单分子整流及自旋过滤器件的理论设计和机理研究

发布时间：2021-01-26 04:56

　　近几十年来,随着电子器件小型化的发展,传统的经典理论已经不再适用,需要采用量子理论来研究器件的电学性质。此时,特征尺度为纳米量级的分子器件受到了人们的广泛关注,并且具有多种多样功能的分子器件已经在理论和实验上被设计和制备出来,比如分子整流器、分子开关、分子自旋过滤器、分子存储器等等。其中,分子整流器和分子自旋过滤器是纳米级电路系统重要的基本单元,这些年受到了广泛的关注。而作为分子器件重要构成部分的中间分子,由于其自身的性质,在很大程度上影响分子器件的整流或自旋过滤性质。近年来,具有不同共轭特性的类芳基炔分子和芳香链分子已经在实验上合成,其在分子器件设计中的应用已经被实验或理论系统地研究。但是仍然存在一些问题,比如怎样提高分子器件的整流和自旋过滤性能以及如何去解释其工作机理等等。本论文利用密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）和非平衡格林函数（Non-Equilibrium Green’s Function,NEGF）方法分别研究了donor-bridge-accepter（以下简称D-B-A）芳基炔硫醇盐分子键桥共轭性对分子器件整流特性的影响和芳香链... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Reed等人测量的分子结结构及其导电性质示意图

Au 尖端慢慢移到 Au 衬底上，并在其周围放入靶分子，当把 Au 尖端慢慢远离 Au 衬底时，就会有靶分子连接到它们之间，进而形成分子结。图1.2 (a)实验上基于STM技术构建的分子结(b)Au电极单分子器件的电导测量结果在分子电子学的发展过程中，最受大家关注的分子器件当属分子整流器、分子存储器、分子晶体管和分子开关等。2007 年，就职于惠普量子科学研究组的 Williams 等人[13]在 Nature 上报道了芯片集成度为 160K 的惊人成果并开发了具有分子开关效应的Crossbar Latch 分子器件，图 1.3 是分子示意图。其中位于分子器件左侧部分的六个蓝色苯分子构成能被电信号进行控制的分子环，图中表示的正是分子的导通态。2016 年，

CrossbarLatch中的分子开关

【参考文献】：
博士论文
[1]芳香性单分子器件整流与开关性能的理论研究[D]. 宋阳.山东师范大学 2015
[2]苯基D/A分子器件电子输运性质的理论研究[D]. 李明君.中南大学 2013
[3]双嵌段共聚物分子器件整流特性研究[D]. 张广平.山东师范大学 2013
[4]有机材料器件电荷/自旋输运特性研究[D]. 胡贵超.山东大学 2008

硕士论文
[1]苯乙炔分子器件整流特性研究[D]. 左希.山东师范大学 2017
[2]三角形石墨烯和芳香性分子的电导与整流性能研究[D]. 纪晓丽.山东师范大学 2016



本文编号：3000509