分子构型对分子器件伏-安特性的影响

本文以4，4’-二巯基联苯分子为研究对象，利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论，研究了苯环之间的不同位置取向对分子的电子结构以度该分子结的伏安特性的影响．计算结果表明苯环扭转角不同会改变分子的电子结构。扭转角的增大会导致分子轨道的扩展性变差，从而使体系的导电性能降低．

接触构型及电极距离对4，4′二巯基二苯醚分子电输运性质的影响

利用从头计算方法和弹性散射格林函数的方法,对4,4′-二巯基二苯醚分子电输运特性的研究结果显示,分子与电极之间接触点的构型以及两电极之间的距离对4,4′-二巯基二苯醚分子的电输运性质都有很大影响,电流随电极距离的变化与耦合系数的变化存在着密切关系.分子末端硫原子处于金原子的顶位上时电流的开启电压很小,而处在金(111)面的空位上时约有1.0 V左右电流禁区.与实验结果相比,硫原子更可能处在金(111)面的空位上方.

4 ,4′-二巯基二苯醚分子的电子输运性质研究

利用从头算方法和弹性散射格林函数理论,研究了4 ,4′-二巯基二苯醚分子的电输运性质.计算表明,当外加偏压少于0 .9 V时,该分子器件不导电.当外加偏压进一步增加时,该分子器件的电导呈现出平台特征.由于中间氧原子的存在,相对于4 ,4′-二巯基联苯分子来说,该分子的导电特性较差.

不同取向的1,8-辛二硫醇分子的伏安特性研究

以1,8-辛二硫醇分子为研究对象,在第一性原理基础上,利用弹性散射格林函数方法,研究了1,8-辛二硫醇分子在金原子团簇上不同取向对该分子结电输运特性的影响.计算结果表明,分子与金原子团簇表面之间方位角的不同会导致分子结构、电子结构的改变,从而影响分子体系的电输运特性.当1,8-辛二硫醇分子S-S轴线与金(111)面的法线成25°夹角时,所得到的电流-电压曲线与实验值符合较好.

有机分子电子输运性质的计算与分析

从第一性原理出发,采用杂化的密度泛函理论和弹性散射格林函数法,计算有机分子4,4′-二巯基二苯醚分子的电子结构并研究其电子输运性质.计算结果表明,电场对分子系统电子结构有明显的影响,电流、电导表现为非线性变化,与不考虑电场作用时相比,更为接近实验结果.

同分异构体分子器件的电输运特性

利用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,计算杂环分子体系同分异构体的电导和电流.结果表明,扩展分子轨道和耦合系数是影响分子体系电输运特性的两个重要因素.各同分异构体中氮原子位置和终端原子的不同,使其分子轨道的扩展性和与电极的耦合程度存在差别,导致其电输运特性的差异.

4,4’-二甲氨基二苯乙烯分子光限幅特性

通过求解速率方程和傍轴波动方程,研究纳秒激光脉冲在4,4’-二甲氨基二苯乙烯分子介质中的传播过程。分析脉冲传播距离和脉冲宽度对分子材料光限幅特性的影响,并对不同脉宽下的双光子吸收截面进行了拟合。结果显示,4,4’-二甲氨基二苯乙烯分子具有较大的双光子吸收截面,且其双光子吸收截面随脉冲脉宽的增大而增大,表明4,4’-二甲氨基二苯乙烯分子是一种较好的光限幅材料。

电场对1,4-苯二甲氰分子电输运特性的影响

用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,计算电场作用下的1,4-苯二甲氰分子体系的电子结构及其电导和电流.结果表明:电场使体系在分子和电极间存在电荷转移和重新分布,分子与电极接触面附近出现电子积聚区和电子耗散区,从而产生附加电偶极子,对分子的电导和电流产生抑制.此外,对分子轨道能级和分子与电极的耦合系数的影响也比较明显,导致分子的伏-安特性在考虑电场作用前后有一定的差异.

分子结中对苯二甲氰分子与电极相互作用的研究

以对苯二甲氰分子(C6H4(CN)2)为研究对象,利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论,研究了两电极的距离对分子与金电极之间耦合的影响.计算结果表明,当电极之间的距离变化时,分子与电极的耦合常数有明显的变化.本文进一步讨论了该常数正负的意义.在四面体型体系和直线型体系中,两电极距离分别为1.318 nm和1.378 nm时,对苯二甲氰分子与两金原子团簇形成稳定的结合.

