功能化有機小分子器件中的電荷傳輸機理研究.pdf

1、近年來，伴隨著微觀組裝技術和微觀操控技術的迅速發(fā)展，人們可以在納米尺度操控單個分子并將其制造成具有特定功能的分子器件。大多數(shù)科學家認為，這些分子器件將是接近尺度極限的傳統(tǒng)電子器件的最適合的替代者。因此，不論在實驗，還是理論上都吸引了極大的關注。本文采用基于密度泛函理論的第一性原理計算方法，對由“電極-分子-電極”組成的體系的電子輸運性質進行了理論模擬計算，并分析其內部機理。我們的研究針對有機小分子構成的功能分子器件中的一些重要的物理問題

2、來展開，系統(tǒng)地討論了影響分子器件電子輸運性質的一些熱點問題，比如分子與電極間的相互作用、官能團對分子器件的影響等。得到了一些與實驗數(shù)據(jù)相一致的理論預測結果，并對研究分子器件的導電機理和設計功能分子器件提供了一定的理論幫助。
　　本文首先概括地介紹了分子器件的一些基本概念和電子輸運性質的研究進展，然后對第一性原理計算和格林函數(shù)方法進行了簡要介紹，并提出了分子器件電子輸運性質的第一性原理研究方案。
　　利用非平衡格林函數(shù)和第一性

3、原理計算，我們首先研究了四苯分子通過非對稱連接在兩個金電極之間組成的雙分子器件的電子輸運行為。計算結果表明，分子與電極間的相互作用對體系的導電性質具有重要影響。通過改變四苯分子與電極的距離以及連接方式，即改變分子與電極間的耦合強度，我們發(fā)現(xiàn)分子器件的電子輸運性質隨分子與電極間的耦合強弱變化，而發(fā)生了相應的改變。
　　我們還研究了官能團取代對有機共軛分子乙酯基分子器件電子輸運性質的影響。計算結果表明，當氨基取代乙酯基分子的氫原子后，