원자접촉의 전도 고유채널

전문가 제언

○ 주사현미경(STM)의 발명과 MCBJ(Mechanically Controllable Break Junction)기술의 발달로, 나노튜브와 분자 스위치, 분자메모리 칩을 비롯한 유기 반도체활용 기술이 실용화 단계에 이르렀다. 접촉의 크기가 원자단위로 작아지면서 전도도가 양자화 되고, 이의 수송특성이 양자장 이론으로 기술되고 특징 지워지기 때문에, 이를 기술하고 형식화 하기위하여 지난 15년간 여러 가지 모델과 이론이 제안되고 시험되었다.

○ 이 논문은 원자크기의 접촉을 통한 수송현상이 전도 고유채널을 통하여 이루어지는 이론적 모델을 제시하고 검증한 것이다. 고유채널은 원자의 오비탈에 의한 수송행렬로 표시되는데 이 수송행렬의 고유벡터가 바로 고유채널이다. 이 고유벡터를 구하기 위해서 KKK Green함수를 이용한 Dyson 방정식을 풀었다. 전도도를 구하기 위해서는 원자수축에 의한 퍼텐셜을 갖는 Lipmann Schwinger 방정식을 풀어 점근형태의 상태함수를 구하여 수송행렬을 최종적으로 결정하고 이 행렬의 트레이스(trace)를 계산하여 결정하였다.

○ 이 모델을 사용하여 구리로 원자 접촉한 수송특성을 에너지의 함수로 표시하였다. 구리는 테스트용으로 채택하였다. 채널 1과 채널 2, 3와 전체 수송특성이 오비탈에 의하여 결정됨을 증명하였다. Fermi 에너지 레벨에서 계산한 전도도는 G=1.01 G0로 양자화 되었으며, 채널 2, 3이 축퇴되어 있음을 보였다. Ni의 경우는 1 G0 - 3 G0범위에 분포되어 있으며 스핀업이 스핀다운 보다 수송특성이 높다는 것을 보였다. 이는 천이금속 d 오비탈의 대칭성 때문으로 설명된다.

○ Co는 스핀업과 스핀다운의 에너지 이동이 1.7 eV으로 높게 나타났는데 이는 강한 교환에너지 때문인 것으로 해석된다. Co와 Pd의 경우에도 다 같이 6개의 채널이 관찰되었다. 결국 원자크기의 접점을 통한 수송현상을 오비탈에 의한 수송 모델로 기술할 수 있음을 확인한 것이다. 이 보고서가 나노과학과 나노기술개발 경쟁에 열중하는 연구자 여러분에게 이론적 지식과 활용에 좋은 길잡이가 되기를 기대하며 추천한다.

저자

Bagrets, A; Papanikolaou, N; Mertig, I; AF Bagrets, Alexei; Papanikolaou, Nikos; Mertig, Ingrid

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2007

권(호)

75(23)

잡지명

Physical Review B : Condensed Matter And Materials Physics

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

1~13

분석자

윤*중

분석물

• 원자접촉의 전도 고유채널.pdf [249,376 byte]

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