Автореферат (Теоретическое исследование электронного транспорта в молекулярном одноэлектронном транзисторе), страница 5

В томчисле для таких, количество атомов в которых не позволяет провести полноценный квантовыйрасчет на современном уровне вычислительных мощностей.Результаты четвертой главы опубликованы в работе [А4] и докладывались намеждународной конференции [А7].ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1. Предложенквантово-механическийметодопределениявзаимнойэффективнойэлектрической емкости для объектов наномасштаба (молекул, молекулярных кластеров,квантовых точек/наночастиц). Для демонстрации его возможностей рассчитанавзаимная эффективная электрическая емкость для пар одинаковых молекул: карборанаC2 B10 H12 , фуллерена C60 и молекулярного кластера Pt5 (CO)6 (PPh3 )4 , имеющихсобственные размеры от 0.3 до 0.7 нм, при расстояниях между такими молекулами от 2до 20 нм.2.

Рассчитаны одноэлектронные энергетические спектры и их особенности для молекулкарборана C2 B10 H12 и фуллерена C60 , а также платинового молекулярного кластераPt5 (CO)6 (PPh3 )4 для их основных и возбужденных зарядовых энергетических состояний.Установлены эффективные емкостные параметры молекул: емкость карборанаC = 3.2 · 10−20 Ф, емкость фуллерена C = 5.2 · 10−20 Ф.3. Рассчитаны емкости и энергетические параметры для ряда изомеров наночастиц золотабез лигандов, включающих до 33 атомов золота. Емкости частиц при количестве атомовзолота от 13 до 33 изменяются от 4.5 до 6.0 · 10−20 Ф.4.

Выполнен квантовый расчет спектров наночастицы золота из 27 атомов, окруженнойлигандными группами додекантиолов в трех пространственных конфигурациях. Расчетпоказал, что длина тиола влияет лишь на суммарную емкость частицы, а изменения вспектре обусловлены атомами серы, а не углеводородными окончаниями.225. На основе рассчитанных энергетических параметров и предложенной параметрическоймодели определения энергетических спектров нанообъектов методом имитационногомоделирования Монте-Карло рассчитаны транспортные характеристики одноэлектронного транзистора на основе молекул карборана C2 B10 H12 и фуллерена C60 , а такжезолотых наночастиц Au13 размером 0.8 нм и Au33 размером 1.1 нм.6.

Разработана параметрическая модель определения энергетических спектров наночастиц, которая позволила рассчитать транспортные характеристики одноэлектронноготранзистора на основе частицы Au591 L182 , покрытой тиолами и с размером ядра 2.8 нм,при температурах 9 К, 40 К, 80 К и 160 К. Полученные диаграммы дифференциальнойпроводимости показали хорошее качественное совпадение с данными эксперимента.СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИA1.

Герасимов Я.С., Шорохов В.В., Маресов А.Г., Солдатов Е.С., Снигирев О.В.Расчет взаимной емкости нанообъектов // Радиотехника и электроника. 2011. Т. 56.С.1514–1521.A2. Gerasimov Y.S., Shorokhov V.V., Soldatov E.S., Snigirev O.V. Calculation of thecharacteristics of electron transport through molecular clusters // Proc. SPIE.

2009. Vol. 7521.P.75210U–75210U-11.A3. Герасимов Я.С., Шорохов В.В., Маресов А.Г., Солдатов Е.С., Снигирев О.В.Исследование связи энергетических спектров молекул с транспортными характеристиками одноэлектронных транзисторов на их основе // Журнал радиоэлектроники:электронный журнал. 2013. №2. URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb13/3/text.pdfA4. Gerasimov Y.S., Shorokhov V.V., Soldatov E.S., Snigirev O.V. Gold nanoparticlesingle-electron transistor simulation // Proc. SPIE. 2013. Vol.

8700. P.870015–870015-13.A5. Герасимов Я.С. Расчет взаимной эффективной емкости молекул // XV Международнаяконференция студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов»,Москва, Россия. 2008.A6. Gerasimov Y.S., Shorokhov V.V., Soldatov E.S., Snigirev O.V. Calculation of thecharacteristics of electron transport through molecular clusters // The International conference«Micro- and Nanoelectronics - 2009» (ICMNE - 2009), Zvenigorod, Russia. 2009.23A7. Gerasimov Y.S., Shorokhov V.V., Soldatov E.S., Snigirev O.V. Gold nanoparticlesingle-electron transistor simulation // The International conference «Micro- andNanoelectronics - 2012» (ICMNE - 2012), Zvenigorod, Russia.

2012.ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА1. Gubin S.P., Gulayev Yu.V., Khomutov G.B. et al. Molecular clusters as building blocks fornanoelectronics: the first demonstration of a cluster single-electron tunnelling transistor at roomtemperature // Nanotechnology. 2002. Vol. 13.

