B原子的掺杂对富勒烯C_(32)的电子传输特性与负微分电阻效应的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了硼原子的掺杂对于富勒稀C32分子的电子传输特性与负微分电阻效应的影响.结果显示硼原子的掺杂明显降低了C32分子的电子传输特性,却增强了分子的负微分电阻效应.分析认为,硼原子的掺杂减少了核外电子是导致分子的电子传输性能降低和负微分电阻效应增强的主要原因.本文还研究了掺杂的硼原子的个数多少对C32分子的影响.     

Mg、Na原子的嵌入对富勒烯C50的电子传输特性与负微分电阻效应的影响简

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了Mg、Na原子的嵌入对于C50 分子的电子传输特性与负微分电阻效应的影响．结果显示Mg、Na原子的嵌入明显改变了C50分子的负微分电阻效应,且大大增强了C50分子的电子传输性能．     

Mg、Na原子的嵌入对富勒烯C_(50)的电子传输特性与负微分电阻效应的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了Mg、Na原子的嵌入对于C50分子的电子传输特性与负微分电阻效应的影响.结果显示Mg、Na原子的嵌入明显改变了C50分子的负微分电阻效应,且大大增强了C50分子的电子传输性能.分析认为,由于Mg、Na原子的嵌入,使得电子输运系数发生偏移而改变了C50分子的电子传输性能和负微分电阻效应.     

硼氮原子取代掺杂对分子器件负微分电阻效应的影响

利用基于非平衡格林函数和密度泛函理论相结合的第一性原理计算方法,研究了硼氮原子取代掺杂对三并苯分子电子输运性质的影响.计算结果表明,三并苯分子器件的电流在特定偏压区间内随电压的增加而减小呈现出负微分电阻效应,电流的峰谷之比高达5.12.用硼原子或者氮原子取代分子的中心原子后,器件0.8V以内的电流明显增加,但是负微分电阻效应减弱,相应的电流峰谷比分别降至3.83和3.61.分析认为,输运系数在特定偏压下的移动是器件负微分电阻效应的主要成因.核外电子数的差异导致硼氮原子掺杂取代可以使器件轨道及其透射峰分别向高能方向或者低能方向移动从而有效地调控了器件的低偏压下的电子传输能力和负微分电阻效应.     

Mg原子的嵌入对富勒烯C36的电子结构与传导特性的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了Mg原子的嵌入对于C36 分子的电子结构及传导特性的影响．结果显示Mg原子的嵌入明显改变了C36分子的负微分电阻效应,且大大增强了C36 分子的电子传输性能．     

硼、氮原子的掺杂对单个苯环的电子结构与传输特性的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了硼、氮原子的掺杂对于苯环的电子结构与电子传输特性的影响．结果显示硼、氮原子的掺杂明显改变了C32分子的电子结构和电子传输特性特性,硼原子的掺杂明显增强了苯环的电子传输特性,而氮原子的掺杂却明显降低了苯环的电子传输特性．同时分析了产生这些现象的原因．计算结果还显示随着外加偏压的增大,苯环的电子传输性能逐渐减弱．     

硼、氮原子的掺杂对单个苯环的电子结构与传输特性的影响

采用基于密度泛涵理论的第一性原理和非平衡格林函数方法研究了硼、氮原子的掺杂对于苯环的电子结构与电子传输特性的影响.结果显示硼、氮原子的掺杂明显改变了C_(32)分子的电子结构和电子传输特性,硼原子的掺杂明显增强了苯环的电子传输特性,而氮原子的掺杂却明显降低了苯环的电子传输特性.同时分析了产生这些现象的原因.计算结果还显示随着外加偏压的增大,苯环的电子传输性能逐渐减弱.     

B/N掺杂类直三角石墨烯纳米带器件引起的整流效应

基于密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法, 研究了硼(氮)非对称掺杂类直三角石墨烯纳米带器件的电子输运性能. 计算结果表明: 单个硼或氮原子取代类直三角石墨烯纳米带顶点的碳原子后, 增强了体系的电导能力, 并且出现了新颖的整流效应. 分析表明: 这是由于硼氮掺杂类直三角石墨烯纳米带器件在正负偏压下分子能级的移动方向和前线分子轨道空间分布的不对称而产生的. 最重要的是, 当左右类直三角石墨烯纳米带的顶端原子同时被硼和氮掺杂后, 体系的整流效应显著增强, 而且出现负微分电阻效应.     

掺杂六角形石墨烯电子输运特性的研究

锯齿型和扶手椅型六角形石墨烯分别跨接在两Au电极上, 构成分子纳器件, 同时考虑对六角形石墨烯分别进行B, N和BN局部规则掺杂. 利用第一性原理方法, 系统地研究了这些器件的电子输运特性. 计算结果表明: B及BN掺杂到扶手椅型六角形石墨烯, 对其电流有较好的调控效应, 同时发现本征及掺杂后的锯齿型六角形石墨烯均表现为半导体性质, 且N及BN掺杂时, 表现出明显的负微分电阻现象, 特别是N掺杂的情况, 能呈现显著的负微分电阻效应, 这也许对于发展分子开关有重要应用. 通过其透射特性及掺杂诱发的六角形石墨烯电子结构的变化, 对这些结果的内在原因进行了说明.     

