有機(jī)分子器件Ⅰ-Ⅴ特性的研究.pdf

1、近年來，分子電子學(xué)、分子器件的研究在實(shí)驗(yàn)上和理論上都取得了很大的發(fā)展。同傳統(tǒng)的固體電子學(xué)相比，有機(jī)分子材料制作分子器件具有眾多的優(yōu)勢(shì)，比如成本低，可大面積制作等，故而分子器件在開關(guān)整流器、光電器件等諸多領(lǐng)域開始發(fā)揮重要作用。 有機(jī)材料具有豐富的種類和功能多樣性，目前，實(shí)驗(yàn)上已經(jīng)測(cè)得苯環(huán)，噻吩等具有π軌道的有機(jī)物可作為分子導(dǎo)線傳導(dǎo)電流，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)上也表明，有機(jī)分子器件可實(shí)現(xiàn)多種與傳統(tǒng)電子學(xué)器件類似的功能，如負(fù)微分電阻效應(yīng)等。理論上

2、，也對(duì)上述分子構(gòu)成的器件進(jìn)行了模擬。但是，對(duì)絕大多數(shù)的有機(jī)分子器件，由于輸運(yùn)電流比較小，尚不能達(dá)到應(yīng)用水平，因此，尋找一類能夠很好地輸運(yùn)電子的有機(jī)分子器件已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。本文采用密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)相結(jié)合的量子化學(xué)程序包Sméagol的方法主要研究了以金的(100)面來模擬金屬電極，由4，4BPD分子及其中間夾有不同數(shù)目的苯環(huán)或者兩端分子間并有苯環(huán)結(jié)構(gòu)組成的分子器件的Ⅰ-Ⅴ特性，計(jì)算結(jié)果表明：這是一種導(dǎo)電特性優(yōu)越、易于實(shí)

3、驗(yàn)控制的新型理想接觸構(gòu)型，該系列分子器件均是由最低未占據(jù)軌道輸運(yùn)電子，同時(shí)具有相似的Ⅰ-Ⅴ特性，中間苯環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)該系列分子器件的Ⅰ-Ⅴ關(guān)系變化趨勢(shì)影響很小；再者，隨著分子鏈長(zhǎng)的增加，分子器件的導(dǎo)電性能變?nèi)酢?對(duì)低聚噻吩，我們以Au(100)面來模擬金屬電極，研究了單噻吩，三噻吩和五噻吩構(gòu)成的分子器件的Ⅰ-Ⅴ特性，發(fā)現(xiàn)：該系列分子器件的導(dǎo)電通道由最高占據(jù)軌道提供；隨著鏈的長(zhǎng)度的增加，所獲得的輸運(yùn)電流減小；同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn)了負(fù)微分電阻效