分子電子輸送への一貫性のない一貫性のある貢献

凝縮された位相環境での分子接合部に沿った電荷輸送を記述するために、ランダウアー近似の妥当性の限界を数値的に分離します。そのために、ランダウアーとは、指数関数的に相関したノイズを服用する2サイト分子接合部における正確な時間依存性非平衡緑の関数量子輸送計算と比較します。共鳴輸送条件下では、分子内相互作用に大きく依存するランダウアーの精度がわかります。対照的に、非共鳴条件下では、ランダウアーを越えた首尾一貫した輸送ルートの出現は、電極変数界面での充電と排出プロセスに依存します。どちらの場合も、電極と分子間の電荷交換速度を減らし、熱環境との相互作用強度を増加させると、ランダウアーは精度が低下します。結果は、ノイズが接合部が定常状態を達成するのを防ぐ時間依存の観点から解釈され、環境がダイナミクスに脱毛する完全な量子の観点から解釈されます。これらの結果を使用して、ランダウアーアプローチが実験を理解し、それが失敗した場合のレジームを分離し、輸送の一貫性を化学的に操作するスキームを提案するのに非常に役立つ理由を分析します。

We numerically isolate the limits of validity of the Landauer approximation to describe charge transport along molecular junctions in condensed phase environments. To do so, we contrast Landauer with exact time-dependent non-equilibrium Green's function quantum transport computations in a two-site molecular junction subject to exponentially correlated noise. Under resonant transport conditions, we find Landauer accuracy to critically depend on intramolecular interactions. By contrast, under nonresonant conditions, the emergence of incoherent transport routes that go beyond Landauer depends on charging and discharging processes at the electrode-molecule interface. In both cases, decreasing the rate of charge exchange between the electrodes and molecule and increasing the interaction strength with the thermal environment cause Landauer to become less accurate. The results are interpreted from a time-dependent perspective where the noise prevents the junction from achieving steady-state and from a fully quantum perspective where the environment introduces dephasing in the dynamics. Using these results, we analyze why the Landauer approach is so useful to understand experiments, isolate regimes where it fails, and propose schemes to chemically manipulate the degree of transport coherence.