不同錨定基團(tuán)的非金單分子結(jié)電導(dǎo)研究.pdf

1、分子電子學(xué)因提出在分子水平上取代傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體晶體管等固體電子學(xué)元件而備受人們關(guān)注，其研究的的重要基礎(chǔ)內(nèi)容之一即為電子在單分子結(jié)中的量子傳輸特性。單分子結(jié)由于具有負(fù)微分電阻、場效應(yīng)晶體管、整流、存儲以及開關(guān)等功能，促進(jìn)了納電子器件和分子器件的實(shí)現(xiàn)。而單分子結(jié)電導(dǎo)受諸多因素的影響，如分子自身的結(jié)構(gòu)特征、金屬電極的種類、分子結(jié)所處的周圍環(huán)境以及分子與錨定基團(tuán)和電極之間的接觸構(gòu)型等。傳統(tǒng)的掃描隧道顯微鏡裂結(jié)法(STM-BJ)法作為構(gòu)建單分子結(jié)

2、并測其電導(dǎo)的有力方法之一，也有其局限性，一般適合使用具有電化學(xué)惰性的Pt，Au等作為電極。因此本文運(yùn)用了更具普適性的基于jump-to-contact的電化學(xué)STM-BJ法，系統(tǒng)研究了非金電極Cu、Ag對吡啶類單分子結(jié)的電導(dǎo)，并將這一方法擴(kuò)展到其它錨定基團(tuán)的單分子結(jié)電導(dǎo)的研究中。具體研究的內(nèi)容如下:
　　1、利用STM-BJ和ECSTM-B法現(xiàn)場構(gòu)筑了Au-吡啶類分子-Au、Cu-吡啶類分子-Cu、Ag-吡啶類分子-Ag單分子結(jié)并

3、測量了其電導(dǎo)。結(jié)果表明:分別以Au、Cu、Ag為電極在酸性條件下測量的吡啶類單分子結(jié)電導(dǎo)都存在三套電導(dǎo)值，其大小順序?yàn)锳u＞Ag＞Cu，BPY＞BPY-EE＞BPY-EA，這一結(jié)果可能是由于分子與電極之間的耦合程度不同造成的。其次發(fā)現(xiàn)以Au為電極在中性和酸性條件下，這類分子的電導(dǎo)值幾乎一致，表明吡啶類分子在酸性條件下是以去質(zhì)子化的形式與電極鍵和的。
　　2、分別利用STM-BJ和ECSTM-BJ法現(xiàn)場構(gòu)筑了Au-偶氮吡啶-Au和C

4、u-吡嗪-Cu單分子結(jié)電導(dǎo)并測量了其電導(dǎo)。結(jié)果表明這兩個(gè)分子也都存在高、中、低三套電導(dǎo)值，且以Cu為電極的對吡嗪單分子結(jié)電導(dǎo)的初步研究結(jié)果比較復(fù)雜，有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)及理論計(jì)算。
　　3、利用ECSTM-BJ法現(xiàn)場構(gòu)筑Cu、Ag電極對三個(gè)分子對氨基苯腈、對苯二腈、聯(lián)苯二甲腈的單分子結(jié)電導(dǎo)進(jìn)行了研究。三個(gè)分子也表現(xiàn)出多套電導(dǎo)值，以高值為例其電導(dǎo)大小順序?yàn)?對苯二腈＞對氨基苯腈＞聯(lián)苯二甲腈。已有研究組報(bào)道對于Au電極非對稱的錨定基團(tuán)對單