發(fā)布時(shí)間：2024-02-16 03:12

　　分子器件是電子器件向小體積化發(fā)展的極限,分子器件中的電子在輸運(yùn)過(guò)程中體現(xiàn)出明顯的量子效應(yīng),分子導(dǎo)線與分子接觸的位置和導(dǎo)線間的角度等器件結(jié)構(gòu)因素都會(huì)對(duì)分子器件的輸運(yùn)性質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。迄今為止,未曾見(jiàn)到利用第一性原理量子輸運(yùn)計(jì)算方法研究導(dǎo)線非共線的分子器件輸運(yùn)性質(zhì)的報(bào)道。本文以金屬/苯(硫醇)/金屬結(jié)構(gòu)的分子器件為例,利用基于非平衡格林函數(shù)理論和密度泛函理論的第一性原理(NEGF-DFT)量子輸運(yùn)計(jì)算方法對(duì)其輸運(yùn)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,特別注重于研究隨著非共線導(dǎo)線間導(dǎo)線夾角角度的變化及導(dǎo)線和苯(硫醇)接觸位置的不同,對(duì)器件輸運(yùn)性質(zhì)的影響。計(jì)算表明,導(dǎo)線與苯(硫醇)分子的接觸位置及導(dǎo)線之間夾角等器件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)不僅能夠定量的影響金屬/苯(硫醇)/金屬分子器件的電流大小,還能夠定性地改變器件的輸運(yùn)性質(zhì),使得部分器件結(jié)構(gòu)出現(xiàn)負(fù)微分電阻效應(yīng)�；诘谝恍栽砝碚�,我們系統(tǒng)地研究了分子器件的量子輸運(yùn)特性,主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果如下:(1)金-苯(硫醇)-金結(jié)構(gòu)分子器件在不同夾角和接觸位置下的量子輸運(yùn)特性,包括電流電壓特性曲線(IVC)、透射譜(T-E)和態(tài)密度(DOS)等。具體做法如下:1)Device St...

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２分子器件［１］??Ｆｉ．?１－２?Ｍｏｌｅｃｕｌｅ?Ｄｅｖｉｃｅ⑴??

??本論文我們將研究的是有夾角的兩端口開(kāi)放體系，一般的兩端口開(kāi)放體系及??共線體系如圖１－２［１］所示。當(dāng)導(dǎo)線間非共線即成一夾角時(shí)即夾角體系。??：入??論邊衫??圖１－２分子器件［１］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍｏｌｅｃｕｌｅ?Ｄｅｖｉｃｅ⑴??１．１國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究及選題依據(jù)??作....

圖１－３?ＳＴＭ的工作原理簡(jiǎn)圖［４］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ?ｏｆ?ＳＴＭ【４】??

之間的契合越來(lái)越好。實(shí)驗(yàn)上比如機(jī)械可控裂結(jié)法，掃描隧道顯微技術(shù)等。其中，??ＳＴＭ是一種利用量子力學(xué)中的隨道效應(yīng)產(chǎn)生隧道電流，并且根據(jù)隧道電流探測(cè)物??質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的測(cè)量?jī)x器。如圖１－３所示。ＳＴＭ作為一種及其重要的測(cè)量和加工工??具，不僅可以觀察、定位單個(gè)原子，還可以在低溫環(huán)境中....

圖２－１?ＤＦＴ計(jì)算的自洽流程圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｅｌｆ－ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ?ｏｆ?ＤＦＴ??

中ｒ處的交換關(guān)聯(lián)能可以用在均勻電子氣中ｒ處的交換關(guān)聯(lián)能來(lái)表示：??Ｅｘｃ?［ｐ（ｒ）］?＝?＾￡〇ｘｃ?［ｐ｛ｒ）＼ｐ（ｒ）ｄｒ??自洽ＤＦＴ計(jì)算的流程圖如圖２－１所示。首先我們先給定一個(gè)初始的ｐ（ｒ；），用??基組來(lái)描述初始的ｐ（ｒ；），并用構(gòu)造出哈密頓量，對(duì)哈密頓量進(jìn)行對(duì)角化....

圖２－２?ＮＥＧＦ－ＤＦＴ計(jì)算的自洽流程圖??Ｆｉ．２－２?Ｓｅｌｆ－ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ?ｆｌｏｗｃｈａｒｔ?ｏｆ?ＮＥＧＦ－ＤＦＴ??

子輸運(yùn)可以理解為是一個(gè)在中心散射區(qū)不同勢(shì)能下的散射問(wèn)題。使用ＮＥＧＦ－ＤＦＴ??的方法對(duì)這些勢(shì)進(jìn)行自洽之后，我們就可以得到整個(gè)體系的輸運(yùn)性質(zhì)。??ＮＥＧＦ－ＤＦＴ計(jì)算的流程圖如圖２－２所示。與圖２－１相比，我們可以發(fā)現(xiàn)以下區(qū)??別：??（１）?ＮＥＧＦ－ＤＦＴ主要是用來(lái)處理開(kāi)放體....

本文編號(hào)：3900721