学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

有机分子器件I-V特性的研究

作　者: 赵宝义
导　师: 安忠
学　校: 河北师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 分子器件非平衡格林函数密度泛函理论 Au-N接触
分类号: O561
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 27次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,分子电子学、分子器件的研究在实验上和理论上都取得了很大的发展。同传统的固体电子学相比,有机分子材料制作分子器件具有众多的优势,比如成本低,可大面积制作等,故而分子器件在开关整流器、光电器件等诸多领域开始发挥重要作用。有机材料具有丰富的种类和功能多样性,目前,实验上已经测得苯环,噻吩等具有π轨道的有机物可作为分子导线传导电流,同时,实验上也表明,有机分子器件可实现多种与传统电子学器件类似的功能,如负微分电阻效应等。理论上,也对上述分子构成的器件进行了模拟。但是,对绝大多数的有机分子器件,由于输运电流比较小,尚不能达到应用水平,因此,寻找一类能够很好地输运电子的有机分子器件已经成为人们关注的热点。本文采用密度泛函理论和非平衡格林函数相结合的量子化学程序包Smeagol的方法主要研究了以金的(100)面来模拟金属电极,由4,4BPD分子及其中间夹有不同数目的苯环或者两端分子间并有苯环结构组成的分子器件的I-V特性,计算结果表明：这是一种导电特性优越、易于实验控制的新型理想接触构型,该系列分子器件均是由最低未占据轨道输运电子,同时具有相似的I-V特性,中间苯环结构对该系列分子器件的I-V关系变化趋势影响很小；再者,随着分子链长的增加,分子器件的导电性能变弱。对低聚噻吩,我们以Au(100)面来模拟金属电极,研究了单噻吩,三噻吩和五噻吩构成的分子器件的I-V特性,发现：该系列分子器件的导电通道由最高占据轨道提供；随着链的长度的增加,所获得的输运电流减小；同时我们还发现了负微分电阻效应。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 分子电子学与分子器件的研究与发展  8-10
  1.2 本论文内容概述  10-11
2 理论方法介绍  11-26
  2.1 密度泛函理论  11-16
    2.1.1 Born-Oppenheimer近似  11-12
    2.1.2 Hohenberg-Kohn定理  12-13
    2.1.3 Kohn-Sham方法  13-16
  2.2 LANDAUER图像  16-17
  2.3 非平衡格林函数  17-20
  2.4 DFT与NEGF结合自洽迭代  20-21
  2.5 软件简介  21-26
    2.5.1 Dmol  21
    2.5.2 Smeagol  21-26
3 Au-N接触分子器件输运特性的研究  26-40
  3.1 基于金-氮接触的分子器件概述  26-27
  3.2 研究对象与计算方法  27-28
  3.3 计算结果与讨论  28-39
    3.3.1 Au-4,4BPD-Au的输运特性研究  28-30
    3.3.2 Au-Pyridine(benzene)_nPyridine-Au输运特性研究  30-35
    3.3.3 Au-C_(12)N_2H_8-Au输运特性的研究  35-37
    3.3.4 Au-C_(14)N_2H_8-Au输运特性的研究  37-39
  3.4 小结  39-40
4 Au-(thiophene)_n-Au输运性质的研究  40-47
  4.1 研究对象和计算方法  40-41
  4.2 计算结果与讨论  41-46
  4.3 小结  46-47
5 结论  47-48
参考文献  48-53
致谢  53

有机分子器件I-V特性的研究

内容摘要

全文目录

相似论文