不飽和有機(jī)分子隧道結(jié)的制備及其電學(xué)性能研究.pdf

1、電子在有機(jī)分子中的傳輸機(jī)理已成為當(dāng)今分子電子學(xué)領(lǐng)域的前沿研究課題之一。有機(jī)分子主鏈結(jié)構(gòu)是影響電子傳輸特性的一個(gè)重要因素,研究分子結(jié)構(gòu)與電子傳輸特性的關(guān)系,對(duì)構(gòu)筑具有特定功能的分子器件有著十分重要的意義。本論文采用金屬鎵作為電極材料,通過分子自組裝的方式構(gòu)筑了一系列的有機(jī)分子毛細(xì)管隧道結(jié)。在常溫下,通過測(cè)試有機(jī)分子隧道結(jié)的電學(xué)性質(zhì),研究有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)對(duì)電子傳輸特性的影響。同時(shí)對(duì)部分有機(jī)分子進(jìn)行了理論計(jì)算,研究分子的最高已占軌道與最低未占軌

2、道的能帶間隙(HLG)與電子傳輸特性的關(guān)系。
　　在實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)得“鎵-自組裝有機(jī)單分子層-鎵”分子隧道結(jié)的I-V曲線和dI/dV-V曲線。通過I-V曲線可以看出分子隧道結(jié)在常溫下明顯地體現(xiàn)出非線性的電子傳輸性質(zhì),具有整流的性能。分子隧道結(jié)的能帶寬度值可以由dI/dV-V曲線測(cè)算出來。通過對(duì) C7H15OH、C4H9CH=CHCH2OH、C3H7CH=CHC2H4OH、C2H5CH=CHC3H6OH和CH3CH=CHC4H8OH五

3、種有機(jī)分子的研究發(fā)現(xiàn):飽和有機(jī)分子的隧道結(jié)比不飽和有機(jī)分子的隧道結(jié)更難進(jìn)行電子傳輸;結(jié)構(gòu)相似但雙鍵的位置不同的有機(jī)分子,雙鍵位置的變化對(duì)分子隧道結(jié)電子傳輸特性的影響不大;通過對(duì)HOCH2C6H4CH2OH、ClCH2C6H4CH2Cl和BrCH2C6H4CH2Br三種有機(jī)分子的研究發(fā)現(xiàn):有機(jī)分子末端官能團(tuán)的變化對(duì)“鎵-自組裝有機(jī)單分子層-鎵”分子隧道結(jié)的電子傳輸特性有影響,末端官能團(tuán)的電負(fù)性越大,電子越難在分子隧道結(jié)中傳輸。通過對(duì) HO

4、CH2C6H4CH2OH、HOCH2CH=CHCH2OH、HOOCCH2C6H4CH2COOH和HOOCCH2CH=CHCH2COOH四種有機(jī)分子的研究發(fā)現(xiàn):苯環(huán)結(jié)構(gòu)比雙鍵結(jié)構(gòu)更易使電子在分子隧道結(jié)中進(jìn)行傳輸;通過對(duì)HOCH2C6H4CH2OH、HOCH2CH≡CHCH2OH、ClCH2C6H4CH2Cl和ClCH2CH≡CHCH2Cl四種有機(jī)分子的研究發(fā)現(xiàn):苯環(huán)結(jié)構(gòu)比叁鍵結(jié)構(gòu)更易使電子在分子隧道結(jié)中進(jìn)行傳輸。
　　對(duì)有機(jī)分子進(jìn)行