بررسي ترابرد الكتروني در نانوقفس‌هاي فولرني و فولراني

Investigation of electron transport properties in fullerene and fullerane nanocages

در اين پژوهش ترابرد الكتروني در نانوقفس‌هاي فولرن و فولراني را مورد بررسي قرار مي‌دهيم. ترابرد الكتروني اين سامانه‌ها را براساس مدل تنگابست با تقريب نزديك‌ترين همسايه‌ها‌ و فرمول‌بندي تابع گرين مطالعه مي‌نماييم. در اين پژوهش نوع الكترودهاي متصل شده به مولكول‌ها را زنجيرهاي كربني كومولني در نظر مي‌گيريم و تاثير موقعيت الكترودها را بر رسانش الكتريكي نانوقفس‌هاي يادشده بررسي مي‌نماييم. مشخصات ساختاري مولكول‌هاي مورد نظر را با كمك نظريه‌ي تابعي چگالي و بكارگيري تابعي هيبريدي B3LYP بدست مي‌آوريم. رسانش الكتريكي سامانه‌هاي ياد شده را با تشكيل پل‌هاي مولكولي بين دو الكترود كومولني بررسي مي‌نماييم. براي اين كار نخست با استفاده از نظريه‌ي تابعي چگالي، حالت‌هاي پايدار اتصال الكترود‌ها به سامانه‌هاي مورد نظر را بدست مي‌آوريم. نتايج ما نشان مي‌دهد كه با تغيير موقعيت اتصال الكترودها به قفس فولرني، مي‌توان ويژگي‌هاي الكتريكي اين سامانه‌ها را طوي كنترل نمود كه گذار فاز بين رفتار نيم‌رسانايي و فلزي مشاهده شود. همچنين به دليل پديده جايگزيدگي، فولران‌ها همواره عايق هستند.

In this research, we investigate the electron transport in fullerene and fullerane nanocages. We study the electron transport of these systems based on the tight-binding model with the approximation of the nearest neighbors and the formulation of the Green’s function. In this research, we consider the type of electrodes attached to molecules as cumulene carbon chains, and investigate the effect of the position of the electrodes on the electron conductance of the mentioned nanocages. We obtain the structural properties of the molecules with the help of density functional theory, and the use of the B3LYP hybrid function. We study the electrical conductance of these systems by forming molecular bridges between two cumulene electrodes. To do this, we first obtain the stable states of the connection of the electrodes to the desired systems using the density functional theory. Our results show that by changing the position of the connection of the electrodes to the fullerene cage, the electrical properties of these systems can be controlled to observe the phase transition between semiconducting and metal behavior. Also, due to the localization phenomenon, fulleranes are always insulator.