有机分子结构对其电输运性质的影响

利用从头算理论和弹性散射格林甬数的方法,对有机分子1,4.苯二硫酚(benzene-1,4-dithiol)、4,4二巯基联苯(4,4-biphenyldithiol)、4,4:二巯基联苯醚(bis-(4-mercaptonphenyl)-ether)以及对苯二甲氰(1,4-phenylene diisocy-anide)的电子输运性质进行了理论研究和比较分析.结果显示前三种巯基分子在开启电压位置、电导的平台效应和电流的线性响应等方面有相似性,其中1,4-苯二硫酚分子的电输运性能优越于其他两个分子,但氰基分子对苯二甲氰却有较明显的区别.     

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.     

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...     

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。     

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.     

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.     

电极位置和截面尺寸对分子器件输运性质的调控

研究表明分子器件的性能受器件结构搭建精度影响,分子与电极接触构型的微弱变化可能引起电输运特性较大差异.本文运用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的方法,研究了由金纳米线与benzene-1,4-dithiol（BDT）形成的分子结的电输运性质.通过对不同的Au-BDT接触构型输运性质的研究,发现当两电极处于对位构型时,有较好的电荷输运行为,而且比较符合制备工艺要求;当电极偏离轴线的角度不大于5°,且电极散射截面尺寸不小于4×4时,该分子结体系的电导和透射谱均比较稳定.电极截面尺寸小于4×4或者电极偏离轴线的夹角大于5°时,透射谱在费米能级附近出现不连续现象,导致体系电导降低.较小电极截面尺寸或者电极以较大角度偏离轴线将导致该分子结体系电导降低和透射谱连续性降低,主要是组成电极的金原子轨道与苯基分子轨道耦合缺失造成的.该研究为Au-BDT-Au体系设计和制备过程中电极的位置及电极截面尺寸做了科学的界定.     

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.     

多晶TaN1-δ薄膜的电输运性质研究

利用射频溅射法在石英玻璃基底上制备了一系列面心立方结构的多晶TaN_1-δ薄膜, 并对其晶体结构和2–350 K温度范围的电子输运性质进行了系统研究. 薄膜呈多晶结构, 并且平均晶粒尺寸随着基底温度的升高逐渐增大. 电输运测量结果表明, TaN_1-δ薄膜在5 K以下表现出类似超导体-绝缘体颗粒膜的电输运性质; 随着温度的升高, 薄膜在10–30 K表现出类似金属-绝缘体颗粒膜的性质; 在70 K以上, 热涨落诱导的遂穿导电机理主导着电阻率的温度行为. 我们的结果表明: TaN_1-δ多晶薄膜的类颗粒膜属性使其具有较高的电阻率和负的电阻温度系数.     

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.     

Resonance and Antiresonance in Electronic Transport Process Through a T-Shaped Quantum Waveguide

By means of the transfer matrix approach, the linear conductance spectrum for electronic transport through a T-shaped quantum waveguide is calculated. The resonant peaks and the antiresonant dips in the conductance spectrum are mainly focused. The previous prediction about their positions by other theoretical approaches is checked. In addition, a function of spin filtering is suggested based on the interplay of the resonance and antiresonance in this T-shaped quantum waveguide.     

并二苯环纳米分子桥的电子传导特性

利用基于GreenFunction的Tight binding方法,对由平面苯分子环耦合成的二端子纳米分子桥进行了理论计算和数值模拟,得出了入射电子通过纳米分子桥传输到不对称端点的电子传输概率,揭示出传导电子与分子轨道共振时传输峰值的出现和电子传输振荡的物理机制.利用Fisher Lee关系式和电子流密度理论,在传输概率出现峰值的四个能量点E=±0.68和E=±1.38处计算了分子桥内的电子流分布,给出了这些能量点处环电流生成的物理解释和键电流的最大值,并且给出了分子内电流分布的图形模拟结果.     

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.     

Magnetically Controlled Electronic Transport Properties of a Ferromagnetic Junction on the Surface of a Topological Insulator

We have investigated the transport properties of the Dirac fermions through a ferromagnetic barrier junction on the surface of a strong topological insulator.The current-voltage characteristic curve and the tunneling conductance are calculated theoretically.Two interesting transport features are predicted:observable negative differential conductances and linear conductances tunable from unit to nearly zero.These features can be magnetically manipulated simply by changing the spacial orientation of the magnetization.Our results may contribute to the development of high-speed switching and functional applications or electrically controlled magnetization switching.     

Multichannel Electronic Transport Through a Kondo Dot

Electronic transport through the quantum dot with two energy levels is studied by means of the non-equilibrium Green functions and the slave boson method. Special attention is focused on an interplay between quantum inference of traveling waves and electronic correlations. It is shown that if impurity states are far below the Fermi level the transport is through the highest state only. Interference processes become relevant when the levels are shifted towards the mixed valence regime.     

Electronic properties of multi-defected zigzag carbon nanotubes

Electronic properties of multi-defected zigzag single-walled carbon nanotubes are investigated by use of the tight-binding Green's function method. The Stone-Wales defects and the vacancies are considered. We find that the conductance sensitively depends on the realistic defect configurations for the metallic zigzag carbon nanotubes. Interestingly, the electronic transport properties of the nanotubes with three vacancies can be considered as the sum effect of two double-vacancies, while those with Stone-Wal...