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Erschienen in:
Time-Dependent Density Functional Response Theory for Electronic Chiroptical Properties of Chiral Molecules Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

2011 | OriginalPaper | Buchkapitel

Spin Selective Electron Transmission Through Monolayers of Chiral Molecules

verfasst von : Ron Naaman, Zeev Vager

Erschienen in: Electronic and Magnetic Properties of Chiral Molecules and Supramolecular Architectures

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Abstract

Self-assembled monolayers (SAMs) of organic dipolar molecules have new electronic and magnetic properties that result from their organization, despite the relatively weak interaction among the molecules themselves. Here we review the origin of this cooperative effect and summarize results obtained on spin selective electron transmission through such monolayers that are made from chiral molecules. We show that SAMs containing chiral dipolar molecules behave like magnetic layers which may serve as spin filters, even without applying an external magnetic field to the layer.

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Fußnoten
1
The synthesis was performed by the group of Prof. M. Fridkin, Department of Organic Chemistry, Weizmann Institute.
 
2
The helicity is defined for particles with momentum p and spin s as the expectation value of \( \frac{{s \cdot p}}{{\left| {s \cdot p} \right|}} \).
 
3
For a gold foil of area A=20 mm2 and number of molecules per cm2 \( N = 1.1 \times {10^{13}}\; \)adsorbed on both sides of the foil, and with a magnetic moment of \( 4 \times {10^{ - 6}}{\text{emu}} \) at 1 T, the magnetic moment per molecule is
\( = \frac{{4 \times {{10}^{ - 6}} {\text{emu}}}}{{2 \times (1.1 \times {{10}^{13}})(0.2)\,\,{\text{molecules}}}} \) \( = 9.09 \times {10^{ - 19}}{\text{emu}}/{\text{molecules}} \) \( = 98\,{\mu_B}/{\text{molecule}} \).
 
4
The density of the molecules in the monolayer (n=1.4×1013 molecules/cm2) is equivalent to concentration of 7.3×10−2 mol/L. For DNA composed from 15 bases the molar extinction coefficient at λ=260 nm, where the DNA has maximum absorption, is \( \varepsilon = {122}{.2} \times {1}{{0}^3} \) \( {{\text{L}} \left/ {{{\text{mol}}\;{\text{cm}}}} \right.} \) and for a path length \( \ell \)=Monolayer thickness=3.2 nm, the absorbance \( A = - \log {{{(I}} \left/ {{{I_0})}} \right.} = \varepsilon \ell c = {28405}{.1} \times {1}{{0}^{ - {7}}} \) therefore the amount of light absorbed \( \frac{{{I_0} - I}}{{{I_0}}} \le 1\% \).
 
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Metadaten
Titel
Spin Selective Electron Transmission Through Monolayers of Chiral Molecules
verfasst von
Ron Naaman
Zeev Vager
Copyright-Jahr
2011
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Buch
Electronic and Magnetic Properties of Chiral Molecules and Supramolecular Architectures

Print ISBN: 978-3-642-18103-0

Electronic ISBN: 978-3-642-18104-7

Copyright-Jahr: 2011

DOI
https://doi.org/10.1007/128_2010_91