不同錨定基團的非金單分子結電導研究.pdf

1、分子電子學因提出在分子水平上取代傳統硅基半導體晶體管等固體電子學元件而備受人們關注，其研究的的重要基礎內容之一即為電子在單分子結中的量子傳輸特性。單分子結由于具有負微分電阻、場效應晶體管、整流、存儲以及開關等功能，促進了納電子器件和分子器件的實現。而單分子結電導受諸多因素的影響，如分子自身的結構特征、金屬電極的種類、分子結所處的周圍環(huán)境以及分子與錨定基團和電極之間的接觸構型等。傳統的掃描隧道顯微鏡裂結法(STM-BJ)法作為構建單分子結

2、并測其電導的有力方法之一，也有其局限性，一般適合使用具有電化學惰性的Pt，Au等作為電極。因此本文運用了更具普適性的基于jump-to-contact的電化學STM-BJ法，系統研究了非金電極Cu、Ag對吡啶類單分子結的電導，并將這一方法擴展到其它錨定基團的單分子結電導的研究中。具體研究的內容如下:
　　1、利用STM-BJ和ECSTM-B法現場構筑了Au-吡啶類分子-Au、Cu-吡啶類分子-Cu、Ag-吡啶類分子-Ag單分子結并

3、測量了其電導。結果表明:分別以Au、Cu、Ag為電極在酸性條件下測量的吡啶類單分子結電導都存在三套電導值，其大小順序為Au＞Ag＞Cu，BPY＞BPY-EE＞BPY-EA，這一結果可能是由于分子與電極之間的耦合程度不同造成的。其次發(fā)現以Au為電極在中性和酸性條件下，這類分子的電導值幾乎一致，表明吡啶類分子在酸性條件下是以去質子化的形式與電極鍵和的。
　　2、分別利用STM-BJ和ECSTM-BJ法現場構筑了Au-偶氮吡啶-Au和C

4、u-吡嗪-Cu單分子結電導并測量了其電導。結果表明這兩個分子也都存在高、中、低三套電導值，且以Cu為電極的對吡嗪單分子結電導的初步研究結果比較復雜，有待進一步的實驗及理論計算。
　　3、利用ECSTM-BJ法現場構筑Cu、Ag電極對三個分子對氨基苯腈、對苯二腈、聯苯二甲腈的單分子結電導進行了研究。三個分子也表現出多套電導值，以高值為例其電導大小順序為:對苯二腈＞對氨基苯腈＞聯苯二甲腈。已有研究組報道對于Au電極非對稱的錨定基團對單