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.

电极构型及其耦合模式对有机分子电输运性质的影响

选取两种不同的电极构型及其耦合模式,利用从头算理论和弹性散射格林函数的方法,对有机分子对苯二甲氰的电输运性质进行理论研究和对比分析.计算结果表明,不同构型及其耦合在分子的耦合属性、电子输运谱、开启电压位置、电导平台的分布以及电流的响应等方面存在明显不同,改变电极间距也会对各种构型分子体系的耦合系数、电导平台高度和电流的大小产生影响.

1,4苯硫醇分子与金电极相互作用能的研究

在第一性原理和密度泛函理论的基础上,以1,4苯硫醇分子与金电极为例,研究了单分子电子器件中有机分子与金属电极之间相互作用能。计算结果表明分子与电极的距离明显的影响分子与金电极相互作用能,我们还讨论了相互作用能正负的物理意义。在1,4苯硫醇分子结中,分子与金电极的距离为0.24 nm时,分子与金电极的结合最稳定。

界面构型对二芳烯分子光开关特性的影响

以噻吩环连接二芳烯为研究对象,利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论,研究了界面结构的改变对分子光开关特性的影响.计算结果表明,小偏压下通过闭环态体系的电流远大于通过开环态体系的电流,说明小偏压下二芳烯体系的开关行为是稳定的.界面结构的改变会影响分子的电子结构,从而影响分子体系的电输运特性;空位的连接方式比间位和顶位的连接方式更加有利于分子开关比的提高.

电极接触构型对辛烷硫醇分子非弹性电子隧穿谱的影响

本文选取辛烷硫醇分子通过终端S原子化学吸附于一端的Au原子团簇,另一端由碳原子物理吸附于Au原子团簇形成分子结,利用从头计算方法和非弹性散射格林函数理论研究了在三种不同电极接触构型下的该分子的非弹性电子隧穿谱的影响.计算结果表明,电极接触构型对分子体系的非弹性电子隧穿谱有着明显的影响.该工作有利于确定实验中分子电子学器件的电极接触构型.

官能团对芳烃体系电学特性的影响

以联苯分子为研究对象,利用密度泛函理论和弹性散射格林函数方法,研究了不同官能团对分子的电子结构以及分子结电输运性质的影响.计算结果表明在分子中的同一位置添加不同的官能团时,会使分子的几何结构和电子结构发生变化,从而影响分子结的电输运性质.

甲基异腈分子非弹性电子隧穿谱的理论研究

从第一性原理出发,利用非弹性散射格林函数方法研究了甲基异腈分子的非弹性电子隧穿谱.结果表明：非弹性电子隧穿谱对接触构型和分子相对于金属衬底的倾角非常敏感,结果有助于实验上确定分子器件的几何结构.

并苯分子电输运性质的第一性原理研究

利用第一性原理计算方法和非平衡格林函数理论,系统地研究了苯、并二苯、并三苯分子长度的改变以及氨基与分子之间连接位置的改变对分子电输运性质的影响.结果发现,分子的电导率不仅与分子的长度有关,而且还与氨基和分子之间连接位置密切相关.

分子链长对烷烃硫醇分子电输运性质的影响

在杂化密度泛函理论的基础上,利用弹性散射格林函数方法研究了烷烃硫醇系列分子的电输运性质,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,其衰减常数约为l. 41/CH_2,且衰减常数基本上与外加偏压值的大小无关.分子末端原子与探针的距离具有较大地自由度,不同的接触距离导致了分子的电流值有较大地差别.

联苯二胺分子器件电输运特性的取代效应

在第一性原理基础上,理论研究了苯环上含有不同取代物的四个联苯分子的电输运特性.计算结果表明,当苯环上的氢被取代时,联苯分子的两个苯环之间的扭转角增大.分子结的电导随苯环间扭转角的增加而减少,且电导值与扭转角余弦平方成线性关系.在低偏压下,分子结的电输运机制是电子通过π轨道的隧穿过程.计算结果与实验结果符合的较好.

电极距离对苯二氰分子电输运性质的影响

利用从头计算方法和弹性散射格林函数理论,研究了对苯二氰分子结在不同电极距离下的电输运特性.计算结果表明,不同电极距离下,该分子结的伏安特性有较大变化,即随着电极距离的增加,分子结的电流减小.