掃描隧道顯微鏡在分子自組裝和分子電子學中的應用.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文掃描隧道顯微鏡在分子自組裝和分子電子學中的應用姓名：曾長淦申請學位級別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導教師：侯建國2002.6.1維結構。我們也探討了以巰叢卜烷醇的條狀結構為模扳，利川氫鍵作川米牛長、／一維分r線的可能性。尸在第四章巾，我們把目光轉移到分子電f學方mf。我們把分r置j：域勢壘隧道結中，從而探討幾何結構相似但電子結構不同的富勒烯分于(C60，C59N，和，Gd@c8：)在單電子隧穿的表現(xiàn)。(我們發(fā)現(xiàn)分

2、予能級結構對犖l乜f隧穿仃省Il：常顯著的調制，導致這三利富勒烯分于往單電‘f隧穿tl哆L仃逍異的農(nóng)]i!也。c60分r山于其具有較人的最高占據(jù)軌道(ItOMO)一最低空軌道(LUMO)能隙‰(約16cV)，在單電子隧道譜中零偏壓附近的能隙寬度人約地既與庫侖允I乜能E。之莉I。Gd@C82與C59N分子在贊米面上都具有一單Il：!子di據(jù)的單簡，f：軌道(SOMO)。但二者SOMO附近的能級結構不一樣，從而導致它們在單I乜‘r隧穿中的表

3、現(xiàn)不同。對于Gd@C82分子，零偏壓處的能隙寬度為E。。而C59N分r非常特殊，在不同的隧道結情況一F，C59N分予的表現(xiàn)可以從類似C60分f的情況(即能隙寬度大約是E。與Eg’之和，Eg’足SOMO與下I據(jù)能級的能隙)，變化到類似Gd@c82分子的情況(即能隙寬度約為E。)。尸在第五章Ifl，我們利用兩種富勒烯分了(c60和C5，N)研究了叢二j：壩寓勒烯分子的負微分電阻(NDR)效應。滇巾一個富勒烯分f吸附存t底上，1ni弱個通過分

4、予操縱吸附到STM釗’尖J二。刈【“叫個富勒烯作IU極的隧道結測點i：IV譜。結果發(fā)現(xiàn)在正偏壓處出現(xiàn)負微分電阻效應。這是由富勒烯分。f在贊米i每附近具有二怍常分立的能級結構而導致的，理論模擬也證實了這’點?！骸綢于c。。分f比C59N分子具有更窄的能級結構，因此c∞分子導致的NDR效應，峰谷比比C59N分子更大。這種結構的優(yōu)越之處在于隧道結的兩i三極都通過吸附富勒烯分子而貝有預知的幾何乘J電子結構。這樣我們就能實現(xiàn)穩(wěn)定、重復羽l可定量估