有機分子器件的電荷與自旋輸運理論研究.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。有機分子的獨特性質(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。目前很多實驗和理論上的研究都是將石墨烯進行剪裁和摻雜,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)以及電子輸運性質(zhì)。
　　金屬電極連接有機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)和電子輸運性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同電極材料以及不同有機分子器件的連接結(jié)構(gòu)的改變對分子器件有不同的影響。金電極連接有機苯分子時費米面處對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)唯一，從而電子輸運的通道唯一，所以有機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、。金屬鉑連接有機苯分子時費米面處對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)有四個，也就是說電子輸運的通道有四個，那么有機分子的連接方式不同時，對分子電子器件的電子輸運影響不大。
　　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