隨著科技的迅猛發(fā)展,電子元器件朝著尺寸更小、集成度更高、能耗更低、運(yùn)行更穩(wěn)定以及智能化程度更高的方向發(fā)展。但是,元器件尺寸的減小會(huì)導(dǎo)致明顯的量子效應(yīng)以及熱耗散問題。分子器件由于避免了量子效應(yīng)的限制,成為電子器件發(fā)展的新方向。本文選擇石墨炔納米帶作為電極,一維碳原子鏈或石墨炔鏈為中心散射區(qū),設(shè)計(jì)構(gòu)建了新型石墨炔基分子器件,并采用非平衡格林函數(shù)和密度泛函緊束縛理論相結(jié)合的方法,研究了所構(gòu)建器件的電輸運(yùn)特性,為石墨炔在分子器件中的應(yīng)用提供了有益的理論指導(dǎo)。論文主要研究工作和結(jié)論如下:（1）研究了碳鏈與石墨炔電極在不同連接方式下的電輸運(yùn)特性。研究結(jié)果表明:碳原子鏈的長度和鏈條個(gè)數(shù)可以很好地調(diào)制器件的電子傳輸性能。隨著鏈條長度的增加,器件的電導(dǎo)表現(xiàn)出奇偶效應(yīng),即相同偏壓下,奇數(shù)碳原子長度碳鏈器件的電流大于偶數(shù)碳原子長度碳鏈器件;單根碳原子鏈連接的石墨炔基分子器件呈現(xiàn)出良好的歐姆接觸特性、負(fù)微分電阻現(xiàn)象和雙向隧道二極管效應(yīng);雙根碳原子鏈連接的石墨炔基分子器件具有顯著的穩(wěn)流特性。此外,通過模擬計(jì)算器件的總態(tài)密度、局域態(tài)密度、分子軌道的投影自洽哈密頓量、靜電勢(shì)分布,從電子結(jié)構(gòu)角度給出了器件具有上述豐富... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 石墨炔納米帶
    1.3 分子器件的材料
        1.3.1 碳鏈
        1.3.2 炔鏈
    1.4 分子器件的傳輸效應(yīng)
        1.4.1 負(fù)微分電阻效應(yīng)
        1.4.2 分子開關(guān)效應(yīng)
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 基礎(chǔ)理論與計(jì)算軟件簡介
    2.1 密度泛函理論
        2.1.1 Hobenbrg-Kohn定理
        2.1.2 Kohn-Sham方程
    2.2 緊束縛方法(Tight Binding,TB)
        2.2.1 緊束縛方法介紹
        2.2.2 緊束縛方法發(fā)展
    2.3 DFTB方法
    2.4 非平衡格林函數(shù)方法
    2.5 使用的軟件包介紹
第三章 碳鏈連接石墨炔納米帶的電輸運(yùn)特性
    3.1 計(jì)算模型和方法
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 單原子碳鏈
        3.2.2 傾斜碳原子鏈
        3.2.3 雙碳原子鏈
    3.3 本章小結(jié)
第四章 炔鏈連接石墨炔納米帶的電輸運(yùn)特性
    4.1 計(jì)算方法
    4.2 不同構(gòu)型炔鏈分子器件的電輸運(yùn)性質(zhì)
        4.2.1 對(duì)稱性與非對(duì)稱性炔鏈器件
        4.2.2 其他種類炔鏈器件電輸運(yùn)特性
        4.2.3 旋轉(zhuǎn)對(duì)炔鏈器件電子輸運(yùn)性質(zhì)的影響
    4.3 氮元素取代的炔鏈器件電輸運(yùn)特性
        4.3.1 氮原子取代非對(duì)稱炔鏈器件
        4.3.2 氮原子取代對(duì)稱炔鏈器件
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]類石墨烯二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)和單原子納米鏈的電子輸運(yùn)性質(zhì)[D]. 周毅.山東大學(xué) 2017
[2]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
[3]類石墨烯材料新型器件的模擬和物理特性[D]. 董堯君.蘇州大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3683731