《有機-金屬配合物的自旋輸運性質研究》是依託華中科技大學，由姚凱倫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：有機-金屬配合物的自旋輸運性質研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：姚凱倫
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
根據已有的實驗事實，從實際材料中抽象出理論模型，利用非平衡態格林函式理論 (Nonequilibrium Green's function theory)(NEGFT)方法對有機配體-金屬化合物的自旋輸運性質進行研究，探索其磁相互作用機理及量子輸運效應，為有機配體-金屬化合物的設計和組裝、在分子元器件的設計和套用上提供理論依據。並且利用密度泛函理論與非平衡態格林函式相結合的方法對有機半金屬配合物磁體-無機電極界面、有機半導體配合物磁體-無機電極界面的電子和自旋輸運進行研究，並研究其磁阻效應和負微分電阻現象，研究其輸運機理，為有機自旋電子學的發展提供理論基礎，促進凝聚態物理與化學、材料學科的交叉發展。
結題摘要
本項目運用和發展了非平衡態格林函式結合密度泛函理論，對一系列有機-金屬配合物的自旋輸運性質進行了研究，設計和組裝了具有高自旋過濾效應和負微分電阻效應的自旋電子學器件，為自旋電子學器件的製備提供了理論基礎。(1) 研究了一維三明治結構的有機-金屬配合物分子團簇，分析其電磁性質及結合金電極之後的輸運性質和機理，為低維自旋電子學器件的製備提供一些理論基礎。低維自旋電子學是結合納米電子學和自旋電子學的交叉科學，它結合了兩者的優勢。我們發現一維有機金屬團簇在輸運中有高自旋過濾效應和負微分電阻效應。此外，我們還發現了新的一維三明治有機金屬結構的的新有機半金屬材料。(2) 我們設計了一個單分子電子學器件，它是由單個噻吩分子夾在兩個一維的金電極之間構成。兩種不同的接觸界面被研究，一種是將分子通過兩端的S基對稱地連線到兩邊的金表面，另一種是非對稱結構，將分子的一端通過巰基(-S)連線到金表面，而另一端通過H原子物理吸附到金表面。計算的電流電壓曲線顯示了奇異的負微分電阻和整流效應，同時還伴隨著振盪特性。這些現象在過去他人的理論與實驗結果中並未發現。(3)我們討論了一種石墨烯異質結中溫差和自旋流之間的關係，得到了理想的自旋塞貝克效應，並指出了熱生純淨自旋流的可能性。這種器件在有無外磁場下，熱致電流的差異非常大，產生了熱致龐磁阻效應。我們還設計了基於石墨炔納米帶的二極體、自旋過濾器、自旋場效應管以及熱自旋電子學器件等。
