二甲基二氢芘分子器件开关特性的第一性原理研究

发布时间：2021-01-06 08:24

　　随着微电子器件小型化的迅速发展,由于高的制造成本以及物理规律的限制,传统的硅基半导体工艺已经不能够满足器件小型化的发展需求,因此,研究者们希望以单个分子为基本单元制造出尺寸更小、能耗更低、响应速度更快的单分子器件,以解决器件继续小型化的困难。1974年,Aviram和Ratner提出了分子整流器的概念,并从理论上论证了其可行性。这是第一个具体的单分子器件,它标志着一个迅速发展领域——分子电子学——的诞生。近几十年来,大量的单分子器件已经在理论和实验上被设计和制造出来,包括分子自旋过滤器、分子二极管、分子场效应管、分子导线、分子传感器、分子开关等。在这些功能分子器件中,分子开关因其在分子电路中的广泛应用而备受关注。分子开关存在两种或者两种以上稳定的状态,这些状态具有明显不同的导电能力且可以在外界因素的刺激下相互转换,比如电场、环境温度、化学环境以及光辐射等。其中,光辐射由于其易于实现、精确的空间时间控制、低毒性等优势被研究者们作为常用的触发手段。近年来,二甲基二氢芘光敏分子的开关性能已经在实验和理论上开展了一些研究,并发现其具有很高的开关比。但是,还存在一些影响分子开关性能的因素有待探究... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)Aviram和Ratner提出的D-σ-A分子的结构式；(b)平衡态下分子的能级图；(c)正偏压下分子的

山东师范大学硕士学位论文2图1-2Reed等人首次从实验上测量了单个分子的电导和伏安特性曲线随后在2003年，Xu和Tao发展了一种更为简易的测量分子电学特性的实验方法——STM劈裂结技术(见图1-3)[5]，进一步推动了分子电子学的研究。经过前后几十年的发展，实验上提出了多种制备单分子器件并测量其电学特性的技术方法。到目前为止，最常用的实验技术有扫描隧道显微镜(ScanningTunnelingMicroscopy,STM)技术[5-9]、自组装分子单层膜(Self-AssemblyMonolayers,SAMs)技术[10-13]、原子力显微镜(AtomicForceMicroscope,AFM)技术[14-16]、力学可控劈裂结(MCBJ)技术[17-21]、纳米孔(Nanopore)技术[22-24]等。图1-3STM劈裂结技术构建的单分子器件以及电导结果伴随着实验技术方法的不断发展，研究者们也在不断地发展和完善描述低维体系电荷

山东师范大学硕士学位论文2图1-2Reed等人首次从实验上测量了单个分子的电导和伏安特性曲线随后在2003年，Xu和Tao发展了一种更为简易的测量分子电学特性的实验方法——STM劈裂结技术(见图1-3)[5]，进一步推动了分子电子学的研究。经过前后几十年的发展，实验上提出了多种制备单分子器件并测量其电学特性的技术方法。到目前为止，最常用的实验技术有扫描隧道显微镜(ScanningTunnelingMicroscopy,STM)技术[5-9]、自组装分子单层膜(Self-AssemblyMonolayers,SAMs)技术[10-13]、原子力显微镜(AtomicForceMicroscope,AFM)技术[14-16]、力学可控劈裂结(MCBJ)技术[17-21]、纳米孔(Nanopore)技术[22-24]等。图1-3STM劈裂结技术构建的单分子器件以及电导结果伴随着实验技术方法的不断发展，研究者们也在不断地发展和完善描述低维体系电荷

【参考文献】：
期刊论文
[1]Gas-sensor property of single-molecule device:F2 adsorbing effect[J]. 李宗良,毕俊杰,刘然,衣晓华,傅焕俨,孙峰,魏明志,王传奎.  Chinese Physics B. 2017(09)

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]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



本文编号：2960254