分子自旋電子學(xué)是一門基礎(chǔ)性前沿交叉學(xué)科,其主要研究內(nèi)容包括磁性分子的幾何和電子結(jié)構(gòu)、磁性、輸運(yùn)特性及功能分子器件的設(shè)計等。基于不同種類的磁性分子,已設(shè)計出各種功能型分子器件,如分子開關(guān)、分子自旋過濾器、負(fù)微分電阻效應(yīng)。分子自旋電子學(xué)的關(guān)鍵科學(xué)問題之一就是基于具有磁性的分子內(nèi)稟物理化學(xué)特性設(shè)計出具有特性功能的分子器件。近年來,由于單分子自旋翻轉(zhuǎn)(spin-crossover,SCO)化合物具有高自旋(high-spin)和低自旋態(tài)(low-spin)雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),使得這類單分子自旋翻轉(zhuǎn)磁體成為構(gòu)建分子自旋器件最有潛力的候選體系,正引起人們的研究興趣。本文采用電子密度泛函理論(DFT)計算,并結(jié)合非平衡格林函數(shù)(NEGF)方法,即DFT+NEGF方案,系統(tǒng)研究了2個鐵基單分子磁體的自旋翻轉(zhuǎn)和輸運(yùn)特性,發(fā)現(xiàn)模型器件具有開關(guān)功能、自旋過濾效應(yīng)和負(fù)微分電阻效應(yīng),表明鐵基單分子自旋翻轉(zhuǎn)磁體在分子自旋電子學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本碩士學(xué)位論文包括如下章節(jié):第一章對分子電子學(xué)和分子自旋電子學(xué)做了簡要介紹,包括分子電子學(xué)的研究概況,常用的實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)和理論模擬方法,以及幾類典型的功能型分子器件等。第二章...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第1章 分子自旋電子學(xué)
    1.1 分子自旋電子學(xué)的研究概況
    1.2 分子器件的研究方法
        1.2.1 分子器件的實(shí)驗(yàn)測量技術(shù)
        1.2.2 分子器件的理論研究方法
    1.3 幾類典型的功能型分子器件
        1.3.1 分子開關(guān)
        1.3.2 分子整流器
        1.3.3 負(fù)微分電阻器件
        1.3.4 自旋過濾器
        1.3.5 分子場效應(yīng)管
    1.4 本論文的研究動機(jī)和內(nèi)容
第2章 分子器件電子輸運(yùn)性質(zhì)的理論研究方法
    2.1 電子密度泛函理論
        2.1.1 量子力學(xué)基本概念
        2.1.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.3 Kohn-Sham方程
        2.1.4 交換關(guān)聯(lián)泛函
        2.1.5 求解Kohn-Sham方程的方案
    2.2 格林函數(shù)
        2.2.1 平衡體系的格林函數(shù)方法
        2.2.2 非平衡格林函數(shù)方法
    2.3 Landauer-Buttiker理論
    2.4 分子器件的電子輸運(yùn)計算過程
    2.5 本論文采用的理論計算軟件簡介
        2.5.1 電子結(jié)構(gòu)計算軟件
        2.5.2 電子輸運(yùn)計算軟件
第3章 含N₄O₂配體的鐵基單分子磁體的自旋翻轉(zhuǎn)和輸運(yùn)特性理論研究
    3.1 引言
    3.2 計算模型與方法
    3.3 計算結(jié)果和分析討論
        3.3.1 自由Fe-N₄O₂化合物的幾何與電子結(jié)構(gòu)
        3.3.2 自旋翻轉(zhuǎn)能壘估算
        3.3.3 Fe-N₄O₂分子結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)
        3.3.4 界面構(gòu)型對輸運(yùn)性質(zhì)的影響
        3.3.5 DFT+U的輸運(yùn)結(jié)果
    3.4 本章小節(jié)
第4章 FeN₆自旋翻轉(zhuǎn)化合物的輸運(yùn)特性的理論研究
    4.1 引言
    4.2 理論計算方法與計算參數(shù)
    4.3 計算結(jié)果和分析討論
        4.3.1 自由FeN₆化合物的幾何與電子結(jié)構(gòu)
        4.3.2 FeN₆分子結(jié)的輸運(yùn)性質(zhì)
        4.3.3 界面構(gòu)型對輸運(yùn)性質(zhì)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3816391