21809.環(huán)狀硅烷的合成及單分子電性能測試

1、學校代碼：10270分類號：O62學號：122200791碩士學位論文環(huán)狀硅烷的合成及單分子環(huán)狀硅烷的合成及單分子電性能測試電性能測試學院：生命與環(huán)境科學學院專業(yè)：有機化學研究方向：有機光電材料研究生姓名：上官之春指導教師：肖勝雄教授完成日期：2015年4月上海師范大學碩士學位論文摘要I論文題目：環(huán)狀硅烷的合成及單分子電性能測試學科專業(yè)：有機化學學位申請人：上官之春指導教師：肖勝雄教授摘要摘要單晶硅在半導體材料中占據(jù)著重要的地位，其化學

2、結構是由SiSiσ單鍵相互連接而形成的正八面體結構。金剛烷與單晶硅具有相同的空間結構，但兩種材料的物理、化學、電學性能卻有本質上的差異。分子形態(tài)是宏觀單晶硅半導體材料的主要組成部分。由摩爾定律可知，半導體器件尺寸會越來越小，硅電子器件也有同樣的趨勢。當硅電子器件尺寸從宏觀狀態(tài)變成小分子尺度——單個有機硅分子，宏觀下的電學規(guī)律將不再適用。因此研究納米尺度下有機硅分子的電子行為具有非常重要的科學意義。目前已知，分子構象和分子張力是影響單分子

3、電導的重要因素，我們期望通過對這兩個因素的可控調節(jié)，來研究它們對有機硅分子電導性能的影響。本論文的主要研究內容是環(huán)硅烷結構的電子傳遞特性。目前已報道的環(huán)硅烷結構有很多，例如：四元環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)硅烷等。相比于已報道的結構，本論文的一個突出特點在于，經(jīng)過特定的修飾，可以使環(huán)硅烷連接在單分子器件中，進而能測試其電子傳輸特性。掃描隧道顯微鏡斷裂分子結（STMBJ）測試是一種被廣泛應用于研究電子遷移機理的基礎實驗方法，該方法將有機分子連接在針

4、尖與金屬基底之間，并測試單一分子的電子傳遞性能。例如：STMBJ測試不僅可用于研究電子傳遞機理（隧穿、共振躍遷或連續(xù)躍遷），還可以了解載流子的本質（電子或空穴）。STMBJ測試不僅為分子電子學的發(fā)展提供強大的實驗手段，同時還可以用于研究有機硅單分子器件的電子遷移情況。本文合成了一系列功能化的環(huán)硅烷，并將它們連接在STM的金屬針尖與基底之間，測試了該類環(huán)硅烷的單分子的電學行為。經(jīng)過對實驗結果的分析，得到以下幾點結論：（1）環(huán)戊硅烷：順式構