【摘 要】
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分子电子学是一门以设计和构建分子尺度微观电路为最终目的的新兴交叉学科,分子导线则是构成分子电子学的重要组成部分,其合成、组装及电子传输性能研究是当今化学、物理、生
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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分子电子学是一门以设计和构建分子尺度微观电路为最终目的的新兴交叉学科,分子导线则是构成分子电子学的重要组成部分,其合成、组装及电子传输性能研究是当今化学、物理、生物及微电子工程领域里一个热门研究课题。本工作合成了一系列具有不同分子长度和不同主链结构的共轭齐聚物型分子导线,系统研究了分子导线的自组装及其电子传输性能。
1.苯乙炔分子导线电子传输机理随长度的转变
通过导电原子力显微镜及扫描隧道显微镜-机械拉断法研究了七种具有不同长度的苯乙炔类分子导线的电学性能,发现当分子长度小于2.75纳米时电导随分子长度增加呈指数衰减,而当分子长度超过2.75纳米时电导随长度增加呈线性衰减。即在临界长度处出现了由隧穿传导向跳跃传导的转变。
2.二茂铁基团的引入对于提高分子电导的作用
设计并合成了四种具有不同长度的在主链上含有二茂铁单元的苯乙炔分子,通过导电原子力显微镜及扫描隧道显微镜-机械拉断法对其电学性质进行了研究,发现其电导比不含二茂铁的苯乙炔分子有不同程度的提高。电导提高的幅度对传导机理具有依赖性。在隧穿传导区与跳跃传导区的界面,观测到了电导随长度增加而升高的反常现象。
3.苯撑类分子导线电子传输性能的长度依赖性
通过导电原子力显微镜及扫描隧道显微镜-机械拉断法研究了五种具有不同长度的齐聚苯撑类分子导线的电学性能,发现分子导线的电导随分子长度增加呈指数衰减,指数衰减因子为3.29nm-1。量子化学计算表明,该体系的电子传输机理可能在五聚体与六聚体之间发生转变。同时借助齐聚苯撑分子导线的导电原子力显微镜测试数据对Molen方程的正确性、适用范围进行了确认。
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