以石墨烯为电极的有机噻吩分子整流器的设计及电输运特性研究

发布时间：2018-08-13 16:25

【摘要】：传统硅基半导体器件受到了量子尺寸效应的限制,发展分子电子学器件有可能解决这一难题.本文提出了由石墨烯电极和有机噻吩分子相结合构造分子器件的思想,建构了"石墨烯-噻吩分子-石墨烯"结构的分子器件,并运用非平衡态格林函数结合密度泛函理论的方法研究了其电输运特性.系统地分析了电子给体"氨基"和电子受体"硝基"两种取代基的位置对有机噻吩分子电输运的影响.计算表明,有机噻吩二聚物被"氨基"和"硝基"取代后会产生明显的负微分电阻效应和整流效应.进一步对产生这些效应的物理机制进行分析,发现氨基的位置可以调整负微分电阻的强弱,硝基的位置可以改变整流的方向.
[Abstract]:Traditional silicon based semiconductor devices are limited by quantum size effect. It is possible to solve this problem by developing molecular electronic devices. In this paper, the idea of combining graphene electrodes with organic thiophene molecules to construct molecular devices has been proposed, and a molecular device with "graphene thiophene molecular-graphene" structure has been constructed. The electrical transport characteristics of the nonequilibrium Green's function and density functional theory are studied. The influence of the position of the two substituents of the electron donor "amino" and the electron receptor "nitro" on the electrical transport of organic thiophene was systematically analyzed. The results show that when the organic thiophene dimer is replaced by "amino" and "nitro", the negative differential resistance effect and rectifying effect are obvious. It is found that the position of amino can adjust the magnitude of negative differential resistance and the position of nitro can change the direction of rectifier.
【作者单位】： 武汉工程大学理学院;华中科技大学物理学院;
【基金】：湖北省教育厅科学研究计划(批准号:Q20151510) 武汉工程大学科学研究基金(批准号:K201477)资助的课题~~
【分类号】：TM461

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