論文の概要: Experimental Data Confirm Carrier-Cascade Model for Solid-State Conductance across Proteins

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.17982v1
• Date: Thu, 25 Jul 2024 12:15:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-26 14:08:56.353246
• Title: Experimental Data Confirm Carrier-Cascade Model for Solid-State Conductance across Proteins
• Title（参考訳）: タンパク質間の固体伝導に対するキャリアカスケードモデルの実験データ
• Authors: Eszter Papp, Gabor Vattay, Carlos Romero-Muniz, Linda A. Zotti, Jerry A. Fereiro, Mordechai Sheves, David Cahen,
• Abstract要約: 一般化されたランダウアー式に基づくモデルで、ほぼ一定の伝導を説明でき、低温におけるアレニウスのような依存を予測できる。 このモデルの重要な側面は、コンダクタンスの活性化エネルギーが、HOMOとHOMO-1、またはLUMO+1とLUMOエネルギーの差である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The finding that electronic conductance across ultra-thin protein films between metallic electrodes remains nearly constant from room temperature to just a few degrees Kelvin has posed a challenge. We show that a model based on a generalized Landauer formula explains the nearly constant conductance and predicts an Arrhenius-like dependence for low temperatures. A critical aspect of the model is that the relevant activation energy for conductance is either the difference between the HOMO and HOMO-1 or the LUMO+1 and LUMO energies instead of the HOMO-LUMO gap of the proteins. Analysis of experimental data confirm the Arrhenius-like law and allows us to extract the activation energies. We then calculate the energy differences with advanced DFT methods for proteins used in the experiments. Our main result is that the experimental and theoretical activation energies for these three different proteins and three differently prepared solid-state junctions match nearly perfectly, implying the mechanism's validity.
• Abstract（参考訳）: 金属電極間の超薄型タンパク質膜間の電子伝導が室温からわずか数度までほぼ一定であることが、ケルビンの課題となっている。 一般化されたランダウアー式に基づくモデルでは、ほぼ一定の伝導が説明され、低温に対するアレニウスのような依存が予測される。 このモデルの重要な側面は、コンダクタンスの活性化エネルギーが、HOMOとHOMO-1、またはLUMO+1とLUMOエネルギーの差である。 実験データの解析により、アレニウスの法則が確定し、活性化エネルギーを抽出することができる。 次に、実験で用いられるタンパク質の高度なDFT法を用いてエネルギー差を計算する。 我々の主な結果は、これらの3つの異なるタンパク質と3つの異なる調製された固体接合の実験的および理論的活性化エネルギーがほぼ完全に一致し、メカニズムの妥当性が示唆されたことである。

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