侧基对π-π耦合双分子结电输运性质的影响

从第一性原理出发,利用杂化密度泛函理论,结合弹性散射格林函数方法,我们研究了侧基对OPE（Oligophenyleneethynylene）双分子结电输运性质以及两分子间的π-π耦合作用的影响。研究表明,苯环上的侧基影响了两分子间的π-π耦合强度。当侧基为氧甲基时,侧基提高了分子间的π-π耦合作用,促进了分子间电荷的传输。当侧基为叔丁基时,侧基降低了π-π耦合作用,不利于分子间电荷的传输。理论计算结果解释了实验结果。     

分子链长对烷烃硫醇分子电输运性质的影响

在杂化密度泛函理论的基础上,利用弹性散射格林函数方法研究了烷烃硫醇系列分子的电输运性质,并同实验结果进行了比较。研究结果表明,在低的外加偏压下,烷烃硫醇分子电流值随着分子链长度的增加而指数减小,其衰减常数约为1.41/CH2,且衰减常数基本上与外加偏压值的大小无关。分子末端原子与探针的距离具有较大地自由度,不同的接触距离导致了分子的电流值有较大地差别。     

溶液酸碱性对低聚苯亚乙炔基分子结电输运性质的影响

结合密度泛函理论和非平衡格林函数方法计算了溶液酸碱性对低聚苯亚乙炔基分子结电输运性质的影响,此低聚苯亚乙炔基分子中两个不同位置的H原子被氨基和羧基取代.通过质子化和去质子化模拟酸性溶液和碱性溶液对分子结构的影响.计算结果表明:中性环境下分子器件具有良好的导电性和微弱的整流效应;碱性溶液中羧基去质子化后,分子器件电流值增长近一倍,但整流效应变化不明显;酸性溶液中氨基质子化后,分子器件正向偏压导电性能略微降低,但整流方向发生明显反转,且与中性环境下的情况相比,整流比提高了近三倍.提出了一种利用化学手段控制分子结导电能力和整流性能的方法.     

官能团对分子器件电输运特性的影响

以4,4′-二巯基联苯分子为研究对象,利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论,研究了官能团氨基和硝基对分子的电子结构以及分子结电输运性质的影响. 计算结果表明,在分子的不同位置添加同一类官能团氨基会使分子的电子结构发生变化,从而影响分子结的电输运性质. 而在分子的同一位置添加不同类型的官能团氨基和硝基则对分子间的相互作用有着显著影响,会使分子发生转动,从而改变分子的几何结构和电子结构,影响分子结的电输运特性. 并且发现随着分子的转动,添加官能团硝基时分子会呈现出记忆功能. 关键词： 官能团 电子输运 分子电子学     

分子的位置取向对分子器件电输运特性的影响

以1,4-二硫酚(DTB)分子为研究对象，利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论，研究了分子的位置取向对分子电子结构以及分子结电输运性质的影响.计算结果表明，分子位置取向的改变会影响分子的电子结构，从而影响分子体系的电输运特性，扩展分子的平衡态不是电子输运的最佳状态，适当调节分子的位置取向可以提高分子的电输运特性. 关键词： 位置取向 电子输运 分子电子学     

末端基团对硫醇分子结电输运性质的影响北大核心CSCD

利用杂化密度泛函理论,研究了以甲基、醇基、羧基为末端基团的烷烃硫醇分子与金电极形成分子结的电子结构,利用弹性散射格林函数方法研究了烷烃硫醇分子的电输运性质.研究结果表明,末端基团对分子结导电能力有显著影响,其原因可归结为末端基团碳原子电子结合能的差异.结合能越高,末端基团电子的局域化程度越强,从而减弱了电子的输运能力.理论计算结果与实验结果定性定量上都比较符合.     

压力对硫醇分子膜电输运性质的影响

利用密度泛函理论和弹性散射格林函数方法,对硫醇分子膜的电学特性进行了理论模拟,计算结果表明,分子结的导电能力随着压力增加而增加,对单分子构成的分子结来说,电流的增加主要是由于电极距离的变化导致单个分子与电极的耦合增强,对于由多个分子构成的分子膜来说,由于外加压力的变化,导致分子结的链内隧穿和链间隧穿几率增大,从而导致导...     

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.     

分子间相互作用对硫醇分子膜电输运性质的影响

利用密度泛函理论和弹性散射格林函数方法,对硫醇分子膜的电学特性进行模拟.计算结果表明,由于分子间的相互作用,导致分子膜的导电能力比单分子提高2~3个数量级.分子结的导电能力随着压力增加而增加,电极距离的变化使分子与电极以及分子间的耦合增强、分子结的链内隧穿和链间隧穿几率增大,导致电流增加.     

