21809.環(huán)狀硅烷的合成及單分子電性能測試

1、學(xué)校代碼：10270分類號：O62學(xué)號：122200791碩士學(xué)位論文環(huán)狀硅烷的合成及單分子環(huán)狀硅烷的合成及單分子電性能測試電性能測試學(xué)院：生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)：有機(jī)化學(xué)研究方向：有機(jī)光電材料研究生姓名：上官之春指導(dǎo)教師：肖勝雄教授完成日期：2015年4月上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要I論文題目：環(huán)狀硅烷的合成及單分子電性能測試學(xué)科專業(yè)：有機(jī)化學(xué)學(xué)位申請人：上官之春指導(dǎo)教師：肖勝雄教授摘要摘要單晶硅在半導(dǎo)體材料中占據(jù)著重要的地位，其化學(xué)

2、結(jié)構(gòu)是由SiSiσ單鍵相互連接而形成的正八面體結(jié)構(gòu)。金剛烷與單晶硅具有相同的空間結(jié)構(gòu)，但兩種材料的物理、化學(xué)、電學(xué)性能卻有本質(zhì)上的差異。分子形態(tài)是宏觀單晶硅半導(dǎo)體材料的主要組成部分。由摩爾定律可知，半導(dǎo)體器件尺寸會(huì)越來越小，硅電子器件也有同樣的趨勢。當(dāng)硅電子器件尺寸從宏觀狀態(tài)變成小分子尺度——單個(gè)有機(jī)硅分子，宏觀下的電學(xué)規(guī)律將不再適用。因此研究納米尺度下有機(jī)硅分子的電子行為具有非常重要的科學(xué)意義。目前已知，分子構(gòu)象和分子張力是影響單分子

3、電導(dǎo)的重要因素，我們期望通過對這兩個(gè)因素的可控調(diào)節(jié)，來研究它們對有機(jī)硅分子電導(dǎo)性能的影響。本論文的主要研究內(nèi)容是環(huán)硅烷結(jié)構(gòu)的電子傳遞特性。目前已報(bào)道的環(huán)硅烷結(jié)構(gòu)有很多，例如：四元環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)硅烷等。相比于已報(bào)道的結(jié)構(gòu)，本論文的一個(gè)突出特點(diǎn)在于，經(jīng)過特定的修飾，可以使環(huán)硅烷連接在單分子器件中，進(jìn)而能測試其電子傳輸特性。掃描隧道顯微鏡斷裂分子結(jié)（STMBJ）測試是一種被廣泛應(yīng)用于研究電子遷移機(jī)理的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方法，該方法將有機(jī)分子連接在針

4、尖與金屬基底之間，并測試單一分子的電子傳遞性能。例如：STMBJ測試不僅可用于研究電子傳遞機(jī)理（隧穿、共振躍遷或連續(xù)躍遷），還可以了解載流子的本質(zhì)（電子或空穴）。STMBJ測試不僅為分子電子學(xué)的發(fā)展提供強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)手段，同時(shí)還可以用于研究有機(jī)硅單分子器件的電子遷移情況。本文合成了一系列功能化的環(huán)硅烷，并將它們連接在STM的金屬針尖與基底之間，測試了該類環(huán)硅烷的單分子的電學(xué)行為。經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：（1）環(huán)戊硅烷：順式構(gòu)