文档介绍：分子器件负微分电阻效应和整流效应的理论研究湖南大学博士学位论文】学校代号:学密级:学位申请人姓名:范志强导师姓名及职称:陈克求教授培养单位:物理与微电子科学学院专业名称:凝聚态物理论文提交日期:年月日论文答辩日期:答辩委员会主席:王玲玲教授号:
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篡稿作者签笔∥汔导师签名:脚喜。永⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤⒉槐C堋湖南大学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书学日期:加年日期:‘其/本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。‘月本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于期。加,日朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉薄獭乡月/,,,.
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摘要近年来,随着微观操控技术和微观组装技术的快速发展,人们可以在纳米尺度操控单个分子并将其制造成具有特定功能的分子器件。这些分子器件被认为是慢慢接近尺度极限的传统电子器件的最合适的替代者。因此在实验和理论两方都吸引了越来越多的关注。本论文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了分子器件输运性质中的几个问题,重点探讨了分子受外压形变、分子与电极连接位置的变化、乡门压、侧基团取代以及非对称电极连接对分子器件输运性质中负微分电阻驼鞯挠跋臁F渲饕D谌萑缦拢研究了单个肿佑虢鹗袈恋缂槌傻姆肿悠骷牡缱邮湓诵灾剩被研究分子受外压发生形变和外加门压对器件电子输运性质的影响。结果表明,当单个肿油ü兜禄Aξ皆诮鹗袈恋缂希涞缌鞑⒉皇前凑沾车呐纺定律随着电压的增大而增大,而是在特定的电压区间随着电压的增大而减小表现出奇特的负微分电阻效应。与此同时,我们还发现当分子受压力时,这种负微分电阻效应可以伴随着分子的径向形变先增大后减小直至消失。此外,我们还发现门压对分子器件电子输运性质的影响也很强烈:通过调控门压可以使分子器件在高导态与低导态之间切换从而实现分子电流开关功能。此外,我们还发现门压也可以调控分子器件的负微分电阻效应使其减弱或消失。研究了侧基团取代对有机共轭分子缱邮湓诵灾实挠跋臁<扑憬峁明,当肿颖话被〈螅肿拥恼季萏斓辣痪钟颉H欢監分子被硝基取代后,分子的非占据态轨道被局域。当氨基或者硝基单独取代分子时,可以增大器件的电子传输能力。但是,当这两个基团同时取代分子时却减弱器件的电子传输能力。更有趣的是,当且仅当肿颖涣礁霭被餐〈螅骷会出现负微分电阻效应。研究了双分子器件的电子输运性质。我们将两个肿悠叫蟹胖糜诮鸬缂之间,重点研究了侧基团的相对取代位置对双分子器件电子输运性质的影响。由于分子层间强烈的相互作用,双肿悠骷墓斓篮褪湓讼凳鹊分子器件要复杂的多。同时,侧基团的取代作用也大不相同。结果表明,在双分子器件中,侧基团对器件输运性质的影响强烈地依赖于取代位置。氨基在同侧取代双肿雍螅骷牡缌饕4笥诎被谝觳嗳〈肿雍蟮牡缌鳌6杂谙趸此担情况恰恰相反。更重要的是,我们发现当且仅当氨基在同侧取代分子后,器件的电流曲线会出现负微分电阻效应。研究了单分子与金电极构成的分子器件的电子输运性质。分了器件负微分电阻效应和整流效应的理论研究Ⅱ
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分子是一个高度对称挠谢杂苫浞肿幼陨碛辛礁霾煌牧游恢每梢与外界电极相连接。计算结果表明,分子自身的连接位置是影响器件输运性质的重要因素。当连接位置为相对于中心原子的两个二近邻原子或者一个二近邻和一个三近邻原子,器件的电流曲线会呈现出强烈的负微分电阻效应。同时,我们还发现当连接位置为相对于中心原子的一个二近邻和一个三近邻原子,器件的电流研究了非对称电极对单个肿悠骷缱邮湓诵灾实挠跋臁S捎诮鸬缂碳纳米管电极在费米能级附近差异很大,。同时,我们还发现器件的电流曲线呈现出整流效应,并可以通过外加门压对整流比进行调控。关键词:第一性原理;非平衡格林函数;分子器件;电子输运;负微分电阻效应;整流效应会呈现出整流效应。博上学位论义