基與ZMP分子器件整流效應(yīng)的第一性原理研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的進步，人們對于工具的使用要求越來越高，也越來越精細。特別是對于計算機的要求，經(jīng)歷了幾代的變革更新。但是，對于傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料已經(jīng)不能滿足人們對于器件更精細，集成度更高，更節(jié)能方面的要求。因此，基于納米尺度的分子器件應(yīng)運而生。本文采用非平衡格林函數(shù)結(jié)合密度泛函理論的第一性原理方法系統(tǒng)的研究了基于新型zinc methyl phenalenyl(ZMP)分子器件的電子輸運性質(zhì)。我們重點研究了基于ZMP分子在磁性體系與非磁性

2、體系的自旋過濾和整流效應(yīng)，并通過外磁場調(diào)控，邊界修飾等方式調(diào)控整流方向和大小。主要內(nèi)容如下:
　　研究了ZMP分子接在四個寬度的磁性鋸齒形石墨烯納米帶電極上組成三明治結(jié)構(gòu)的電子輸運性質(zhì)。由于鋸齒形石墨烯納米帶具有鐵磁態(tài)和反鐵磁態(tài)以及非磁性三種磁性特點，同時，鋸齒形石墨烯納米帶的自旋方向可以通過外磁場來調(diào)控。我們在這些磁性體系中觀察到了明顯的自旋過濾和整流效應(yīng)，而且自旋過濾方向及大小可以通過外磁場來調(diào)控。而產(chǎn)生這種完美自旋過濾效應(yīng)的

3、主要原因是與鋸齒形石墨烯納米帶中的π和π*子帶所固有的輸運選擇有關(guān)。
　　研究了ZMP分子置于非磁性體系中的輸運特性。鑒于扶手椅型石墨烯納米的特性與優(yōu)點，我們將扶手椅型石墨烯納米帶作為電極組成非磁性體系。通過對ZMP分子邊界碳原子的不同修飾，出現(xiàn)了明顯的整流效應(yīng)，并且整流方向可調(diào)控。進一步分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于用不同原子取代后，改變了原有體系電子密度的分布，造成了在正負偏壓下不同模塊對電子輸運的貢獻有差異。