单分子器件中的新颖静电场效应

分子电子学旨在利用单个分子作为结构单元组装出功能电路以实现器件微型化。随着分子电子学的发展,各种功能器件被开发出来,很多独特的量子现象也被研究者所发现。这些突破得益于各种调控分子器件中电荷传输的刺激响应手段(例如静电场、磁场、光照、机械力和化学刺激)的运用。在众多调控方法中,利用静电场的调控方法以其独特的优势而备受关注,并且带来了许多新颖的发现。首先,和在所有电子器件中一样,静电场以非侵入的方式作用于单分子器件中。其次,不同于传统电子器件,在尺寸极小的单分子器件中施加电压可以产生极大的静电场,为调控电荷输运和催化单分子尺度化学反应等提供了必要条件。本文从常用的断裂结构筑技术展开介绍,总结静电场在调控分子-电极接触界面、分子构型和分子构象、单分子尺度化学反应、分子自旋态、分子氧化还原态、分子能级与电极能级等方面的应用。并对静电场调控在分子电子学领域内存在的一些挑战和潜在应用做了总结和展望。