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取代摻雜對分子開關電子輸運性質調控的理論研究

批準號11147188 學科分類物理學Ⅱ ( A05 )
項目負責人范志強 負責人職稱副教授 依托單位長沙理工大學
資助金額5.00
萬元
項目類別專項基金項目 研究期限2012 年 01 月 01 日 至
2012 年 12 月 31 日
中文主題詞分子器件;第一性原理;輸運特性;;
英文主題詞molecular device;the first-principles;transport properties;;

摘要

中文摘要 分子電子學自誕生之日起迅速發展,已成為一門21世紀的前沿交叉基礎科學,受到了人們的廣泛關注。盡管分子電子學的研究取得了一系列的研究成果,但這些研究還都是基礎性的和探索性的,離分子電子學的真正實現還有很長的路要走。目前,分子電子學的研究集中在如何構建和測量這些以分子為核心的分子器件以及如何理解分子器件的電子行為,從而總結和提出控制分子器件工作的理論基礎和模型。本項目以分子器件中的分子開關為研究對象,采用密度泛函理論與非平衡態格林函數輸運理論相結合的第一性原理計算方法,研究原子摻雜和有機官能團取代兩種調控手段對分子開關器件電子輸運性質的影響。然后運用分子軌道理論、雜化軌道理論和電荷布居分析進一步揭示取代摻雜對分子開關性能調控的物理本質。為分子開關器件的深入研究和實用化提供更優化的結構模型、性能參數和物理原理。
英文摘要
結題摘要 在國家自然科學基金的資助下,本項目在規定時間內圓滿完成并取得一系列科研成果。我們的研究發現:光致氫原子轉移是N-salicylideneaniline分子器件電流開關轉換的主要原因,氨基和硝基取代可以有效地調控器件的開關比;硼氮原子摻雜可以使分子器件的軌道和輸運系數譜定向移動,從而調節分子器件的電子輸運性質;對于同一種原子摻雜來說,分子上的摻雜位置也會改變摻雜效果,不能忽略;分子與電極的連接距離以及分子自身的連接位置,同樣對器件的電子輸運性質產生重大的影響。這些研究對于設計新型結構和功能的分子電子器件有重要的指導意義。

成果

序號 標題 類型 作者
1 The site effects of B or N doping on I-V characteristics of a single pyrene molecular device 期刊 范志強|張振華|邱明|鄧小清|唐貴平|
2 Controllable Negative Differential Resistance Behavior of an Azobenzene Molecular Device Induced by Different Molecule-Electrode Distances 期刊 范志強|張振華|邱明|鄧小清|唐貴平|
3 Reversible switching in an N-salicylideneaniline molecular device induced by hydrogen transfer 期刊 Zhen-Hua Zhang|Xiao-Qing Deng|Gui-Ping Tang|Ke-Qiu Chen|
4 Theoretical investigation on current-voltage characteristics in all-carbon molecular device with different contact geometries 期刊 葉伏秋|范志強|何軍|彭軍|唐黎明|
5 硼氮原子取代摻雜對分子器件負微分電阻效應的影響 期刊 范志強|謝芳|

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