分子构型对分子器件伏-安特性的影响

本文以4,4'-二巯基联苯分子为研究对象,利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论,研究了苯环之间的不同位置取向对分子的电子结构以及该分子结的伏安特性的影响.计算结果表明苯环扭转角不同会改变分子的电子结构,扭转角的增大会导致分子轨道的扩展性变差,从而使体系的导电性能降低.     

分子构型对分子器件伏-安特性的影响

本文选取4,4′-二巯基联苯分子通过终端S原子化学吸附于两Au原子团簇形成分子结,利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论研究了该分子两苯环之间不同位置取向对分子能级结构以及该分子结伏安特性的影响.计算结果表明苯环扭转角增加会使分子能级发生不同程度的移动,从而引起最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)的间距增大.扭转角增大也会导致分子轨道的扩展性变差,从而使体系的导电性能降低.当扭转角为90度时,体系的导电性能最差.该工作有利于未来分子电子学器件的设计.     

电极维度对单分子器件伏-安特性的影响

关键词：     

1,8-二巯基芘分子电学特性的理论研究

在第一性原理的基础上 ,对 1,8 二巯基芘分子的电学特性进行了理论研究 .采用了 3个Au原子构成的团簇来模拟Au表面 .首先利用密度泛函理论计算了 1,8 二巯基芘分子的电子结构及其和Au表面的相互作用 ,再利用前线轨道理论和微扰理论定量地确定了该分子和Au表面的相互作用能常数 .最后利用弹性散射格林函数法研究了该分子结的伏 安特性 .计算结果表明 ,分子中的硫原子和Au原子形成很强的共价键 .当外加偏压小于 1V时分子结存在电流禁区 ,随着偏压升高 ,分子结的电导出现平台结构 .分子结的电导特性和其电子结构密切相关 ,扩展分子轨道为电荷的迁移提供了通道 ,而局域轨道对电流贡献很小     

分子线的伏-安特性研究

利用密度泛函理论计算了共扼分子2-氨基-5-硝基-1, 4-二乙炔基-4′-苯硫醇基苯的电子结构, 并利用弹性散射格林函数方法研究了该分子与金表面形成的分子线的伏-安特性. 该工作将有利于未来分子电子学器件的设计.     

外加电压对分子器件电子输运特性的影响：非线性输运性质

根据第一性原理计算了由外电场引起的分子的几何结构和电子结构的变化，并利用弹性格林函数的方法计算了分子器件的电输运特性，从而研究了外电场对1,4-苯二硫酚分子电子输运特性的影响。计算结果表明，对于前线分子轨道，能级的移动和分子末端格点的展开系数在低电压范围内随外电压基本成线性变化。外电场对分子器件的伏安特性有很明显的影响，特别是对电导曲线的形状。考虑电场后的理论结果与实验结果符合得较好。     

电极距离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，利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论，研究了两个电极之间的距离对分子几何结构和电子结构以及该分子结电输运性质的影响. 计算结果表明，电极距离的不同会改变分子的几何结构和电子结构，从而影响分子体系的电输运特性. 扩展分子的平衡状态不是电子输运的最佳状态，适当调整两个电极之间距离可以改善分子的电输运特性. 关键词： 电极距离 伏 安特性 分子电子学     

不同取向的1,8-辛二硫醇分子的伏安特性研究

以1,8-辛二硫醇分子为研究对象,在第一性原理基础上,利用弹性散射格林函数方法,研究了1,8-辛二硫醇分子在金原子团簇上不同取向对该分子结电输运特性的影响.计算结果表明,分子与金原子团簇表面之间方位角的不同会导致分子结构、电子结构的改变,从而影响分子体系的电输运特性.当1,8-辛二硫醇分子S-S轴线与金(111)面的法线成25°夹角时,所得到的电流-电压曲线与实验值符合较好.     

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     

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     

嘧啶与苯环对分子器件伏一安特性影响的差异研究

利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论,对四苯分子和二嘧啶二苯分子电输运性质进行理论研究.结果显示,四苯分子比二嘧啶二苯分子具有更好的电输运能力,二嘧啶二苯分子显示出较好的整流特性.四苯分子较好的电输运性能力源于其部分分子轨道同时与两电极均有较好耦合,而二嘧啶二苯分子中,由于结构的不对称,使得对导电起主要贡献的分子轨道都局域于体系的一端.     

嘧啶与苯环对分子器件伏—安特性影响的差异研究

利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论,对四苯分子和二嘧啶二苯分子电输运性质进行理论研究。结果显示,四苯分子比二嘧啶二苯分子具有更好的电输运能力,二嘧啶二苯分子显示出较好的整流特性。四苯分子较好的电输运性能源于其部分分子轨道同时与两电极均有较好耦合,而二嘧啶二苯中,由于结构的不对称,使得对导电起主要贡献的分子轨道都局域于体系的一端。     

分子器件

本文对分子器件的概念和研究目标作了描述，并对分子导线、分子开关、分子整流器、分子存储器、分子计算机当前的研究状况和存在问题作了简单介绍．     

4 ,4′-二巯基二苯醚分子的电子输运性质研究

利用从头算方法和弹性散射格林函数理论,研究了4 ,4′-二巯基二苯醚分子的电输运性质.计算表明,当外加偏压少于0 .9 V时,该分子器件不导电.当外加偏压进一步增加时,该分子器件的电导呈现出平台特征.由于中间氧原子的存在,相对于4 ,4′-二巯基联苯分子来说,该分子的导电特性较差.     

用替代法测非线性器件的伏安特性

提出一种准确测量非线性器件伏安特性的简便方法。     

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.     

单分子器件电输运中基于量子干涉效应的调控策略

单分子器件电输运中的量子干涉效应是电子在分子独立的轨道能级内传输时因保持量子相干性,从而在不同能级之间发生相互干涉的现象.这种现象导致了电子在单分子器件内透射概率的增加或减小,在实验中体现为单分子器件电导值的升高或降低.近些年,利用量子干涉效应对不同的单分子器件进行调控在实验中被证实是有效的调控手段,如对单分子开关、单分子热电器件、单分子自旋器件等器件性能的调控.本文介绍了量子干涉效应的相关理论与预测、实验观测与证实,以及其在不同单分子器件上的调控作用.     

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.     

电极接触构型对辛烷硫醇分子非弹性电子隧穿谱的影响

本文选取辛烷硫醇分子通过终端S原子化学吸附于一端的Au原子团簇,另一端由碳原子物理吸附于Au原子团簇形成分子结,利用从头计算方法和非弹性散射格林函数理论研究了在三种不同电极接触构型下的该分子的非弹性电子隧穿谱的影响.计算结果表明,电极接触构型对分子体系的非弹性电子隧穿谱有着明显的影响.该工作有利于确定实验中分子电子学器件的电极接触构型.