發(fā)布時(shí)間：2019-01-05 11:11

【摘要】：單分子電子學(xué)是納米電子學(xué)的一個(gè)新興子領(lǐng)域。最終目標(biāo)是使用單分子作為電子電路中的活性組分。在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì),化學(xué)家已經(jīng)對(duì)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(xué)理論轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)和理解單分子電子器件,可推動(dòng)此領(lǐng)域快速發(fā)展。本論文描述了我們通過(guò)有機(jī)硅的化學(xué)理論來(lái)控制單分子器件電荷傳輸和功能。單晶硅在半導(dǎo)體材料中占據(jù)著重要的地位,其化學(xué)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(xué)、電學(xué)性能卻有本質(zhì)上的差異。分子形態(tài)是宏觀單晶硅半導(dǎo)體材料的主要組成部分。由摩爾定律可知,半導(dǎo)體器件尺寸會(huì)越來(lái)越小,硅電子器件也有同樣的趨勢(shì)。當(dāng)硅電子器件尺寸從宏觀狀態(tài)變成小分子尺度——單個(gè)有機(jī)硅分子,宏觀下的電學(xué)規(guī)律將不再適用。因此研究納米尺度下有機(jī)硅分子的電子行為具有非常重要的科學(xué)意義。目前已知,導(dǎo)電通路和分子張力是影響單分子電導(dǎo)的重要因素,我們期望通過(guò)對(duì)這兩個(gè)因素的可控調(diào)節(jié),來(lái)研究它們對(duì)有機(jī)硅分子電導(dǎo)性能的影響。我們使用掃描隧道顯微鏡斷裂(STM-BJ)技術(shù)來(lái)探測(cè)有機(jī)硅分子導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)-電導(dǎo)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(xué)、硅微電子學(xué)和有機(jī)硅烷化學(xué),以及我們將這三個(gè)方面連接起來(lái)的原因。第2、3章詳細(xì)闡述了本論文合成有機(jī)硅分子的詳細(xì)過(guò)程。第4章則對(duì)合成物質(zhì)的導(dǎo)電性測(cè)試結(jié)果進(jìn)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(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O634.41

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本文編號(hào)：2401702