B80分子结电子输运的第一性原理研究

我们采用第一性原理方法研究了由单个和两个B80分子构成的分子结的电子输运性质。研究发现,单个B80分子是一个很好的导体,平衡电导为2.28G0（G0为电导量子,2e^2/h ）,而由两个B80分子构成的二聚体则是一个绝缘体,电导仅为0.062G0。进一步的研究发现,二聚体的导电性可以通过电子掺杂来显著提高,如通过在每一个B80分子中用C替换一个B,电导可以提高到0.26G0。     

并苯分子结的热电性质

通过运用非平衡格林函数方法,研究了基于并苯连接石墨烯纳米带的分子结的热电性质.主要考虑了并苯分子长度、并苯分子与石墨烯纳米带电极的接触位置对并苯分子结热电参量的影响.结果发现并苯分子结最大热电优值(ZTmax)对应的热导中声子贡献往往占据主导地位.当并苯分子的长度增加,声子热导单调减少,最终变得与并苯分子长度几乎无关.当并苯分子与石墨烯纳米带左(右)电极的中(上)部接触时,对应的ZTmax是最高的,然而当并苯分子与石墨烯纳米带左(右)电极的中(中)部接触时,对应的ZTmax是最低的.当温度增加时, ZTmax有单调增加的趋势,无关于接触位置.随着并苯分子长度的增加, ZTmax对应化学势的位置越靠近本征费米能级.以上发现能对未来设计基于并苯分子结的热电器件提供有价值的参考.     

Au-Si_(60)-Au分子结电子输运性质的理论计算

运用密度泛函理论对Si60团簇的结构进行几何优化,得到基态结构是一个直径为1.131 nm,平均键长为0.239 nm,分子最低未占据轨道与最高占据轨道能量差即能隙值为0.72 eV,具有C1点群的空心笼状结构.然后把它与两半无限的Au(100)-4×4电极相连构成Au-Si60-Au三明治结构分子结点,运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法对其电子输运性质进行了第一性原理计算.当两电极的距离为1.74 nm时,分子结点的平衡电导为1.93G0(G0=2e2/h),然后在-2.0—2.0 V的电压范围内,计算了不同电压下的电导与电流,得到其I-V曲线成近线性关系,从分子前线轨道与透射谱分析了Si60分子的电子输运特性,讨论了电荷转移量与电导之间的关系.     

B_(80)分子结电子输运的第一性原理研究

我们采用第一性原理方法研究了由单个和两个B80分子构成的分子结的电子输运性质.研究发现,单个B80分子是一个很好的导体,平衡电导为2.28G0(G0为电导量子,G0=2e2/h),而由两个B80分子构成的二聚体则是一个绝缘体,电导仅为0.062G0.进一步的研究发现,二聚体的导电性可以通过电子掺杂来显著提高,如通过在每一个B80分子中用C替换一个B,电导可以提高到0.26G0.     

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.     

同分异构体分子器件的电输运特性

利用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,计算杂环分子体系同分异构体的电导和电流.结果表明,扩展分子轨道和耦合系数是影响分子体系电输运特性的两个重要因素.各同分异构体中氮原子位置和终端原子的不同,使其分子轨道的扩展性和与电极的耦合程度存在差别,导致其电输运特性的差异.     

耦合双π环的自发磁化

分析和计算了耦合双π环的自由能，结果表明当两个π环自发磁化方向相反时系统的能量较低，还证明了反向自发磁化是来自量子效应. 关键词： 耦合双π环 反向自发磁化 自由能     

电场对1,4-苯二甲氰分子电输运特性的影响

用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,计算电场作用下的1,4-苯二甲氰分子体系的电子结构及其电导和电流.结果表明:电场使体系在分子和电极间存在电荷转移和重新分布,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.此外,对分子轨道能级和分子与电极的耦合系数的影响也比较明显,导致分子的伏-安特性在考虑电场作用前后有一定的差异.     

JMCT光子-电子耦合输运模拟计算研究

为满足光子-电子耦合输运应用模拟需求,自主研发了JMCT光子-电子耦合输运功能,并实现了多种光电耦合输运处理方式,以便满足不同的工程需求。利用光子-电子耦合输运典型算例验证了JMCT光子-电子耦合输运功能的正确性,并应用到了探测器响应函数模拟、闪光照相模拟计算中,表明JMCT在实验核物理、核分析技术应用等方面发挥着越来越重要的作用。     

T型双量子点分子Aharonov-Bohm干涉仪的电输运

利用非平衡格林函数方法, 理论研究T型双量子点分子Aharonov-Bohm (A-B)干涉仪的电荷及其自旋输运性质. 通过控制T型双量子点分子内量子点间有无耦合, 能够实现在同一电子能级位置处分别出现共振和反共振状态, 根据此性质, 能将体系设计成量子开关器件. 当将两个完全相同的T型双量子点分子分别嵌入A-B干涉仪两臂中时, 磁通取适当数值, 能够出现完全的量子相消干涉. 通过调节量子点能级、左右两电极间的偏压和Rashba自旋轨道相互作用强度, 可对体系自旋流进行调控. 关键词： 非平衡格林函数 T型双量子点分子 Aharonov-Bohm干涉仪 自旋输运     

分子结点电子输运性质的理论研究

采用基于密度泛函理论的非平衡态格林函数方法,研究了Pt-H₂微结点在平衡态和低偏压下的电子输运行为,考察了电极-分子耦合形貌对结点输运性质的影响,并采用费曼路径概念从结点局域轨道出发分析了其输运特性. 发现H₂分子的反键轨道可以参与结点的低偏压电子输运,偏压可以通过改变系统局域分子轨道来影响其输运性质. 关键词： 分子结点 电子输运 非平衡态格林函数方法 透射谱