基與ZMP分子器件整流效應(yīng)的第一性原理研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)于工具的使用要求越來(lái)越高，也越來(lái)越精細(xì)。特別是對(duì)于計(jì)算機(jī)的要求，經(jīng)歷了幾代的變革更新。但是，對(duì)于傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于器件更精細(xì)，集成度更高，更節(jié)能方面的要求。因此，基于納米尺度的分子器件應(yīng)運(yùn)而生。本文采用非平衡格林函數(shù)結(jié)合密度泛函理論的第一性原理方法系統(tǒng)的研究了基于新型zinc methyl phenalenyl(ZMP)分子器件的電子輸運(yùn)性質(zhì)。我們重點(diǎn)研究了基于ZMP分子在磁性體系與非磁性

2、體系的自旋過(guò)濾和整流效應(yīng)，并通過(guò)外磁場(chǎng)調(diào)控，邊界修飾等方式調(diào)控整流方向和大小。主要內(nèi)容如下:
　　研究了ZMP分子接在四個(gè)寬度的磁性鋸齒形石墨烯納米帶電極上組成三明治結(jié)構(gòu)的電子輸運(yùn)性質(zhì)。由于鋸齒形石墨烯納米帶具有鐵磁態(tài)和反鐵磁態(tài)以及非磁性三種磁性特點(diǎn)，同時(shí)，鋸齒形石墨烯納米帶的自旋方向可以通過(guò)外磁場(chǎng)來(lái)調(diào)控。我們?cè)谶@些磁性體系中觀察到了明顯的自旋過(guò)濾和整流效應(yīng)，而且自旋過(guò)濾方向及大小可以通過(guò)外磁場(chǎng)來(lái)調(diào)控。而產(chǎn)生這種完美自旋過(guò)濾效應(yīng)的

3、主要原因是與鋸齒形石墨烯納米帶中的π和π*子帶所固有的輸運(yùn)選擇有關(guān)。
　　研究了ZMP分子置于非磁性體系中的輸運(yùn)特性。鑒于扶手椅型石墨烯納米的特性與優(yōu)點(diǎn)，我們將扶手椅型石墨烯納米帶作為電極組成非磁性體系。通過(guò)對(duì)ZMP分子邊界碳原子的不同修飾，出現(xiàn)了明顯的整流效應(yīng)，并且整流方向可調(diào)控。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是由于用不同原子取代后，改變了原有體系電子密度的分布，造成了在正負(fù)偏壓下不同模塊對(duì)電子輸運(yùn)的貢獻(xiàn)有差異。