有機分子器件Ⅰ-Ⅴ特性的研究.pdf

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

2、，也對上述分子構成的器件進行了模擬。但是，對絕大多數(shù)的有機分子器件，由于輸運電流比較小，尚不能達到應用水平，因此，尋找一類能夠很好地輸運電子的有機分子器件已經(jīng)成為人們關注的熱點。本文采用密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)相結合的量子化學程序包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)結構組成的分子器件的Ⅰ-Ⅴ特性，計算結果表明：這是一種導電特性優(yōu)越、易于實

3、驗控制的新型理想接觸構型，該系列分子器件均是由最低未占據(jù)軌道輸運電子，同時具有相似的Ⅰ-Ⅴ特性，中間苯環(huán)結構對該系列分子器件的Ⅰ-Ⅴ關系變化趨勢影響很小；再者，隨著分子鏈長的增加，分子器件的導電性能變?nèi)酢?對低聚噻吩，我們以Au(100)面來模擬金屬電極，研究了單噻吩，三噻吩和五噻吩構成的分子器件的Ⅰ-Ⅴ特性，發(fā)現(xiàn)：該系列分子器件的導電通道由最高占據(jù)軌道提供；隨著鏈的長度的增加，所獲得的輸運電流減??；同時我們還發(fā)現(xiàn)了負微分電阻效