《有機單分子整流器中量子干涉效應的研究》是依託山東大學，由崔彬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：有機單分子整流器中量子干涉效應的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：崔彬
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
最近的實驗研究證實量子干涉效應對分子器件的電荷輸運性質具有重要影響，這為實現和調控高性能分子整流器提供了新思路。本課題擬圍繞量子干涉效應，採用擴展的準一維緊束縛SSH模型結合非平衡格林函式（NEGF）方法，研究電極/有機單分子/電極“三明治”結構分子整流器中的非線性電輸運性質。通過模擬具有側基、環路或平行排列等結構（如芳烴分子、輪烯分子）的分子整流器，探討側基位置、分子結構、連線形態以及電子－晶格相互作用等因素對相關電子態的影響，揭示由於波函式波程差、近簡併態退相干以及法諾（Fano）共振等因素所產生的量子干涉現象及其調控手段。在此基礎上，設計二分子或多分子平行排列的分子整流器模型，研究分子間相互作用對量子干涉效應及整流特性的影響，並與相關實驗結果進行比較。該項目的實施，將深化對分子器件中量子干涉效應的理解，並為高性能的分子整流器的設計與製備提供理論指導，推動分子電子學的發展。
結題摘要
量子干涉效應是量子系統中的重要現象，對納米級的單分子器件的輸運性能，有重要的影響。本研究中，我們採用緊束縛或者DFT方法描述納米器件的電子結構，通過幾何上的多通路、對稱結構，使分子器件中實現量子相干。我們通過分析發現，體系中出現的量子干涉現象，主要是量子干涉相消，多通路情況下，總電流小於多個單通路電流代數加和；或者，由於對稱性較高的結構中，出現擴展的近簡併相干態，在偏壓作用下，出現簡併破除的退相干的局域態，使電流在達到偏壓閾值後出現驟降。我們研究了，n-acene分子的電輸運現象，發現了明顯的電流擬制。另一方面，基於石墨烯、矽烯等二維結構納米條帶，也是實現量子干涉現象的實驗平台。在偶數寬度Zigzag型矽烯條帶中出類似於石墨烯的納米條帶的透射率gap，進而，通過設計邊界的化學修飾（H，O，OH等），改變對稱性，來調控相干性，我們得到了一系列的有意義的結果。此外，我們還關注到，在多種納米條帶結中的，都有磁性相關的輸運現象。最後我們還設計了由C20為基本單元構成的蜂窩狀二維材料，由於相干的分子軌道，形成了Dirac和拓撲平帶，實現由門電壓調製的分子自旋場效應管。這些結果為新的納米電子學器件的設計提供線索和依據，推動了分子電子學的發展。
