近年來(lái),碳納米管結(jié)構(gòu)受到了廣泛的關(guān)注和研究。迄今為止,人們研究了碳納米管各種各樣的結(jié)構(gòu)及其電子性質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)上,一種碳基納米環(huán)結(jié)構(gòu)（[n]cycloparaphenylenes）（[n]CPPs）被成功地制備出來(lái)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看,碳基納米環(huán)與碳納米管有著類似的結(jié)構(gòu)。這些新結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),引發(fā)學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,給碳納米器件帶來(lái)更加廣闊的應(yīng)用前景�；诖�,本文根據(jù)第一性原理,采用密度泛函理論與非平衡格林函數(shù)相結(jié)合的方法,研究了碳基納米環(huán)的電子輸運(yùn)性質(zhì)及其物理機(jī)制。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,以[6]CPP為例,研究了不同的碳鏈電極接觸幾何構(gòu)型對(duì)于其電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響,并且發(fā)現(xiàn)了負(fù)微分電阻效應(yīng)。另外,對(duì)連接金電極的不同尺寸的碳基納米環(huán)的電子輸運(yùn)性質(zhì)的研究都發(fā)現(xiàn)了負(fù)微分電阻現(xiàn)象。因而,負(fù)微分電阻效應(yīng)是碳基納米環(huán)的固有特性。其次,對(duì)[6]CPP結(jié)構(gòu)摻雜了過(guò)渡金屬原子Fe、Co、Ni后,進(jìn)一步討論了它的自旋輸運(yùn)性質(zhì)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),Fe和Co摻雜系統(tǒng)具有高度的自旋極化輸運(yùn)特性,但是Ni摻雜的系統(tǒng)體現(xiàn)出的是非自旋極化的輸運(yùn)特性。最后,還研究了在柵極電壓作用下的碳基納米環(huán)結(jié)構(gòu)的電子輸運(yùn)性質(zhì)。研究結(jié)構(gòu)表明,柵極... 

【文章來(lái)源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

新合成物納米環(huán)（cycloparaphenylene）

士研究生學(xué)位論文 第烯有者類似的結(jié)構(gòu)，所以就以此為對(duì)象對(duì)其進(jìn)行研究。在科學(xué)家們的araphenylenes ([n]CPPs)也被合成出來(lái)了，并且由于其具有獨(dú)特的幾s 在科學(xué)界已經(jīng)引起了巨大的關(guān)注。從它的結(jié)構(gòu)特征上來(lái)看，[n]CPP的彎曲的苯環(huán)組成的碳基納米環(huán)。例如，[6]CPP 是由 6 個(gè)苯環(huán)組成的 Kaya-hara 等人[20]合成出來(lái)的。令人感到驚奇的是，他們是通過(guò)不同的子的結(jié)構(gòu)特征可知，[5]CPP 是最小的合成的碳基納米環(huán)結(jié)構(gòu)，[6]CP的碳基納米環(huán)結(jié)構(gòu)。

從分子的結(jié)構(gòu)特征可知，[5]CPP 是最小的合成的碳基納米環(huán)結(jié)構(gòu)，[6]CPP 是被人們的第二小的碳基納米環(huán)結(jié)構(gòu)。圖 1.2 摻雜氮元素的[8]cycloparaphenylenes 分子圖 1.3 展示了幾種不同尺寸大小的碳基納米環(huán)結(jié)構(gòu)，從(a)到(d)依次是五元環(huán)、六元環(huán)、環(huán)和十元環(huán)。眾所周知，與苯環(huán)分子建立的分子系統(tǒng)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)有許多奇妙的電子輸運(yùn)，并且可用來(lái)設(shè)計(jì)成各種設(shè)備，如邏輯門、數(shù)據(jù)輸運(yùn)器和隧道定向旋轉(zhuǎn)器[21]等電子器件一種類似的結(jié)構(gòu)，碳基納米環(huán)在未來(lái)納米器件中可能有很大的應(yīng)用前景。鑒于此，本文基本的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)著手，重點(diǎn)研究其電子輸運(yùn)特性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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