金屬吸附苯乙烯分子電子輸運(yùn)的理論研究.pdf

1、近年來分子電子學(xué)已經(jīng)引起了人們相當(dāng)大的興趣。納米電子設(shè)備成為現(xiàn)代應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的重要領(lǐng)域。隨著分子電子學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)的不斷發(fā)展，許多有趣的現(xiàn)象也相繼被發(fā)現(xiàn)。通過分析這些現(xiàn)象，例如分子整流效應(yīng)、負(fù)微分電阻(NDR)效應(yīng)和分子開關(guān)效應(yīng)等，顯示了納米尺度下分子的特有性質(zhì)。多功能分子器件可以有效的提高分子電路的集成度并且在分子元器件中有很高的應(yīng)用價(jià)值，如高速開關(guān)、高頻震蕩器、放大器和邏輯器等。多功能分子器件需要同時(shí)展現(xiàn)出負(fù)微分電阻現(xiàn)象、整流現(xiàn)象和開

2、關(guān)性能等。盡管許多現(xiàn)象都被發(fā)現(xiàn)(無機(jī)物、有機(jī)物、高聚物、分子、納米復(fù)合材料和生物分子系統(tǒng))，但是它們的起因是多樣的，特別是在聚合物和有機(jī)材料中產(chǎn)生這些現(xiàn)象的起因仍然被爭論。學(xué)者們試圖通過理論計(jì)算的方法來控制和解釋這些現(xiàn)象(常用的方法有分子結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)、改變接觸位置、變換不同錨定、門電壓、吸附小分子、摻入雜質(zhì)原子、加入側(cè)基等)。
　　本文以Para-Phenylene-Vinylene(PPV)分子為例，以非平衡格林函數(shù)和密度泛函理論為

3、基礎(chǔ)研究了金屬吸附對PPV分子電子輸運(yùn)的影響，主要內(nèi)容如下：
　　(1)以非平衡格林函數(shù)和密度泛函理論為基礎(chǔ)研究了單個(gè)金屬原子吸附對PPV分子電子輸運(yùn)性能的影響。研究結(jié)果表明了金屬原子與PPV分子之間存在電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，電荷轉(zhuǎn)移的量與金屬的電負(fù)性有關(guān)，堿金屬原子、堿土金屬原子、過渡金屬原子容易失去電子有利于提高PPV分子的電子傳輸性能。此外，我們還發(fā)現(xiàn)Ca、Sc、V、Fe這些原子吸附在PPV分子上存在明顯的NDR現(xiàn)象，而Au原子吸附

4、在PPV分子上只在負(fù)偏壓下才存在NDR現(xiàn)象。
　　(2)以非平衡格林函數(shù)和密度泛函理論為基礎(chǔ)研究了多個(gè)Li原子、Li團(tuán)簇吸附對PPV分子電子輸運(yùn)性能的影響。研究結(jié)果表明不管是多個(gè)Li原子還是Li團(tuán)簇都與PPV分子發(fā)生了電荷轉(zhuǎn)移，并且它們都失去電子，而多個(gè)Li原子要比Li團(tuán)簇更容易失去電子。單個(gè)Li原子分別吸附在PPV分子上要比Li團(tuán)簇吸附更有利于PPV分子的電子傳輸。
　　(3)以非平衡格林函數(shù)和密度泛函理論為基礎(chǔ)研究了PP