电场作用对4,4’-二吡啶杂环分子电输运特性影响的研究

用从头算理论和弹性散射格利用林函数的方法,计算了电场作用下的4,4’-二吡啶杂环分子体系的电子结构及其电导和电流.计算结果表明,电场作用使得体系在分子和电极间存在电荷转移和重新分布的过程,使分子与电极接触面附近出现电子积聚区和电子耗散区,从而产生附加电偶极子,对分子的电导和电流产生抑制的影响.此外,在分子轨道能级和分子与电极的耦合系数上,电场的影响也比较明显,从而导致了分子的伏-安特性在考虑电场作用前后有较大的差异.考虑电场作用后的伏-安非线性特征与实验结果符合较好.     

电极构型及其耦合模式对有机分子电输运性质的影响

选取两种不同的电极构型及其耦合模式,利用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,对有机分子对苯二甲氰的电输运性质进行理论研究和对比分析.计算结果表明,不同构型及其耦合在分子的耦合属性、电子输运谱、开启电压位置、电导平台的分布以及电流的响应等方面存在明显不同,改变电极间距也会对各种构型分子体系的耦合系数、电导平台高度和电流的大小产生影响.     

有机分子电子输运性质的计算与分析

从第一性原理出发,采用杂化的密度泛函理论和弹性散射格林函数法,计算有机分子4,4'-二巯基二苯醚分子的电子结构并研究其电子输运性质.计算结果表明,电场对分子系统电子结构有明显的影响,电流、电导表现为非线性变化,与不考虑电场作用时相比,更为接近实验结果.     

苯基分子器件量子相干输运第一性原理研究

分子器件在纳米尺度下,电子的相干性将对体系的电导产生重大影响.本文基于第一性原理计算研究了苯分子连接于一维金属电极下的电荷输运性质.发现一维金电极连接下,不同的连接方式(para与meta)体系下的电导将会有显著差别,而一维铂电极连接下,体系的电导差别不大.我们通过计算电极的能带,发现金电极与铂电极在费米面处的散射态数目有差别.当量子相干效应导致散射态局域化发生改变时,由于铂电极的通道数较多,电子依然可以通过扩展的通道输运,因此不同连接方式下的电导变化不明显.     

C50富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

本文构建了Au原子面为电极的富勒烯C50分子的电子输运模型, 使用非平衡格林函数方法(Non-equilibrium Green's function, NEGF)对构建的Au电极和C50分子构成的分子器件进行了电子传输性质的计算. 通过计算得出了电子透射谱、电导曲线和电流电压曲线, 分析了产生这个分子器件电子输运性质的原因. 研究计算结果发现：C50分子具有量子器件的开关特性,并具有明显的半导体特征.     

苯基分子器件 量子相干输运第一性原理研究

摘要：分子器件在纳米尺度下,电子的相干性将对体系的电导产生重大影响。本文基于第一性原理计算研究了苯分子连接于一维金属电极下的电荷输运性质。发现一维金电极连接下,不同的连接方式（para与meta）体系下的电导将会有显著差别,而一维铂电极连接下,体系的电导差别不大。我们通过计算电极的能带,发现金电极与铂电极在费米面处的散射态数目有差别。 当量子相干效应导致散射态局域化发生改变时,由于铂电极的通道数较多,电子依然可以通过扩展的通道输运,因此不同连接方式下的电导变化不明显。     

C50富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

本文构建了Au原子面为电极的富勒烯C₅₀分子的电子输运模型,使用非平衡格林函数方对构建的以Au原子面为电极的C₅₀分子的电子输运模型进行了电子传输性质的计算.通过计算得出了电子透射谱、电导曲线和电流电压曲线,分析了此分子器件产生电子输运性质的原因.研究计算结果发现:C₅₀分子具有量子器件的开关特性,并具有明显的半导体特征.     

