隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對(duì)集成電路和電子器件的需求趨向于更小、更冷、更快的趨勢(shì),因此傳統(tǒng)硅基器件的發(fā)展陷入瓶頸階段,分子電子學(xué)逐漸興起引起研究者們濃厚的興趣。近年來(lái),分子組裝結(jié)構(gòu)技術(shù)、分子材料制備技術(shù)、分子設(shè)計(jì)技術(shù)等高新技術(shù)的出現(xiàn)使得在分子尺度上操控原子成為可能。科學(xué)家們通過(guò)將單分子與金屬電極相連制備出了具有多樣特性的功能性分子器件,這些特性包括:分子整流效應(yīng)、負(fù)微分電阻效應(yīng)（Negative Differential Resistance,NDR）和分子開關(guān)等等。然而,由于中心分子與金屬電極之間存在弱電耦合問(wèn)題導(dǎo)致其整流率微乎其微,石墨烯則很好的解決了這一問(wèn)題。因此,本文采用密度泛函理論（Density Functional Theory,DFT）與非平衡格林函數(shù)（non-equilibrium Green’s function,NEGF）相結(jié)合的第一性原理計(jì)算方法,研究了兩種典型的中心分子在以石墨烯納米帶（Graphene Nanoribbons,GNRs）和類石墨烯C₂N-h2D納米帶作為電極材料時(shí)的電荷輸運(yùn)性質(zhì),并發(fā)現(xiàn)了一系列有趣的結(jié)果。具體研究?jī)?nèi)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 分子器件發(fā)展歷程
        1.1.1 分子器件產(chǎn)生背景及發(fā)展
        1.1.2 分子器件的研究現(xiàn)狀
    1.2 二維材料
        1.2.1 石墨烯纖維
        1.2.2 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.2.3 石墨烯的制備
        1.2.4 石墨烯的應(yīng)用
        1.2.5 類石墨烯C_2N-h_2D納米帶
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
2 理論計(jì)算方法
    2.1 第一性原理計(jì)算簡(jiǎn)介
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Thomas-Fermi模型
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 Kohn-Sham方程
        2.2.4 局域密度近似
    2.3 格林函數(shù)方法
        2.3.1 平衡格林函數(shù)方法
        2.3.2 非平衡格林函數(shù)方法
    2.4 電子輸運(yùn)的第一性原理計(jì)算
        2.4.1 Landauer-Büttiker公式
        2.4.2 分子導(dǎo)體中的電流公式
3 基于摻雜石墨烯納米帶電極的二吡啶-苯環(huán)二嵌段分子體系電輸運(yùn)特性研究
    3.1 分子結(jié)幾何結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法
    3.2 摻雜對(duì)二吡啶-苯環(huán)二嵌段分子體系電輸運(yùn)特性的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 基于類石墨烯C_2N-h_2D電極的二吡啶-苯環(huán)二嵌段分子體系電輸運(yùn)特性研究
    4.1 分子結(jié)的幾何結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法
    4.2 電極對(duì)二吡啶-苯環(huán)二嵌段分子體系伏安特性的影響
    4.3 C_2N-h_2D二嵌段分子體系整流特性研究
    4.4 C_2N-h_2D二嵌段分子體系NDR特性研究
    4.5 本章小結(jié)
5 基于石墨烯納米帶電極的丁二烯亞胺分子開關(guān)性質(zhì)的研究
    5.1 分子結(jié)幾何結(jié)構(gòu)及計(jì)算方法
    5.2 電極邊緣形狀對(duì)丁二烯亞胺分子結(jié)伏安特性的影響
    5.3 帶寬對(duì)基于石墨烯納米帶電極的丁二烯亞胺分子結(jié)開關(guān)特性影響
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文清單
致謝



本文編號(hào)：3670723