隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對集成電路和電子器件的需求趨向于更小、更冷、更快的趨勢,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,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�？茖W(xué)家們通過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。具體研究內(nèi)... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：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 本文研究內(nèi)容
2 理論計算方法
    2.1 第一性原理計算簡介
    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)及計算方法
    3.2 摻雜對二吡啶-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)及計算方法
    4.2 電極對二吡啶-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)及計算方法
    5.2 電極邊緣形狀對丁二烯亞胺分子結(jié)伏安特性的影響
    5.3 帶寬對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：3670723