金屬酞菁分子輸運(yùn)及吸附性質(zhì)的第一性原理研究.pdf

1、隨著相關(guān)理論和數(shù)值算法的飛速發(fā)展，基于密度泛函理論的第一性原理方法已廣泛應(yīng)用于凝聚態(tài)物理、量子化學(xué)、表面科學(xué)、分子電子學(xué)和計(jì)算材料科學(xué)等。它不僅用來(lái)解釋相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，給出微觀物理圖像，還可以進(jìn)行理論預(yù)測(cè)。本碩士論文由如下三章組成。
　　 第一章簡(jiǎn)要介紹了單分子表面吸附的概況、MPc分子的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展、以及本文所采用理論與計(jì)算軟件。在具體計(jì)算過(guò)程中，我們采用第一性原理方法優(yōu)化構(gòu)型，研究體系的電子結(jié)構(gòu)和磁性。而輸運(yùn)性質(zhì)的計(jì)算我們采

2、用的是非平衡格林函數(shù)方法與第一性原理計(jì)算。
　　 第二章我們用非平衡格林函數(shù)與密度泛函理論相結(jié)合的方法研究了MPc(M=Mn，Ni，F(xiàn)e)的輸運(yùn)特性。首先構(gòu)建并優(yōu)化了分子結(jié)-MPc分子位于半無(wú)限的石墨烯納米條帶之間，然后計(jì)算和分析了體系的輸運(yùn)函數(shù)。計(jì)算結(jié)果顯示通過(guò)改變分子中心的金屬原子來(lái)有效調(diào)制MPc分子的輸運(yùn)性質(zhì)，且FePc和MnPc分子可以用來(lái)構(gòu)建性能優(yōu)異的自旋過(guò)濾器件。
　　 第三章我們采用第一性原理計(jì)算研究了錫酞

3、菁SnPc分子在Ag(111)表面的吸附特性。SnPc分子在Ag(111)表面有Sn-up和Sn-down兩個(gè)穩(wěn)定吸附構(gòu)型。兩種優(yōu)化的吸附構(gòu)型與實(shí)驗(yàn)測(cè)定構(gòu)型非常吻合，且SnPc分子能量上更偏向以Sndown形式吸附在Ag(111)表面。理論模擬的掃描隧道顯微鏡(STM)圖像給出了實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果的主要特征：SnPc均為四葉狀，而分子中心Sn原子在Sn-up分子中為亮斑，在Sn-down分子為一個(gè)空洞。隨后我們計(jì)算了Sn原子由Sn-up轉(zhuǎn)化到