در پژوهش حاضر ترابرد الکترون و اسپین در سیم های مولکولی بر پایه فروسن متصل به دو الکترود طلا مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف اصلی پژوهش بررسی اثر نوع اتم اتصال دهنده ی مولکول به الکترودها و نیز اثر پیکربندی مولکول بر ویژگی های ترابردی سیم مولکولی است و محاسبات در چارچوب نظریه تابع گرین غیرتعادلی همراه با نظریه تابعی چگالی انجام شده است. ساختار سامانه های الکترود-مولکول-الکترود به طور کامل بهینه شده و ساختارهای اتمی بهینه و مجموعه توابع پایه اعمال شده موجب همگرایی خوب محاسبات گردید. اتصال مولکول فروسن به صفحه های طلا به کمک اتم ها و گروه های عاملی مختلفی چون گوگرد، تیتانیم و آمین مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج محاسبات نشان داد بهترین اتم اتصال دهنده با توجه به بازه ولتاژی مورد نظر، گوگرد می باشد زیرا علاوه بر جریان بالا، اثر فیلتر اسپینی خوبی نیز از این سیستم به دست آمد. اثر گروه های عاملی نامتقارن در ترابرد اسپینی در دو طرف مولکول فروسن متصل به الکترود طلا نیز مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد پیوند دهنده های نامتقارن در هر دو پیکربندی نامتقابل (D5d) و متقابل(D5h) به علت تغییر مکان ترازهای اوربیتال مولکولی هومو و لومو، اثر فیلتر اسپینی بسیار بالایی (حدود 98 %) را از خود نشان می دهند. جهت ارزیابی مقایسه ای، روتینوسن به عنوان یک ترکیب متالوسنی دیگر که در آن اتم روتنیم بین دو حلقه قرار گرفته است و از لحاظ پایداری ترکیبی قوی تر از فروسن می باشد مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه ویژگی های ترابردی این دو مولکول در حضور الکترودهای طلا نشان داد که در ولتاژهای کم، مقادیر جریان در هر دو سیستم نسبتاً بطور یکسان تغییر می کند، در حالی که با افزایش ولتاژ به علت افزایش سهم اوربیتال های مولکولی در پنجره ی بایاس، جریان مربوط به قطعه روتینوسن با سرعت بیشتری نسبت به قطعه فروسن افزایش می یابد. این پژوهش اولین گزارش از رفتار اسپینی تک مولکول فروسن در اتصالات الکترود-مولکول-الکترود به واسطه حضور گروه های عاملی است که موجب شکافت ترازهای مولکول فروسن به حالت های اسپین بالا و پایین می شوند. یافته های این تحقیق می تواند در توسعه قطعات الکترونیک تک مولکولی مورد استفاده قرار گیرد.
