發(fā)布時(shí)間：2021-02-15 22:49

　　近年來,分子器件的研究已發(fā)展成為科技界極具競爭力的新興研究領(lǐng)域之一,較傳統(tǒng)行業(yè)的電子技術(shù)相比較,它具有更快,更小,更冷的優(yōu)勢,將有望替代傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體器件。分子整流器作為分子器件主要元件之一,在理論和實(shí)驗(yàn)上被廣泛研究,并取得了一定成果。目前,有機(jī)分子材料在構(gòu)建分子整流器上具有很大的進(jìn)展,但其整流效果整體上并不理想。因此需要從理論上模擬構(gòu)建一些具有潛在整流性能結(jié)構(gòu)的新型分子器件。本文采用密度泛函理論與非平衡格林函數(shù)相結(jié)合的第一性原理的方法,探究了過渡金屬調(diào)控的新型有機(jī)單分子整流器,研究分析了其整流特性和電子輸運(yùn)性能,并獲得了具有一定整流效果的整流器。論文介紹了分子電子學(xué)的研究背景、分子器件的研究進(jìn)展、分子整流器的發(fā)展進(jìn)程、整流器類型和機(jī)理;設(shè)計(jì)探究了三種不同過渡金屬調(diào)控的有機(jī)分子整流體系:（ⅰ）具有線性結(jié)構(gòu)的不同過渡金屬摻雜的異氰基化合物HS-C6H4-N=C-M-C6H4-SH（M=Au、Cu、Ag、Pd、Ni、Zn）與金電極構(gòu)成的分子體系;（ⅱ）不同過渡金屬摻雜的烷基鏈為-C9H18的M-卟啉分子體系,即Au/S-C9MP-S/Au（M=Cu、Cr、Fe、Co、Ni、Mn）;（ⅲ）鋅... 

【文章來源】：福建師范大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）分子結(jié)構(gòu)式；（ｂ）?Ａｕ／ＳＣ６Ｈ４－ＮｅＣ－Ｍ－Ｃ６Ｈ４Ｓ／Ａｕ分子結(jié)的器件結(jié)構(gòu)圖，??Ｍ＾Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、ｌ〉ｄ、Ｎｉ、Ｚｎ，丨、線衣小散射??Ｆｉｇｕｒｅ．?１．１?（ａ）?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｂ）?Ａｎ?／ＳＣ６Ｈ４?－Ｎ?Ｃ－Ｍ－ＣｏＨａＳ?／Ａｕ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｄｅｖｉｃｅｓ，?ｔｈｅ?Ｍ?ｆｏｒ??

Ｆｉｇｕｒｅ．?１．２?Ｈｉｅ?Ｉ－Ｖ?ｃｕｒｖｅ?ａｎｄ?ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ?ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｒａｔｉｏｓ?（ｉｎｓｅｔｓ）?ｏｆ?Ｍｏｄｅｌｓ?Ｍ－Ｍ５?ｉｎ?ｔｈｅ?ｂｉａｓ??［－２Ｖ，?＋２Ｖ］??１６??

２．３結(jié)果和討論??２．３．１電流電壓特征與整流特性??圖２．２是Ｃ９ＭＰ（Ｍ為Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ）系列分子結(jié)在施加偏壓［－２Ｖ，??２Ｖ］下的Ｉ－Ｖ特征曲線及整流比。由圖所知，并非所有過渡金屬摻雜的卟啉環(huán)分子??結(jié)都有整流性能，且不同的過渡金屬會(huì)調(diào)控導(dǎo)致不同的器件整流。圖示六個(gè)器件模??型中，Ｍ現(xiàn)出不同程度的曲線變化。從電流變化曲線可以看出，Ｍ１－Ｍ６的電流變化??波動(dòng)性大，但整體看關(guān)于零偏壓下沒有呈現(xiàn)出特別明顯的不對稱；Ｍ４呈現(xiàn)出ＰＮ??結(jié)的Ｉ－Ｖ曲線特征，正向開啟電扭約０Ｖ，反向開啟電流為１５ｎＡ；?Ｍ５的丨－Ｖ曲線足??正向?qū)妷杭s－ＩＶ，反向最大電流約為３．８ｎＡ；?Ｍ６的Ｉ－Ｖ曲線是正向?qū)妷杭s??０．３Ｖ，反向電流很小。分析發(fā)現(xiàn)，除了?Ｃ９Ｃ〇Ｐ特殊外，其它過渡金屬分子結(jié)的電流??偏小或者呈現(xiàn)多重負(fù)微分電阻效應(yīng)。Ｃ９ＭＰ這６個(gè)分子結(jié)的ＲＲ最大值不

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]卟啉類化合物分子光電器件研究進(jìn)展[J]. 楊建東,王都留,薛中華,盧小泉.  應(yīng)用化學(xué). 2012(09)
[2]有機(jī)分子電子器件的研究進(jìn)展[J]. 李延偉,張正剛,姚金環(huán),姜吉瓊,楊慶霞,覃艷梅.  材料導(dǎo)報(bào). 2009(21)

博士論文
[1]磁性單分子器件電子輸運(yùn)性質(zhì)及其自旋調(diào)控[D]. 周艷紅.湖南大學(xué) 2016
[2]分子器件電子輸運(yùn)性質(zhì)的第一性原理研究[D]. 袁順東.南京郵電大學(xué) 2014

碩士論文
[1]含氮有機(jī)過渡金屬分子整流器的整流效應(yīng)的第一性原理研究[D]. 林祥棟.福建師范大學(xué) 2016
[2]采用第一性原理研究[D]. 張蓉芳.福建師范大學(xué) 2015
[3]非對稱有機(jī)共軛分子整流效應(yīng)的理論研究[D]. 林麗香.福建師范大學(xué) 2015
[4]有機(jī)分子器件I-V特性的研究[D]. 趙寶義.河北師范大學(xué) 2009



本文編號：3035666