有机薄膜器件负电阻特性的影响因素

研究了影响有机染料掺杂聚合物薄膜器件负电阻特性的因素，为探索有机负电阻的机理提供实验依据。实验中制备了多种有机染料掺杂聚合物薄膜器件，研究了有机小分子染料、聚合物基体、薄膜组成及厚度、ITO和聚苯胺阳极等对有机染料掺杂聚合物薄膜器件负电阻特性的影响。在室温、大气环境下，所制备的多种有机染料掺杂聚合物器件在所加电压为3～4V时，观察到明显的负电阻特性，电流峰谷比最大约为8。负电阻现象及峰谷比的大小受膜厚和器件的结构、制备工艺等影响。提出用负电阻和二极管并联组成的等效电路模型解释影响负电阻特性的因素，认为负电阻特性与载流子的不平衡注入有关。在此基础上设计、合成了主链含唔二唑电子传输基团的可溶性聚对苯撑乙烯衍生物，该聚合物兼具空穴和电子传输功能，在空气中具有较稳定的N型负电阻特性。进一步控制相关材料和工艺条件，有可能得到易于控制的负阻效应，开发出新型的有机负电阻器件。     

C40富勒烯分子的电子结构与传输特性研究

本文采用密度泛涵理论对富勒烯C40分子进行了结构优化,得到了稳定构型,然后构建了以金原子面为电极的电子输运模型．使用非平衡格林函数方法对构建的电子输运模型进行了电子输运性质的计算,得到了电子透射谱和伏安曲线,并分析了分子器件产生电子输运性质的原因. 研究结果发现：C40富勒烯的化学活性明显强于富勒烯C60和C32分子,在一些分子能级处,该分子为一个良导体．     

富勒稀C36的电子结构与电子传导

本文采用基于第一性原理的密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了C36分子的电子结构和电子传导特性．本文以Au(1,1,1)为电极分别建立了4个电子输运模型,分别计算了他们的电子传输概率、伏安曲线,同时分析了产生这些分子器件电子输运性质的原因．研究计算结果发现, C36的电子输运主要发生在分子壳上,当左、右电极分别连接在第6号和第35号碳原子两端时,C36的电子输运性能最好,伏安曲线显示该分子具有半导体特性．     

Mg、Na原子嵌入对富勒烯C32分子的电子结构与传输特性的影响

采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）方法对嵌入Na和Mg的富勒烯C₃₂分子Mg@C₃₂和Na@C₃₂连接面电极Au（1,1,1）所构成的分子器件进行了电子结构与传输特性的理论研究.得出了2个分子桥的电子结构、电子传输概率及伏安（Ⅰ-Ⅴ）特性.分析了影响电子结构与电子传输特性的因素.结果表明,金属Mg原子和Na原子的嵌入都大大增强了C₃₂分子的电子传输性能.     

富勒烯C32分子器件结构和传导特性的理论研究

利用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)和非平衡格林函数(NEGF)方法对富勒烯C32分子及在C32的距离最远的两个碳原子处外接Li电极的C32分子器件进行了电子结构、电子传输性质的研究。设计了C32笼内嵌入Mg原子,外接Li电极的分子器件。通过计算,得出了两个分子器件的电子传输谱,分析了他们的电子结构和电子输运特性。说明了C32分子器件的电子传输主要集中于C32分子的壳表上,并且分子球的内侧和外侧的电子传输相近似。在C32分子内部嵌入Mg原子后,分子器件的电子传输仍主要集中在分子表面上,但在系统Mg@C32中,表面内侧的电子传输要比表面外侧的电子传输强。通过比较,结果表明两种富勒烯分子的电子传输性能顺序为Mg@C32>C32。     

C72 富勒烯的电子结构与电子传导研究

本文利用基于密度高泛函理论(DFT)和非平衡格林函数的第一性原理方法对富勒烯C72分子及连接电极构成的C72分子器件进行了电子结构及电子输运性质的研究.计算出了电子透射谱和分子轨道分布,分析了器件的电子结构和输运性质的产生原因. 结果显示C72分子器件的电子传输主要集中在分子壳上. 伏安曲线显示C72分子具有半导体特征.     

密度泛函理论计算内掺富勒烯M@C60H60(M=Li、Na)的几何结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(generalized gradient approximation,简称GGA),对M@C_(60)H_(60) (M=Li、Na)几何结构和电子性质进行计算研究.发现M原子的平衡位置处在偏心位置处,并且稳定的存在于一个围绕中心的球体内;掺杂能计算表明:M@C_(60)H_(60)需要在一定的实验条件下才能被合成出来;电子性质分析表明:M原子掺入到C_(60)H_(60)中,对费米能级附近有一定贡献,并产生了1 μB的净磁矩.     

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     

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.     

DFT investigation on the structures and stabilities of exohedral derivatives for D<Subscript>3</Subscript> C<Subscript>32</Subscript> fullerene: C<Subscript>32</Subscript>X<Subscript>n</Subscript> (X = H and Cl)

A systematic investigation of D₃ C₃₂ fullerene and its derivatives C₃₂X_n (X = H and Cl) has been performed using B3LYP/6-31G(d) method based on the density functional theory. The geometry structures, reaction energies, relative stabilities, and electronic properties have been studied. By investigating the possible C₃₂X_n (X = H and Cl) molecules, C₃₂H₂ and C₃₂Cl₂ behave more thermodynamically accessible with respect to other derivatives. The frontier molecular orbitals and electronic density of states calculations of C₃₂X₂ system indicate that H and Cl passivation have less contribution to the electronic structures, but significantly improve the stability of D₃ C₃₂ fullerene. Finally, the ¹³C NMR chemical shifts of C₃₂H₂ and C₃₂Cl₂ have been simulated to provide helpful information for further experiment identification.