窄能隙分子及其相關(guān)材料電子結(jié)構(gòu)的理論研究.pdf

1、硅基電子學(xué)已發(fā)展至極限,未來(lái)的集成電路將由獨(dú)立的分子及其有限聚集體構(gòu)成。因此,分子器件及分子電子學(xué)引起人們極大的興趣。本論文主要對(duì)可用于分子電子學(xué)的窄能隙分子——M(ETTF)2(M-金屬,ETTF-四硫富瓦烯衍生物)進(jìn)行系統(tǒng)的理論研究,發(fā)現(xiàn):
　　 1.發(fā)現(xiàn)第10族M(ETTF)2(Ni、Pd和Pt)的分子基態(tài)是平面結(jié)構(gòu)的單態(tài)雙自由基態(tài),中心金屬呈+2價(jià),兩個(gè)負(fù)一價(jià)配體上的自由基呈反鐵磁耦合;第12族M(ETTF)2(Zn、C

2、d和Hg)的分子基態(tài)是四面體結(jié)構(gòu)的三重態(tài),中心金屬呈+2價(jià),兩個(gè)負(fù)一價(jià)配體上的自由基呈鐵磁耦合;第ll族M(ETTF)2(Cu、Ag和Au)的中心金屬的表現(xiàn)出豐富的價(jià)態(tài):分別采取Cu2+(ETTF)2、Ag+(ETTF)2和Au3+(ETTF)2價(jià)態(tài)結(jié)構(gòu)。我們的發(fā)現(xiàn)厘清了前人對(duì)此體系的分子電子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不清的問(wèn)題,為后人的研究奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 2.在對(duì)M(ETTF)2分子電子結(jié)構(gòu)的研究中,我們注意到Au(FTTF)2二重態(tài)和

3、四重態(tài)的中心金屬分別具有不同的價(jià)態(tài),且該兩個(gè)電子態(tài)的能差很小。通過(guò)計(jì)算二重態(tài)和四重態(tài)在不同溫度下的自由能,我們的理論計(jì)算預(yù)測(cè)Au(ETTF)2可以在400-800℃之間通過(guò)熱激發(fā)而發(fā)生價(jià)態(tài)互變異構(gòu),且對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度會(huì)隨ETTF的電負(fù)性增加而降低。
　　 3.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),含有不同取代基團(tuán)的Ni(ETTF)2導(dǎo)電性差異很大。如在室溫下,Ni(tmdt),2是導(dǎo)體,其電導(dǎo)率是400S/cm2;而Ni(hfdt)2是半導(dǎo)體,電導(dǎo)率只有10