4,4’-对苯巯基醚分子器件的几何结构及其电学性质的研究（英文）

从第一性原理出发,用弹性散射格林函数的方法计算了4,4-对苯巯基醚分子器件几何结构的变化对其电子结构及其电学性质的影响.计算结果表明,选择不同的电极间距会引起电子输运峰的高度和分子与电极的耦合程度的变化,同时也对分子电流和电导的开启位置有较小的影响,进而使分子体系的电输运性质表现各异     

光致异构体开关特性的理论研究

利用弹性散射格林函数方法,对4,4-二羧基1,2-二苯乙烯分子的两种异构体与金电极构成的单分子结进行了研究. 研究表明,该类分子是通过末端羧基化学吸附于金表面的,两种分子结电导特性的差异主要是因为分子与电极的相互作用所致. 对每一种分子来说,都存在三种不同的稳定电导值,分别对应着分子末端与金表面的不同接触方式. 分子与金表面的相互作用导致分子结电子结构的变化是其电导差异的主要原因. 理论结果与实验测量结果符合得较好. 关键词： 光致异构体 伏安特性 电子输运 分子电子学     

碳原子线的电子传输特性

单分子电子器件的电子传输特性是当前分子电子学领域研究的热点.本文采用第一原理的ab inito法与格林函数方法,对Au电极-碳原子线-Au电极体系的电子结构以及电子传输等特性进行了分析,给出了C5、C10与C15原子线的电导 -电压曲线与伏安曲线.研究结果表明:碳原子线与Au电极之间的"接触"(结合)既有共价键的成分,又有离子键的成分;碳原子线的电导率及伏安特性具有特殊的量子效应和尺寸效应.     

接触构型及电极距离对4,4’-二巯基二苯醚分子电输运性质的影响

利用从头计算方法和弹性散射格林函数的方法,对4,4'-二巯基二苯醚分子电输运特性的研究结果显示,分子与电极之间接触点的构型以及两电极之间的距离对4,4'-二巯基二苯醚分子的电输运性质都有很大影响.电流随电极距离的变化与耦合系数的变化存在着密切关系.分子末端硫原子处于金原子的顶位上时电流的开启电压很小,而处在金(111)面的空位上时约有1.0V左右电流禁区.与实验结果相比,硫原子更可能处在金(111)面的空位上方.     

Au电极连接富勒烯C32分子的电子结构与传输特性

采用基于密度泛函理论(DFT)和非平衡格林函数(NEGF)的第一性原理方法对富勒烯C₃₂分子及在C₃₂分子的距离最远的两个碳原子处连接Au(1,1,1)电极的分子器件进行了电子结构和电子输运性质的研究.考虑到中间分子与Au电极间距离变化的情况,通过计算得出了在不同距离下分子器件的电子传输谱和I-V特性,分析了各器件的电子结构和电子输运特性产生的原因,并分析了电极与中间分子的连接距离及门电压对分子器件电子输运的影响.得出了电极与所连接的中间分子之     

六元杂环分子电学特性的理论研究

在第一性原理基础上，利用弹性散射格林函数方法，研究了六元杂环分子结2,5-哒嗪二硫酚 、2,5-吡嗪二硫酚和2,5-嘧啶二硫酚的电子输运特性，分析了终端原子的选取对杂环分子吡 啶电学特性的影响. 利用分子前线轨道理论和微扰方法定量地确定了分子与金属的相互作用 能参数. 计算结果表明，2,5-哒嗪二硫酚具有较好的电学特性，而2,5-嘧啶二硫酚在外加电 压较低时电导值比较小. 对于吡啶分子，选取硒原子作为终端原子时，其导电特性优于分别 以氧原子和硫原子作为终端原子的情况. 关键词： 六元杂环分子 伏安特性 电子输运 分子电子学     

