Based on the modified superexchange model, analytical expressions are obtained, which are convenient for analysing the tunnelling current through a molecular wire consisting of a regular chain connected to the electrodes by terminal groups. An ohmic tunnelling regime is considered, in which the terminal groups act as contact barriers, and the interaction of the chain with the electrodes is parameterized in the width factors. Analytical expressions for the current show that, for certain ratios

more »

... tween the key superexchange parameters, these expressions coincide in form with the expressions for the current obtained within the framework of the barrier model and the standard superexchange model, thereby showing the applicability conditions of these models. Thus, the barrier model can be used to analyse the current-voltage characteristics of the molecular wire in the presence of strongly delocalized molecular chain orbitals, whereas the standard superexchange model works with strong localization of molecular orbitals, i.e., with 'deep' tunnelling. The modified superexchange model also shows that a purely exponential current drop with increasing chain units appears, starting from a certain chain length, and depends significantly on the magnitude of the attenuation factor. An illustration of the results is for chains consisting of one-site and two-site repeating units. For such chains, in addition to the expressions for attenuation coefficients, formulas for preexponential factors are obtained, and it is shown that the estimation of the contact current by approximating the current-voltage characteristics of the wire to the possible value of the current at zero chain length is physically unjustified. For estimates of contact current, the minimum internal wire length must include two structural units of the chain. Із використанням модифікованого суперобмінного моделю одержано аналітичні вирази, які є зручними для аналізи тунельного струму через молекулярний провід, що складається з реґулярного ланцюжка, з'єднаного з електродами кінцевими групами. Розглядається режим омічного тунелювання, в якому кінцеві групи працюють як контактні бар'єри, а взає-Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii 2020, т. 18, № 3, сс. 649-662  2020 ІÌÔ (Іíñòèòóò ìåòàëîôіçèêè іì. Ã. Â. Êóðäþìîâà ÍÀÍ Óêðàїíи) Надруковано в Óкраїні. Ôотокопіювання дозволено тільки відповідно до ліцензії 650 E. G. PETROV модія ланцюжка з електродами параметризується з врахуванням коефіцієнтів ширини. Аналітичні вирази для струму показують, що за певних співвідношень між ключовими суперобмінними параметрами ці вирази збігаються за формою з виразами для струму, які можна одержати в рамках бар'єрного моделю та стандартного суперобмінного моделю. Таким чином показано умови застосовности двох останніх моделів. Так, бар'єрний модель може використовуватися для аналізи вольт-амперних характеристик молекулярного проводу за наявности сильно делокалізованих молекулярних орбіталей ланцюжка, у той час як стандартний суперобмінний модель працює за сильної локалізації молекулярних орбіталей, тобто за «глибокого» тунелювання. Модифікований суперобмінний модель демонструє також, що чисто експоненційне спадання струму із збільшенням кількости ланок ланцюжка з'являється, починаючи з певної довжини ланцюжка, й істотно залежить від величини фактора згасання. Ілюстрацію результатів проведено для ланцюжків, які складаються з одноцентрових і двоцентрових одиниць, що повторюються. Для таких ланцюжків, окрім виразів для коефіцієнтів згасання, одержано формули для передекспоненційних факторів і показано, що оцінка контактного струму шляхом апроксимації вольт-амперної характеристики проводу до можливого значення струму за нульової довжини ланцюжка фізично невиправдана. Для оцінок контактного струму мінімальна внутрішня довжина проводу має містити дві структурні одиниці ланцюжка.