硅表面功能性分子組裝的理論研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代微電子工業(yè)的快速發(fā)展，電子器件的尺寸變的越來越小。當(dāng)硅片中氧化層(SiO<,2>)厚度為幾個(gè)原子層(約0.7nm，)時(shí)，其絕緣性能將失效。因此，利用分子的電學(xué)性質(zhì)制備分子器件已成為分子電子學(xué)的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。 本文應(yīng)用量子化學(xué)方法研究了有機(jī)分子和金屬離子與硅表面的相互作用，為研究有機(jī)功能分子與硅表面的反應(yīng)機(jī)理和金屬離子在硅表面的吸附提供了一定的理論基礎(chǔ)。 文章主要采用密度泛函理論(DFT)系統(tǒng)地研究了以下體系：

2、 1．SiH<,3>自由基與含有不飽和官能團(tuán)的有機(jī)化合物丙烯和乙酸的加成反應(yīng)機(jī)理。比較發(fā)現(xiàn)，SiH3更易通過一個(gè)較低的能壘進(jìn)攻丙烯的端基不飽和C原子，這一結(jié)論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致。 2．應(yīng)用：DFT方法結(jié)合二階微擾方法(MP2)，研究了有機(jī)功能分子硝酮(nitrone)及其異構(gòu)體與Si(100)表面的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，分子可以通過1，3-偶極環(huán)加成，H-遷移和[2+2]等反應(yīng)歷程組裝到Si表面從而改變半導(dǎo)體的電化學(xué)性質(zhì)。