石墨烯纳米带电极同分异构喹啉分子结电子输运性质

基于密度泛函理论与非平衡格林函数相结合的第一性原理计算方法,系统地研究了通过碳原子(C)连接的同分异构喹啉分子(C9H5N)嵌于石墨烯纳米带电极间的分子电子器件输运性质.研究结果表明:器件电流在偏压[–0.3 V,+0.3 V]范围内呈线性变化,电流在[–0.4 V,–0.9 V]和[+0.5 V,+0.8 V]范围内随着偏压的增大而减小,呈现显著的负微分电阻效应;当喹啉分子平面与石墨烯纳米带电极间存在一定夹角时,器件电流呈现明显的负微分电阻效应且与喹啉分子平面旋转方向无关,当喹啉分子平面与石墨烯纳米带电极垂直时,器件电流截止.以上研究结果得到偏压窗内透射系数积分以及零偏压下实空间电荷密度分布等的有力印证,可为设计制作基于同分异构喹啉分子电子开关和负微分电阻器件提供理论依据.