
(2004
).35.
C. N.
Lau
, D. R.
Stewart
, R. S.
Williams
, and M.
Bockrath
, Nano Lett.
4
, 569
(2004
).36.
B.
Larade
and A. M.
Bratkovsky
, Phys. Rev. B
72
, 035440
(2005
).37.
J.
Gaudioso
, L. J.
Lauhon
, and W.
Ho
, Phys. Rev. Lett.
85
, 1918
(2000
).38.
S.
Lakshmi
and S. K.
Pati
, J. Chem. Phys.
121
, 11998
(2004
).39.
M.
Galperin
, M. A.
Ratner
, and A.
Nitzan
, Nano Lett.
5
, 125
(2005
).40.
J.
Chen
, W.
Wang
, M. A.
Reed
, A. M.
Rawlett
, D. W.
Price
, and J. M.
Tour
, Appl. Phys. Lett.
77
, 1224
(2000
).41.
H.
Dalgleish
and G.
Kirczenow
, Nano Lett.
6
, 1274
(2006
).42.
N. P.
Guisinger
, M. E.
Greene
, R.
Basu
, A. S.
Baluch
, and M. C.
Hersam
, Nano Lett.
4
, 55
(2004
).43.
M.
Leijnse
, W.
Sun
, M. B.
Nielsen
, P.
Hedegård
, and K.
Flensberg
, J. Chem. Phys.
134
, 104107
(2011
).44.
N.
Kang
, A.
Erbe
, and E.
Scheer
, Appl. Phys. Lett.
96
, 023701
(2010
).45.
M.
Long
, K.
Chen
, L.
Wang
, W.
Qing
, B. S.
Zou
, and Z.
Shuai
, Appl. Phys. Lett.
92
, 243303
(2008
).46.
A.
Mahmoud
and P.
Lugli
, Appl. Phys. Lett.
103
, 033506
(2013
).47.
A. A.
Farajian
, R. V.
Belosludov
, H.
Mizuseki
, Y.
Kawazoe
, T.
Hashizume
, and B. I.
Yakobson
, J. Chem. Phys.
127
, 024901
(2007
).48.
Y.
Min
, J. H.
Fang
, C. G.
Zhong
, Z. C.
Dong
, Z. Y.
Zhao
, P. X.
Zhou
, and K. L.
Yao
, Phys. Lett. A
379
, 2637
(2015
).49.
J.
Berg
, S.
Bengtsson
, and P.
Lundgren
, Solid-State Electron.
44
, 2247
(2000
).50.
Y.
Min
, J. H.
Fang
, C. G.
Zhong
, Z. C.
Dong
, C. N.
Wang
, T. L.
Xue
, and K. L.
Yao
, Phys. Lett. A
378
, 1170
(2014
).51.
Y.
Min
, J. H.
Fang
, C. G.
Zhong
, Z. C.
Dong
, J. F.
Li
, K. L.
Yao
, and L. P.
Zhou
, Appl. Phys. A
118
, 367
(2015
).52.
S.
Shin
and K. R.
Kim
, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
54
, 06FG07
(2015
).53.
Atomistix ToolKit version, QuantumWise A/S, 2008, www.quantumwise.com.
54.
M.
Brandbyge
, J.-L.
Mozos
, P.
Ordejón
, J.
Taylor
, and K.
Stokbro
, Phys. Rev. B
65
, 165401
(2002
).55.
J. M.
Soler
, E.
Artacho
, J. D.
Gale
, A.
García
, J.
Unquera
, P.
Ordejón
, and D.
Sánchez-Portal
, J. Phys.: Condens. Matter
14
, 2745
(2002
).56.
Y.
Min
, J. H.
Fang
, C. G.
Zhong
, Z. C.
Dong
, C. P.
Chen
, and K. L.
Yao
, Comput. Mater. Sci.
81
, 418
(2014
).57.
Y.
Min
, K. L.
Yao
, Z. L.
Liu
, G. Y.
Gao
, H. G.
Cheng
, and S. C.
Zhu
, Nanotechnology
20
, 095201
(2009
).58.
Y.
Min
, K. L.
Yao
, Z. L.
Liu
, H. G.
Cheng
, S. C.
Zhu
, and G. Y.
Gao
, J. Magn. Magn. Mater.
321
, 312
(2009
).59.
Y.
Min
, K. L.
Yao
, Z. L.
Liu
, H. G.
Cheng
, S. C.
Zhu
, and G. Y.
Gao
, Phys. Lett. A
372
, 5609
(2008
).60.
N.
Troullier
and J. L.
Martins
, Phys. Rev. B
43
, 1993
(1991
).61.
J. P.
Perdew
and A.
Zunger
, Phys. Rev. B
23
, 5048
(1981
).62.
K.
Stokbro
, J. Phys. Chem. C
114
, 20461
(2010
).© 2016 AIP Publishing LLC.
2016
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.
