不飽和有機分子隧道結的制備及其電學性能研究.pdf

1、電子在有機分子中的傳輸機理已成為當今分子電子學領域的前沿研究課題之一。有機分子主鏈結構是影響電子傳輸特性的一個重要因素,研究分子結構與電子傳輸特性的關系,對構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筑了一系列的有機分子毛細管隧道結。在常溫下,通過測試有機分子隧道結的電學性質,研究有機分子的結構對電子傳輸特性的影響。同時對部分有機分子進行了理論計算,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系。
　　在實驗中可以測得“鎵-自組裝有機單分子層-鎵”分子隧道結的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在常溫下明顯地體現(xiàn)出非線性的電子傳輸性質,具有整流的性能。分子隧道結的能帶寬度值可以由dI/dV-V曲線測算出來。通過對 C7H15OH、C4H9CH=CHCH2OH、C3H7CH=CHC2H4OH、C2H5CH=CHC3H6OH和CH3CH=CHC4H8OH五

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

4、CH2C6H4CH2OH、HOCH2CH=CHCH2OH、HOOCCH2C6H4CH2COOH和HOOCCH2CH=CHCH2COOH四種有機分子的研究發(fā)現(xiàn):苯環(huán)結構比雙鍵結構更易使電子在分子隧道結中進行傳輸;通過對HOCH2C6H4CH2OH、HOCH2CH≡CHCH2OH、ClCH2C6H4CH2Cl和ClCH2CH≡CHCH2Cl四種有機分子的研究發(fā)現(xiàn):苯環(huán)結構比叁鍵結構更易使電子在分子隧道結中進行傳輸。
　　對有機分子進行