Simulação de transporte eletrônico em dispositivos unimoleculares baseados em indicadores de pH

Nas últimas décadas, diversos pesquisadores têm tentado empregar moléculas em dispositivos eletrônicos de nanoescala. Por este motivo, diferentes parâmetros eletro/ópticos, que regem o transporte eletrônico em moléculas orgânicas, precisam ser analisados. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo de transporte de carga para o composto Vermelho de Propila, popularmente utilizado como indicador de pH. A motivação para estudá-lo resulta de sua estrutura constituída por subunidades doadora-aceitadora, acopladas via grupo azo (N=N), uma característica bem conhecida em retificadores moleculares. A metodologia utilizada para tratar o sistema em equilíbrio é baseada em métodos de Mecânica Molecular e Hartree-Fock. Sendo que, para simular o sistema em não-equilíbrio, foi empregado o formalismo de Landauer-Büttiker. Através desses métodos, as curvas características do sistema molecular foram traçadas e comparadas. O resultado da comparação permitiu explicar os fenômenos que regem o transporte eletrônico na nanoestrutura. Além disso, foram analisados os efeitos de contatos metálicos, ligados a molécula na presença de campo elétrico externo.

ABSTRACT: In recent decades, several researchers have tried employ molecules in electronic devices of nanoscale. For this reason, different electro / optical parameters, governing the electronic transport in organic molecules, need to be analyzed. In this work was developed a charge transport study to the composed propyl red, popularly used as pH indicator. The motivation to study it results from its structure formed of donor-acceptor subunits, coupled via azo group (N = N), a well known feature in molecular rectifiers. The methodology used to treat the system in equilibrium is based on Molecular Mechanics and Hartree-Fock methods. However, another method, based on the Landauer-Büttiker formalism, to non-equilibrium system was employed. Through these methods, the feature curves of molecular system were drawn and compared. The result of comparison lowed explain the phenomena that govern the electronic transport in nanostructure. Besides that, was analyzed the effects of metal contacts, connected on molecules in presence of external electric field.