《單分子磁體電子結構及自旋極化輸運研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由郝華擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：單分子磁體電子結構及自旋極化輸運研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：郝華
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
單分子磁體因為其同時具有塊體磁性材料的磁性質和分子尺度的量子效應，使其表現出很多新奇的電子輸運行為，從而成為分子自旋電子學的主要研究對象之一。目前為止，單分子磁體的電學輸運性質仍處於探索研究之中，很多重要的輸運現象和相關機理還有待揭示。. 為此，我們選取典型的單分子磁體為研究對象，採用密度泛函理論結合非平衡格林函式的方法從以下方面進行研究：（1）分子形式的單分子磁體自身磁性質與其電子結構的對應關係；（2）分子形式的單分子磁體與電極材料耦合構成器件後，以及在各種電學條件下，其磁性、電子結構等性質的變化和典型的自旋極化輸運特性；（3）系統總結以上研究成果，揭示相關輸運機理，設計基於單分子磁體的自旋器件。以上研究為單分子磁體在自旋電子學領域的套用奠定一定的基礎，同時也為材料學家提供器件型單分子磁體材料設計的思路。
結題摘要
單分子磁體材料已成為分子自旋電子學的主要研究對象之一。但該類材料的電學輸運性質仍處於探索研究之中，很多與之相關的電子輸運現象和物理機理還亟待揭示。在本項目的資助下，我們採用密度泛函理論結合非平衡格林函式的理論方法研究了三種典型分子磁體的電子輸運性質以及兩種不同機理的電致磁轉變。相關成果概述如下：（1）在Mn3分子磁體構成的分子結中，分子磁構型的變化使得分子與電極間的耦合發生突變，從而導致截然不同的電子輸運性質；（2）基於單個Fe4分子磁體，我們構建了一個可以工作在室溫下的分子磁存儲器件；（3）鐵硫醚分子磁體不同自旋態對應截然不同的電導態，我們可以此來構建分子開關器件和分子信息存儲器件；（4）分子結中的電極和偏壓對靜電場Stark效應有著重要影響，該影響使得分子結中的電致磁轉變條件與孤立體系電致磁轉變條件截然相反；（5）多餘電子和高自旋磁離子間的磁耦合作用是電致自旋態轉變的關鍵因素，並基於該因素我們建立了分子組成與電致磁轉變行為的對應關係。通過三年的研究，我們正式發表文章3篇，其中包含一篇PRL，有兩篇文章待發表，很好地完成了項目的預定任務。
