掃描隧道顯微鏡在分子自組裝和分子電子學(xué)中的應(yīng)用.pdf

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文掃描隧道顯微鏡在分子自組裝和分子電子學(xué)中的應(yīng)用姓名：曾長淦申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：侯建國2002.6.1維結(jié)構(gòu)。我們也探討了以巰叢卜烷醇的條狀結(jié)構(gòu)為模扳，利川氫鍵作川米牛長、／一維分r線的可能性。尸在第四章巾，我們把目光轉(zhuǎn)移到分子電f學(xué)方mf。我們把分r置j：域勢壘隧道結(jié)中，從而探討幾何結(jié)構(gòu)相似但電子結(jié)構(gòu)不同的富勒烯分于(C60，C59N，和，Gd@c8：)在單電子隧穿的表現(xiàn)。(我們發(fā)現(xiàn)分

2、予能級結(jié)構(gòu)對犖l乜f隧穿仃省Il：常顯著的調(diào)制，導(dǎo)致這三利富勒烯分于往單電‘f隧穿tl哆L仃逍異的農(nóng)]i!也。c60分r山于其具有較人的最高占據(jù)軌道(ItOMO)一最低空軌道(LUMO)能隙‰(約16cV)，在單電子隧道譜中零偏壓附近的能隙寬度人約地既與庫侖允I乜能E。之莉I。Gd@C82與C59N分子在贊米面上都具有一單Il：!子di據(jù)的單簡，f：軌道(SOMO)。但二者SOMO附近的能級結(jié)構(gòu)不一樣，從而導(dǎo)致它們在單I乜‘r隧穿中的表

3、現(xiàn)不同。對于Gd@C82分子，零偏壓處的能隙寬度為E。。而C59N分r非常特殊，在不同的隧道結(jié)情況一F，C59N分予的表現(xiàn)可以從類似C60分f的情況(即能隙寬度大約是E。與Eg’之和，Eg’足SOMO與下I據(jù)能級的能隙)，變化到類似Gd@c82分子的情況(即能隙寬度約為E。)。尸在第五章Ifl，我們利用兩種富勒烯分了(c60和C5，N)研究了叢二j：壩寓勒烯分子的負(fù)微分電阻(NDR)效應(yīng)。滇巾一個富勒烯分f吸附存t底上，1ni弱個通過分

4、予操縱吸附到STM釗’尖J二。刈【“叫個富勒烯作IU極的隧道結(jié)測點i：IV譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在正偏壓處出現(xiàn)負(fù)微分電阻效應(yīng)。這是由富勒烯分。f在贊米i每附近具有二怍常分立的能級結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的，理論模擬也證實了這’點。『【I于c。。分f比C59N分子具有更窄的能級結(jié)構(gòu)，因此c∞分子導(dǎo)致的NDR效應(yīng)，峰谷比比C59N分子更大。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)越之處在于隧道結(jié)的兩i三極都通過吸附富勒烯分子而貝有預(yù)知的幾何乘J電子結(jié)構(gòu)。這樣我們就能實現(xiàn)穩(wěn)定、重復(fù)羽l可定量估