有機(jī)分子器件的電荷與自旋輸運(yùn)理論研究.pdf

1、隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體電子器件的尺寸逐步縮小,集成度的提高帶來量子效應(yīng)顯著等問題，分子器件已經(jīng)成為電子器件未來發(fā)展的一種解決方案。有機(jī)分子的獨(dú)特性質(zhì)使其成為分子電子學(xué)的重要候選材料。同時，石墨烯的一維結(jié)構(gòu)石墨烯納米帶的出現(xiàn)，使其成為分子電子學(xué)中電極的重要材料。目前很多實(shí)驗(yàn)和理論上的研究都是將石墨烯進(jìn)行剪裁和摻雜,將它改變成特殊的幾何結(jié)構(gòu),從而研究它的電子傳輸特性。本文先通過研究金屬電極連接有機(jī)苯分子電子器件過渡到剪裁石墨烯納米

2、帶構(gòu)成不同的幾何形狀的納米器件,利用第一性原理模擬計算兩種分子器件的電子結(jié)構(gòu)以及電子輸運(yùn)性質(zhì)。
　　金屬電極連接有機(jī)苯分子的電子器件我們選擇金、鉑等導(dǎo)電特性較好的金屬作為電極,分析不同電極材料對電子結(jié)構(gòu)和電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同電極材料以及不同有機(jī)分子器件的連接結(jié)構(gòu)的改變對分子器件有不同的影響。金電極連接有機(jī)苯分子時費(fèi)米面處對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)唯一，從而電子輸運(yùn)的通道唯一，所以有機(jī)分子連接方式的不同對分子電子器件的透射率影響較大

3、。金屬鉑連接有機(jī)苯分子時費(fèi)米面處對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)有四個，也就是說電子輸運(yùn)的通道有四個，那么有機(jī)分子的連接方式不同時，對分子電子器件的電子輸運(yùn)影響不大。
　　對扶手型和鋸齒型石墨烯納米帶作為電極連接碳鏈的分子電子器件，主要研究兩種器件在改變分子結(jié)構(gòu)時對電子結(jié)構(gòu)和電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響。扶手型石墨烯納米帶構(gòu)成的電子器件明顯表現(xiàn)出的是半導(dǎo)體特性，不管分子電子器件結(jié)構(gòu)如何，扶手型石墨納米帶的能帶結(jié)構(gòu)都存在帶隙。但是，鋸齒型石墨烯納米帶構(gòu)成的電子器