【摘要】：單分子電子學是納米電子學的一個新興子領(lǐng)域。最終目標是使用單分子作為電子電路中的活性組分。在過去的一個世紀,化學家已經(jīng)對分子的結(jié)構(gòu)是如何決定其電子性能的有了較為成熟的理解。將化學理論轉(zhuǎn)化為設(shè)計和理解單分子電子器件,可推動此領(lǐng)域快速發(fā)展。本論文描述了我們通過有機硅的化學理論來控制單分子器件電荷傳輸和功能。單晶硅在半導體材料中占據(jù)著重要的地位,其化學結(jié)構(gòu)是由Si-Siσ單鍵相互連接而形成的正八面體結(jié)構(gòu)。金剛烷與單晶硅具有相同的空間結(jié)構(gòu),但兩種材料的物理、化學、電學性能卻有本質(zhì)上的差異。分子形態(tài)是宏觀單晶硅半導體材料的主要組成部分。由摩爾定律可知,半導體器件尺寸會越來越小,硅電子器件也有同樣的趨勢。當硅電子器件尺寸從宏觀狀態(tài)變成小分子尺度——單個有機硅分子,宏觀下的電學規(guī)律將不再適用。因此研究納米尺度下有機硅分子的電子行為具有非常重要的科學意義。目前已知,導電通路和分子張力是影響單分子電導的重要因素,我們期望通過對這兩個因素的可控調(diào)節(jié),來研究它們對有機硅分子電導性能的影響。我們使用掃描隧道顯微鏡斷裂(STM-BJ)技術(shù)來探測有機硅分子導線的結(jié)構(gòu)-電導率關(guān)系。我們的研究最終證明在這些系統(tǒng)中的電荷傳輸是由單分子的構(gòu)象、共軛和σ-骨架的鍵極性決定。第1章介紹了單分子電子學、硅微電子學和有機硅烷化學,以及我們將這三個方面連接起來的原因。第2、3章詳細闡述了本論文合成有機硅分子的詳細過程。第4章則對合成物質(zhì)的導電性測試結(jié)果進行分析。
[Abstract]:Monomolecular electronics is an emerging subfield of nanoelectronics. The ultimate goal is to use single molecules as active components in electronic circuits. In the past century, chemists have had a more mature understanding of how the structure of molecules determines their electronic properties. The transformation of chemical theory into the design and understanding of monolayer electronic devices can promote the rapid development of this field. In this paper, we describe how to control the charge transport and function of monolayer devices by organosilicon chemical theory. Monocrystalline silicon plays an important role in semiconductor materials. Its chemical structure is a normal octahedral structure formed by Si-Si 蟽 single bond. Adamantane has the same spatial structure as monocrystalline silicon, but the physical, chemical and electrical properties of the two materials are essentially different. Molecular morphology is the main component of macroscopical monocrystalline silicon semiconductor materials. According to Moore's law, semiconductor devices will be smaller and smaller, silicon electronic devices have the same trend. When the size of a silicon electronic device changes from a macro state to a small molecular scale-a single organosilicon molecule, the macroscopic electrical law will no longer apply. Therefore, it is of great scientific significance to study the electronic behavior of organosilicon molecules at nanometer scale. It is now known that conduction pathways and molecular tension are important factors affecting the conductivity of monolayers. We hope to study their effects on the conductivity of organosilicon molecules through the controllable regulation of these two factors. Scanning tunneling microscope (STM-BJ) technique is used to investigate the structure-conductivity relationship of silicone molecular conductors. Our results show that the charge transport in these systems is determined by the conformation of single molecule, conjugation and bond polarity of 蟽-skeleton. Chapter 1 introduces monomolecular electronics, silicon microelectronics and organosilane chemistry, and the reasons why we connect these three aspects. Chapter 2 / 3 describes in detail the process of synthesis of organosilicon molecules in this thesis. In chapter 4, the electrical conductivity test results of synthetic substances are analyzed.
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O634.41

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