分子间距及洞位占据对碳双原子链电子输运性质的影响

模拟了两条平行碳原子链通过硫原子连接在一对半无限大的金电极(111)面之间组成的双分子器件的电子输运特性。计算结果表明,当原子链间距比较小时,原子链之间的距离是决定双分子器件电子输运性质的关键因素。随着原子链的间距增大到一定数值时,硫原子在金电极上的洞位占据类型在整个双分子结系统的电子输运过程中起决定作用。     

聚偏二氟乙烯分子器件第一性原理设计

聚偏二氟乙烯(PVDF)分子因其组成元素的轻量性、结构直线性及铁电性等优良性质被广泛研究和应用在化工和电气领域。文章设计了一类以PVDF分子链为散射区,石墨烯纳米带为电极材料构建的分子器件。采用密度泛函理论结合非平衡格林函数理论方法计算了该类型分子器件的量子输运性质。文章设计改变PVDF分子链垂直于输运方向的旋转角度,结构和极化性质也随之变化,进而引起了器件输运性质的变化。输运性质的开关比最大可以达到三个数量级,这些结构可以作为电子元器件应用在电子器件领域。PVDF器件输运性质变化与极化性质变化的相关性为实现不同维度的信号测量提供了一种新的设计思路。     

STM分子结中电流非对称性的定性分析

分子器件的量子输运特性实验(上大部分)是通过扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscopy,STM)来完成测量的,其测量结果经常会出现非对称的电流-电压(asymmetric I-V,AIV)曲线、负微分电导(negative differential conductance,NDC)等区别于宏观器件的一些输运特性.基于有限元方法和参数建模,给出了一个有局域态存在情况下的输运体系的哈密顿量.同时结合非平衡格林函数方法,对输运体系的电子密度展开自洽场的计算,并在自洽收敛之后分析器件的隧穿电流.用模型参数描绘了分子结的配置,包括分子结的电极耦合强度、分子能级、局域态的能级等因素的作用,定性分析了器件中局域态及其几何结构的非对称性对纳米器件输运性质的影响.结果显示,采用STM的分子结实验中出现AIV和NDC,其本质原因是体系本征的局域态的偏置.     

溶剂环境对分子器件电学性质的影响

利用弹性散射格林函数方法,研究了低聚次苯基乙炔分子器件的电输运性质,并分析了水环境对分子器件电输运性质的影响.计算结果表明氢键作用降低了分子器件的导电特性.氢键作用主要是降低了分子内π电子的离域性,从而改变了分子结的电子输运特性.     

分子桥电子输运特性的计算机模拟理论及应用

根据Landauer散射理论和格林函数技术，较为系统地阐述了利用计算机模拟分子桥电子输运特性的理论方法和计算中应注意的一些问题，并将此方法应用于耦合到金电极的PDT分子桥，得到了令人满意的结果。     

金属电极-原子线-金属电极系统的第一性原理研究

桥接到金属电极上的原子线，在纳米电子学中被视作一种分子联结，是当前低维系统电子输运研究中的热点．本文对金属电极-原子线-金属电极系统进行了简化，合理地构造出简单的类似分子的模型，利用传统的量子化学从头计算方法，计算了金属电极-原子线-金属电极的能级结构、电极与原子线间的轨道能量、电行转移以及布居分析．计算结果表明：原子线在连接不同结构类型的电极后电荷转移明显不同，体现了不同电极与原子线的相互作用，这些不同于以前的理论结果．     

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。     

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。     

分子线的电子结构研究

分子通过硫氢官能团可以很强地吸附于金表面上,从而可作为连接体用于纳米电子学中的分子器件.本文利用密度泛函理论计算了分子的电子结构,讨论了温度对分子结构的影响,并利用轨道的扩展情况讨论了分子电子结构对分子线电导的影响.     

B、N掺杂4-ZGNR电子输运性质的理论计算

运用密度泛函理论结合非平衡格林函数的方法,对锯齿型石墨烯纳米带4-ZGNR掺杂B、N原子的电子输运进行了计算.结果得到在0～1.0V的电压范围内,4-ZGNR及其分别掺杂B、N原子3种纳米器件的电流-电压曲线具有明显的非线性关系;掺杂B、N对4-ZGNR费米能级附近电子的输运起到了一定抑制作用,在一定能量区域的电子存在完全共振背散射;4-ZGNR掺杂B原子后表现出负微分电阻现象.