分子间相互作用对硫醇分子膜电输运性质的影响

利用密度泛函理论和弹性散射格林函数方法,对硫醇分子膜的电学特性进行模拟.计算结果表明,由于分子间的相互作用,导致分子膜的导电能力比单分子提高2～3个数量级.分子结的导电能力随着压力增加而增加,电极距离的变化使分子与电极以及分子间的耦合增强、分子结的链内隧穿和链间隧穿几率增大,导致电流增加.

双钙钛矿型氧化物(Sr_(2-3x)La_(2x)Ca_x)FeMoO_6的电输运性质

分别用固相烧结法和溶胶-凝胶法制备了A位双掺杂的双钙钛矿型氧化物(Sr2-3xLa2xCax)Fe-MoO6。XRD显示所有样品均为多晶单相,随掺杂量增加,样品空间群在x=0.2处转变,由I4/m群转变为Fm3-m群。四探针法对电输运性质的表征表明,样品电阻率随反位缺陷程度的加剧而增加,随平均晶粒尺寸的增大而减小,定量掺杂以限制化合物相结构、完善制备工艺以优化晶界条件,能有效控制材料的电导性质。

4,4′-二巯基联苯分子电输运性质的第一性原理研究

以4,4′-二巯基联苯分子为研究对象,利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论,研究了分子与电极之间连接方式以及电极距离的改变对分子的电子结构和分子电输运性质的影响.计算结果表明,分子与电极之间连接方式以及电极距离的不同会改变分子的几何结构和电子结构,从而影响分子体系的电输运特性,并且发现双硫原子的连接方式比单硫原子的连接方式更加有利于分子电导率的提高,扩展分子的平衡态不是电子输运的最佳状态,适当调节两电极之间的距离可以改善分子的电输运特性.

(ITO)_x(SiO2)_(1-x)纳米颗粒薄膜的电输运性质

为了理解三维纳米颗粒薄膜体系中电子的跳跃传导行为,采用射频磁控溅射法在玻璃基片上制备了一系列不同Sn:In_2O_3(ITO)体积分数的三维(ITO)_x(SiO_2)_(1-x)纳米颗粒薄膜样品,对绝缘性样品在2~300,K温度范围内电导率与温度的关系进行了系统研究.在低温区(<120,K),电导率与温度遵从lnσ■T^(-1/2)的关系,体系的电子输运机制符合Abeles等提出的跳跃传导模型,电子的输运以颗粒间的跳跃为主,颗粒库仑充电能主导着颗粒间电子的输运过程.而在高温区,体系的电子输运机制符合热涨落诱导的隧穿导电模型,热涨落电势主导着颗粒间电子的输运过程.

晶界对高压下CdTe相变和电输运性质的影响

为研究晶界对高压下Cd Te粉末相变和电输运性质的影响,利用金刚石对顶砧测量Cd Te在高压下的阻抗谱。结果表明,在实验研究频率范围内,Cd Te在高压下的电输运过程主要由晶体内部传导和晶界传导组成。利用等效电路法获得电信号在晶体内传导时压力对晶体电阻的影响规律。结合直流测量的结果可以发现,晶界的存在对测得的电阻值有显著的影响,而对Cd Te发生相变时的压力几乎没有影响。晶体电阻随压力的变化关系也表明,Cd Te从岩盐相到Cmcm相的结构转变不会引起电学性质的突变,载流子的输运方式没有明显改变。

铷蓝青铜及其钨掺杂样品的非线性电输运性质

用电解还原法生长出单晶晶体结构的铷蓝青铜及其系列钨掺杂样品,通过研究其电输运特性发现,纯样品及掺杂样品的电输运都呈相似的非线性特性,分别来源于阈值场以上电荷密度波滑移电导和杂质周围畸变引起的载流子的集体效应。

Na、K、Ag掺杂对La_(0.60)Sr_(0.40)MnO_3材料晶体结构、磁性和电输运性质的影响

利用溶胶-凝胶法制备了稀土锰氧化物La0.60Sr0.40-xNaxMn O3(x=0、0.10、0.15、0.20、0.30、0.33、0.35)、La0.60Sr0.40-xKxMn O3(x=0、0.15、0.20、0.30)、Agδ-La0.60Sr0.40-xAgx-δMn O3(x=0、0.15、0.20、0.25、0.30)系列多晶样品。研究发现Na+、K+、Ag+取代部分Sr2+后,当掺杂量x≥0.15时,Na、K、Ag系列样品的晶胞体积均随掺杂量x增加而单调变大,样品居里温度随Na、K、Ag掺杂量x的增加而降低;当Na、K、Ag含量较小时,三个系列样品的电阻率峰值随掺杂量x的增加而减小,当x>0.20时,样品的电阻率峰值随x的增加而增大。对其微观机理进行了讨论,认为相对于替代离子半径,Mn4+与Mn3+离子对数目之比Rn是影响材料以上性质的主要原因。