P. 185–194.2. Likharev K. K., Strukov D. B. CMOL: Devices, Circuits, and Architectures. In: Introduction toMolecular Electronics / Ed. by G. et al. Cuniberti. Springer, Berlin, 2005.3. Strukov D. B., Likharev K. K. Prospects for Terabit-scale Nanoelectronic Memories //Nanotechnology. 2005. Vol. 16.

P. 137–148.4. Maeda K., Okabayashi N., Kano S. et al. Logic Operations of Chemically AssembledSingle-Electron Transistor // ACS Nano. 2012. Vol. 6, no. 3. P. 2798–2803.5. Cervera J., Ramirez P., Mafe S. Logic gates scheme based on Coulomb blockade in metallicnanoclusters with organic ligands // Phys. Lett. A. 2010. Vol.

374. P. 610–613.6. Kano S., Yamada Y., Tanaka K., Majima Y. Room-temperature single molecular memory //Appl. Phys. Lett. 2012. Vol. 100, no. 5. P. 053101.7. Fuechsle M., Miwa Jill A., Mahapatra S., Ryu H. A single-atom transistor // Nat. Nano. 2012.Vol. advance online publication. P. 1–5.8. Deng G., Chen C. Hybrid CMOS-SET Arithmetic Circuit Design Using Coulomb BlockadeOscillation Characteristic // J. Comput.

Theor. Nanosci. 2011. Vol. 8, no. 8. P. 1–7.9. Prager A. A., George H. C., Orlov A. O., Snider G. L. Experimental demonstration of hybridCMOS-single electron transistor circuits // J. Vac. Sci. Technol. B. 2011. Vol. 29, no. 4.P. 041004.10. Likharev K.K. Single-electron devices and their applications // Proc. IEEE. 1999. Vol. 87.P.

606–632.2411. Shorokhov V. V., Johansson P., Soldatov E. S. Simulation of characteristics of a molecularsingle-electron tunneling transistor with a discrete energy spectrum of the central electrode // J.Appl. Phys. 2002. Vol. 91, no. 5. P. 3049–3053.12. Kano S., Azuma Y., Maeda K. et al. Ideal Discrete Energy Levels in Synthesized AuNanoparticles for Chemically Assembled Single-Electron Transistors // ACS Nano. 2012.Vol. 6, no. 11. P. 9972–9977.13. Malinin V.

A., Shorokhov V. V., Soldatov E. S. Determination of electronic propertiesof molecular objects on the basis of nanodevices’ transport characteristics // Proc. SPIE,International Conference Micro- and Nano-Electronics 2009. 2009. Vol. 7521. P. 75210V.14. Kuemmeth F., Bolotin K. I., Shi S.-F., Ralph D. C. Measurement of Discrete Energy-LevelSpectra in Individual Chemically Synthesized Gold Nanoparticles // Nano. Lett. 2008. Vol. 8,no.

12. P. 4506–4512.15. Thijssen J. M., Van der Zant H. S. J. Charge transport and single-electron effects in nanoscalesystems // physica status solidi (b). 2008. Vol. 245, no. 8. P. 1455–1470.16. Touma T., Kobayashi M., Nakai H. Time-dependent Hartree-Fock frequency-dependentpolarizability calculation applied to divide-and-conquer electronic structure method // Chem.Phys. Lett. 2010. Vol. 485, no. 1–3. P. 247 – 252.17. He X., Merz K. M. Divide and Conquer Hartree-Fock Calculations on Proteins // J.

Chem.Theory Comput. 2010. Vol. 6, no. 2. P. 405–411.18. Khondaker S. I.., Luo K., Yao Z. The fabrication of single-electron transistors usingdielectrophoretic trapping of individual gold nanoparticles // Nanotechnology. 2010. Vol. 21,no. 9. P. 095204.19. Kano S., Azuma Y., Kanehara M. et al. Room-Temperature Coulomb Blockade from ChemicallySynthesized Au Nanoparticles Stabilized by Acid–Base Interaction // Appl. Phys. Express. 2010.Vol. 3, no. 10. P. 105003.20. Шорохов В.В., Солдатов Е.С., Губин С.П. Собственная емкость наноразмерныхобъектов // Радиотехника и электроника. 2011. Т.

56, № 3. С. 352–369.2521. Jana A., Singh N. B., Sing J.K., Sarkar S. K. Design and simulation of hybrid CMOS–SETcircuits // Microelectronics Reliability. 2013. Vol. 53, no. 4. P. 592–599.22. Shorokhov V.V., Soldatov E.S., Snigirev O.V. Theoretical study of characteristics of a molecularsingle-electron transistor // Thin Solid Films. 2004. Vol. 464–465. P. 445–451.23. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Электродинамика сплошных сред.