低聚对亚苯基亚乙烯基分子导线电子传输机理研究

合成了12个OPV分子导线(分成乙酰巯基与氨基端基两个系列),采用导电原子力显微镜和扫描隧道显微镜-裂分结的方法对该类分子导线的电学性能进行了表征.通过分析单分子电阻与分子长度、温度以及电场的依赖关系,发现OPV分子导线的电子传输机理在临界长度为2.0 nm处发生了由隧穿传导向跳跃传导的转变.通过对比分子末端分别为巯基和氨基的单分子电导值,考察了不同的连接基团对OPV分子导线电子传输性能的影响,发现末端基团只影响分子的接触电阻,但不改变分子导线本身的电子传输机理.利用密度泛函理论和非平衡格林函数方法对OPV分子导线的电学特性进行了理论研究,结果表明分子的前线轨道能级与金电极的相对位置决定了OPV分子导线的电子传输机理.     

单分子结的构筑及分子电导性质的测试

分子电子学已成为21世纪研究的热点. 通过将具有特定功能的分子连接在纳米尺度金属电极之间从而构筑包括分子导线、开关、整流器在内的各种分子尺度电子器件, 这引起了科学家们广泛的研究兴趣. 在分子电子学研究中, 构筑金属/分子/金属(MMM)分子结是研究分子器件中电子传输性质的关键. 尽管已经取得了很大的进展, 目前在纳米尺度下构筑稳定可靠的MMM分子结并测试单个分子的电学性质仍然面临很多挑战. 本文着重对单分子电学性质的测试技术和相关理论研究的最新进展以及存在的挑战做了概述.     

利用单分子裂结技术进行化学反应的动力学研究

正自本世纪初开始,单分子电学测量技术发展十分迅速。利用单分子电学测量技术,研究者可以对单个、少数个分子中的电输运过程进行表征,从而为分子电子器件的构筑提供实验依据,使后者不再停留于理论设计范畴~1。近年来,国内外研究者设计和构筑了多种富有潜在应用价值的分子电子器件,并成功地进行了实验测量加以论证,如固态器件形式的单分子整流器~2、高稳定性的可逆单分子开关~(3,4)等。同时,单分子电学测量技术     

导电原子力显微镜对蛋白质在分子水平上的电学表征

蛋白质电子传递的研究不仅对阐述生物能量传递具有重要的意义,而且有助于促进生物分子在分子电子器件中的应用．金属蛋白以其固有的电化学和电学特性,在光合作用和呼吸作用中起到重要作用．其中铜蓝蛋白具有良好的电化学性质和明确的分子结构,常常用作研究蛋白质电子传递的模型分子。很多具有微观尺度表征能力的分析仪器可用于研究表面吸附的蛋白质分子。     

偶氮吡啶分子结的制备、表征及电学性质初步研究

具有特异电学性质的分子结的制备及电子输运特性研究是分子电子学领域中的主要内容,对构筑分子电子器件具有重要意义．但是,由于分子结的尺度通常在100nm以下,这使得分子结的低缺陷制备和准确有效的电学特性研究面临困难．目前,自组装方法已经成为降低分子结缺陷的主要手段,     

金属/分子/金属结的电子输运机理与表征

金属/分子/金属结是分子电子学中的基本单元.根据电子的相位是否发生改变,分子结中的电子输运可以分为相干输运和非相干输运两类.在实验上,分子结的表征方法可以分为电学性质表征和非电学性质表征两类.本文借助能级图,首先对分子结的电子输运机理作了简明解释.在此基础上,结合文献报道和本课题组此前的工作,对分子结的一些常用电学表征方法,包括电流-电压特性曲线、电流-时间曲线、电导统计柱状图、转变电压谱、散粒噪声测试、非弹性电子隧道谱和热电效应法进行了介绍.     

基于裂结技术的单分子尺度化学反应研究进展

分子电子学是研究单分子器件的构筑、性质以及功能调控的一门新兴学科。其中,金属/分子/金属结的构筑和表征是现阶段分子电子学的主要研究内容。裂结技术是当前分子电子学研究的主要实验方法,主要包括机械可控裂结技术和扫描隧道显微镜裂结技术。本文对裂结技术进行了介绍,并对近年来利用这些技术,在单分子尺度化学反应的检测和动力学研究,以及将这些技术与溶液环境、静电场、电化学门控等方法相结合,调控单分子器件的电输运性质等方面所取得的进展进行了概述。     

水/固界面的氢键动力学

正水/固界面在自然界中无处不在,而氢键是水/固界面最为重要的基本相互作用。在单分子尺度上表征水/固界面的氢键结构与动力学过程对深入理解光合作用、光催化分解水、核量子效应等具有重要的意义,成为物理化学与生命科学中广为关注的科学问题之一~(1–3)。二氧化钛(TiO_2)是研究金属氧化物光催化分解水制氢气的模型体系~(4–6)。从单分子尺度上解析     

北京大学发展单分子检测新技术

<正>北京大学化学与分子工程学院郭雪峰课题组和环境科学与工程学院要茂盛课题组以硅纳米线作为探针提出了侧壁点修饰的策略,发展了构筑单分子检测器件的新途径,进一步与生物体系结合,首次在单分子水平上实现了对抗原抗体之间相互作用的免标记、实时无损检测。这是一种快速无损的单分子电学检测的新技术,为开展生物体内的单个分子相互作用事件的动力学研究提供了一个可靠的器件平台。     

含联萘基元的刚性环状齐聚物手性孔穴的振动圆二色谱研究

纳米尺度刚性环状齐聚物因其具有独特的孔穴结构,在基础与应用研究中引起了人们的广泛关注.当具有功能基团的分子骨架形成环状结构时,这种功能分子孔穴在分子识别及主-客体化学等方面具有广阔的应用前景.含有手性基团的手性大环分子具有特定的手性孔穴,在手性拆分、手性识别等方面引起了各国研究者的兴趣.