苯乙炔低聚物分子间的耦合效应对双分子结电输运性质的影响

基于密度泛函理论研究了双分子结电输运性质,通过控制苯乙炔低聚物(ope)双分子结中分子间的距离探究分子间的耦合效应对电输运性质的影响。发现双分子结中的两个分子以并联的方式进行电荷输运,并且随着分子间距离的增加,分子间的π-π相互作用类型依次从面面堆积、偏移堆积到边面堆积变化,而分子间的耦合作用从直接耦合和电极作为中介的间接耦合并存转变到主要存在间接耦合,这个变化导致电导下降了约一个数量级。

(Ga,Mn)As磁电输运性质的研究进展

综述了Ⅲ-Ⅴ族稀磁半导体(Ga,Mn)As磁电性质的研究进展,尤其是(Ga,Mn)As单层膜和多层膜结构的磁电输运性质的详细研究状况。关于(Ga,Mn)As的结构与物理性质的信息可由单层膜的反常霍尔效应、平面霍尔效应、电阻对温度的依赖关系与磁阻各向异性等磁电输运性质测量得到;而多层膜中观察到的自旋阀效应、自旋相关散射与层间交互耦合等现象,对加深稀磁半导体的基本物性认识、拓展稀磁半导体的实际应用空间非常重要。最后总结并展望了(Ga,Mn)As未来的发展趋势。

分子链长对分子结电输运性质的影响

利用杂化密度泛函理论,研究了烷烃硫醇分子与金电极形成分子结的电子结构,利用弹性散射格林函数方法研究了烷烃硫醇分子的电输运性质,并同实验结果进行了比较。研究结果表明,在低的外加偏压下,烷烃硫醇分子电流值随着分子链长度的增加而指数减小。

多晶TaN_(1-δ)薄膜的电输运性质研究

利用射频溅射法在石英玻璃基底上制备了一系列面心立方结构的多晶TaN1-δ薄膜,并对其晶体结构和2—350 K温度范围的电子输运性质进行了系统研究.薄膜呈多晶结构,并且平均晶粒尺寸随着基底温度的升高逐渐增大.电输运测量结果表明,TaN1-δ薄膜在5 K以下表现出类似超导体-绝缘体颗粒膜的电输运性质;随着温度的升高,薄膜在10—30 K表现出类似金属-绝缘体颗粒膜的性质;在70 K以上,热涨落诱导的遂穿导电机理主导着电阻率的温度行为.我们的结果表明:TaN1-δ多晶薄膜的类颗粒膜属性使其具有较高的电阻率和负的电阻温度系数.

分形结构金属的电输运性质

基于电子－声子和电子－分形子相互作用，通过求解量子输运方程，计算出分形结构金属的电阻率和霍尔电导率．数值计算表明，对于不同的渡越频率，平面电阻率和霍尔角有不同的温度关系．

压力对分子结电输运性质的影响

在密度泛函理论基础上,优化不同金电极距离下以羧基为末端基团的硫醇分子的几何结构,得到了体系能量与金电极距离的变化关系。根据外力与能量的关系式,计算了不同金电极距离下对应的压力值。利用弹性散射格林函数方法计算了不同压力下分子结的伏安曲线。研究结果表明,当两个金电极距离被拉伸为2.08 nm时,羧基断开了与金电极的物理接触。随着外加压力的增加,分子结的电导值快速地增加。

平面性和长度对苯胺分子电输运性质的影响

以第一性原理为基础,利用弹性散射格林函数理论研究了分子平面性对苯胺类分子电输运特性的影响。计算结果表明苯胺类分子中苯环之间的扭转角度的出现阻碍了电子的输运,分子结的电流值随分子长度的增加而减少。通过进一步分析电子输运谱图和分子轨道得知,该类分子的LUMO+2轨道具有较好的扩展性,为电子输运提供了良好的输运通道。

Dy和Gd的掺杂对LaMnO3电输运性质的影响

采用传统的高温固相反应法制备了钙钛矿锰氧化物La1-xRxMnO3(x=0、0.13,R为Dy、Gd)系列多晶样品。通过X射线电子衍射(XRD)图谱,电阻率-温度(ρ-T)曲线,研究了该组样品的结构和电输运性质。结果表明:该组样品都具有良好的单相性,属于正交晶系;在所测量的温区内,属于半导体材料,A位的平均离子半径不同,外加磁场对电传导的影响不同;该组样品的ρ-T曲线拟合表明,该组样品在测量的温区内都遵循变程跳跃的导电方式。

