分子器件電子結(jié)構(gòu)及輸運(yùn)性質(zhì)的研究.pdf

1、這份研究報告，大體可分為兩個部分。第一部分研究有機(jī)分子電子器件的輸運(yùn)性質(zhì)，主要探討分子．電極界面問題中的非對稱連接效應(yīng)及分子構(gòu)型問題中的邊基整流效應(yīng)。我們用空間對稱的PDT分子不對稱地耦合到兩個電極形成不對稱分子器件，利用第一原理方法對其I(G)-V特性進(jìn)行了計算，結(jié)果表明I(G)-V特性有明顯的不對稱性，并強(qiáng)地依賴于右接頭處拉開的分子-電極間距△L。在不同方向偏壓下的器件充電或電子虧缺效應(yīng)推動HOMO移動以及兩個界面上的不同勢響應(yīng)是非

2、對稱I(G)-v特性的內(nèi)在根本原因。這一研究結(jié)果表明界面性質(zhì)對器件的電子輸運(yùn)扮演重要的角色。 我們也利用第一原理對空間非對稱的NPNT分子及DNPNT分子分別對稱地耦合到兩個電極所構(gòu)成的分子器件的I-V特性進(jìn)行了計算。結(jié)果表明，空間非對稱分子(接NO2基團(tuán)所致)有明顯的整流效果，且隨空間不對稱性增加而增強(qiáng)。這是因?yàn)檫吇鶎舱褴壍烙忻黠@的貢獻(xiàn)，邊基越多，貢獻(xiàn)越大，加正、反偏壓時引起充電效果不同而導(dǎo)致分子態(tài)被修飾，即充電能使HOMO

3、移動是促成整流效果的內(nèi)在原因。這一研究結(jié)論表明邊基對分子器件的整流流效果有很好調(diào)節(jié)作用。 第二部分研究碳納米環(huán)電子結(jié)構(gòu)及持續(xù)電流的變形及手性效應(yīng)?；赥B模型，我們導(dǎo)出了作為手性和變形函數(shù)且計入磁場作用的碳納米環(huán)的石-電子能量狀態(tài)的最一般表達(dá)式，結(jié)果表明：變形影響環(huán)的電子能量狀態(tài)不是通過電子的相因子，而是僅僅通過轉(zhuǎn)移積分來引入。對各種金屬環(huán)，其能隙隨變形參數(shù)(ε<,L>，ε<,J>，tanα)的變化呈現(xiàn)相似的變化特征，且強(qiáng)地依賴

4、于變形參數(shù)的大小，弱地依賴于手性，獨(dú)立于環(huán)的半徑R及環(huán)口半徑r。而對于各種半導(dǎo)體環(huán)，其能隙隨形變參數(shù)(ε<,L>，ε<,J>，tanα)及幾何參數(shù)(R，r，θ)的變化沒有明確的規(guī)律，但是如果形變參數(shù)取某些特殊的值，那么能隙將變窄，使半導(dǎo)體型變?yōu)闇?zhǔn)金屬型。在tan-α和氣=勺的特殊情況下，電子結(jié)構(gòu)非常不敏感于形變。對于無變形金屬型和半導(dǎo)體型碳納米環(huán)，環(huán)中持續(xù)電流隨磁通量的變化呈現(xiàn)特別的躍變結(jié)構(gòu)，它們強(qiáng)地依賴于手性且隨手性角θ接近±15<'