Picene-F₄TCNQ電荷移動材料に基づくゲート制御分子スイッチ

最近合成された電荷移動材料Picene-F₄TCNQが、ゲート電圧制御分子スイッチとして使用できることを示します。Picene-F₄TCNQシステムは、量子干渉効果のために大きなスイッチング比を示すことが知られている広範囲に特徴付けられたアントラキノンベースの分子系と比較されます。Picene-F₄TCNQの場合、スイッチング比が1桁大きくなることがわかります。さらに、我々の計算では、ピケン-f₄TCNQシステムが古典的なダイオードのI-V特性に非常によく似ていることが明らかになりました。この分子ダイオードの逆バイアス電流は、外部ゲート電圧によって2桁増加する可能性があります。密度官能理論の計算に基づいて、Picene-F₄TCNQシステムによって形成されたハイブリッド状態が輸送特性を決定する上で重要な役割を果たすことを示します。さらに、ハイブリッド状態を介した量子輸送特性の調整は、分子エレクトロニクスの機能材料への新しいルートを開く一般的な概念であると結論付けます。

We show that the recently synthesized charge-transfer material picene-F₄TCNQ can be used as a gate-voltage controlled molecular switch. The picene-F₄TCNQ system is compared with the extensively characterized anthraquinone-based molecular system, which is known to exhibit large switching ratios due to quantum interference effects. In the case of picene-F₄TCNQ we find switching ratios larger by one order of magnitude. Further, our calculations reveal that the picene-F₄TCNQ system resembles remarkably well the I-V characteristics of a classical diode. The reverse-bias current of this molecular diode can be increased two orders of magnitude by an external gate voltage. Based on density-functional theory calculations we show that the hybrid states formed by the picene-F₄TCNQ system play the key role in determining transport properties. We further conclude that the tuning of quantum transport properties through hybrid states is a general concept which opens a new route towards functional materials for molecular electronics.