TiO薄膜的制备及电输运性质

利用磁控溅射技术,通过改变氧分压在MgO (001)单晶基片上外延生长了一系列TiO薄膜,并对薄膜的结构、价态和电输运性质进行了系统研究. X射线衍射结果表明,所制备的薄膜具有岩盐结构,沿[001]晶向外延生长. X射线光电子能谱结果表明,薄膜中Ti元素主要以二价形式存在.所有样品均具有负的电阻温度系数,高氧分压下制备的薄膜表现出绝缘体的导电性质,低温下电阻与温度的关系遵从变程跳跃导电规律.低氧分压下制备的薄膜具有金属导电性质,并具有超导电性,超导转变温度最高可达3.05 K.所有样品均具有较高的载流子浓度,随着氧分压的降低,薄膜的载流子类型由电子主导转变为空穴主导.氧含量的降低可能加强了TiO中Ti—Ti键的作用,从而使低氧分压下制备的样品显现出与金属Ti相似的电输运性质,薄膜超导转变温度的提升可能与晶体结构或电子结构突变相关联.

烧绿石铱氧化物Bi_(1.8)Dy_(0.2)Ir_(2)O_(7)的结构和电输运性质研究

利用固相反应法制备烧绿石铱氧化物Bi2-x Dy xIr 2O 7(x=0,0.2)多晶样品。通过Rietveld结构精修、拉曼光谱实验、电阻率-温度曲线测量,研究了掺杂样品的结构和电输运性质。结果表明:样品为立方晶系,空间群为Fd-3m;掺杂样品在拉曼光谱上出现了四个明显的特征峰,它们主要对应IrO 6八面体内氧原子的伸缩和旋转振动模式。掺杂使得晶格常数减小,相对原子质量变小,导致拉曼峰位表现出移动现象。电阻率拟合揭示了晶界效应在电传导过程中起主导作用。

单分子二维范德华异质结的层间电输运性质

随着集成电路和芯片的快速发展,电子器件小型化是电子信息产业发展的必然趋势,而这将导致其工艺和研发成本大幅增加,同时会产生热耗散、量子隧穿效应、强电场等一系列技术难题.通过“自下而上”的方式构筑单分子电子器件,是未来集成电路器件小型化进程中重要的潜在选项之一.

La掺杂BaSnO_(3)薄膜的低温电输运性质

利用射频磁控溅射技术在MgO(001)单晶基片上沉积了一系列Ba_(0.94)La_(0.06)SnO_(3)薄膜,并对薄膜的结构和电输运性质进行了系统研究.所有薄膜均表现出简并半导体(金属)导电特性:在T>Tmin的高温区(Tmin为电阻最小值对应的温度),薄膜的电阻率随温度的升高而升高,并且与温度的平方呈线性关系.在T<Tmin的低温区域,薄膜的电阻率随温度降低而上升,并且电阻率随lnT呈线性变化,均匀无序系统中的电子-电子相互作用、弱局域效应以及Kondo效应均不能解释这种现象.经过定量分析,发现电阻率在低温下lnT的依赖关系源于颗粒间电子的库仑相互作用.同时,在Ba_(0.94)La_(0.06)SnO_(3)薄膜中也观察到霍尔系数RH与lnT呈线性关系,并且该线性关系也定量的符合金属颗粒体系中库仑相互作用的理论.薄膜断面高分辨透射电子显微镜结果表明,虽然薄膜整体呈现外延结构,但其中存在诸多条状非晶区域,这使得薄膜整体表现出类似金属颗粒膜的电输运性质.本文的结果为金属颗粒系统中库仑相互作用对电导率和霍尔系数修正理论的正确性提供了有力的支持.

四硫富瓦烯分子结基于连接位点热-电输运性能理论调控研究

热电材料的研究对于再利用工业废热、生产清洁能源具有很大的意义.本文以锯齿状石墨烯纳米带(zGNR)做为电极,以不同连接位点的四硫富瓦烯(Tetrathiafulvalene,TTF)分子做为中心散射分子,构建了中心连接TTF分子结器件和边缘连接TTF分子结器件两种热电器件.采用密度泛函理论和非平衡格林函数方法研究了它们的热-电输运性质.结果表明,连接位点的不同对TTF分子器件热电性能具有显著影响.基于锯齿状石墨烯纳米带独特的边缘结构,导致边缘连接TTF分子结器件电输运性质高于中心连接分子结器件;与此同时,边缘悬挂氢键局域共振效应使得边缘连接TTF分子结热输运性能略小于中心连接TTF分子器件.边缘连接TTF分子结器件获取优异热电优值(ZT=0.457),为中心连接TTF分子结器件的3.4倍(ZT=0.135).