富勒烯C20分子器件的电子结构和传导特性

运用基于密度泛函理论和基于非平衡格林函数的第一性原理方法研究了富勒烯C₂₀分子及连接电极构成的C₂₀分子器件的电子结构及电子输运性质.构建了三个基于C₂₀分子的嵌入K和Si原子的电子输运系统,并得到了电子透射谱和分子轨道分布.分析了三种器件的电子结构和输运性质的产生原因,说明C₂₀分子器件的电子传导主要集中在外壳.在C₂₀分子空笼中嵌入K和Si原子后,其电子输运仍然主要集中于富勒烯C₂₀的外壳. 关键词： 20分子')" href="#">富勒烯C₂₀分子 电子结构 电子传导     

1,4-丁二硫醇分子器件电输运性质的力敏特性研究

基于杂化密度泛函理论,研究了1,4-丁二硫醇分子体系的结构随电极作用力的变化及拉断过程;并利用弹性散射格林函数方法进一步计算了不同电极作用力下分子体系的电输运特性.结果显示,界面结构不同,拉断分子体系所用的拉力也不同:分子末端硫原子处于Au(111)面的空位上方时,拉断分子体系需约1.75 nN的拉力;若金电极表面存在孤立金原子与1,4-丁二硫醇分子末端的硫原子相连,拉断分子体系只需约1.0 nN的力,且伴有孤立金原子被拉出.两种情况分别与不同实验测量相符合.分子在压缩过程中发生扭曲并引起表面金原子滑移,然而压缩扭曲过程与拉伸回复过程不可逆.电极拉力约为0.7—0.8 nN时,分子体系在不同界面构型下以及在不同扭转状态下,电导都出现极小值,这与实验结论一致.分子的末端原子与电极间耦合强度随电极作用力的变化是引起分子体系电导变化的主要因素.实验在0.8 nN附近同时测得较小概率的高电导值与双分子导电有关.     

Highly conductive molecular junctions based on direct binding of benzene to platinum electrodes

Highly conductive molecular junctions were formed by direct binding of benzene molecules between two Pt electrodes. Measurements of conductance, isotopic shift in inelastic spectroscopy, and shot noise compared with calculations provide indications for a stable molecular junction where the benzene molecule is preserved intact and bonded to the Pt leads via carbon atoms. The junction has a conductance comparable to that for metallic atomic junctions (around 0.1-1G0), where the conductance and the number of transmission channels are controlled by the molecule's orientation at different interelectrode distances.     

Transport in fullerene device coupled to Cu,Ag and Au electrodes

We present an ab initio approach of the electronic transport through a single molecular junction based on C₂₀ fullerene. The electronic properties of a single molecular junction constrained within two semi-infinite metallic electrodes are largely affected by the choice of electrode material. The two-probe device formed by the mechanically control break technique has been modelled with three distinct electrode materials from group IB of the periodic table, namely copper, silver and gold. The quantum characteristics of these mechanically stable devices are obtained by utilising first-principle density functional theory together with non-equilibrium green function method. We evaluate the quantum characteristics, namely density of states, transmission spectrum, energy levels, current and conductance, which essentially determine the behaviour of a molecule linked to different electrodes. Our investigation concludes that copper, silver and gold electrode configuration in conjunction with C₂₀ fullerene behaves as metallic, non-metallic and semi-metallic in nature, respectively.     

C20分子的一个电子输运模型研究

本文构建了Li链为电极的富勒烯C20分子的电子输运模型, 使用非平衡格林函数方法(Non-equilibrium Green's function, NEGF)对构建的Li电极和C20分子构成的分子器件进行了电子输运性质的计算. 计算得出了电子透射谱和电流电压曲线, 分析了产生这个分子器件电子输运性质的原因. 研究计算结果发现,大部分能量的电子是不会穿过器件的, 即使考虑不同偏压,能穿过器件的电子都集中在几个固定的能量上, 且在这几个固定能量上透过率比较高. 计算得出的伏安曲线说明在偏压为1.925V时电流达到最大, 只有在这个偏压周围才有相对明显的电流.