有機無機雜化分子的量子輸運及器件設(shè)計.pdf

1、分子電子學研究的是分子水平上的電子學。其目標是用單分子、超分子和分子簇來代替硅基半導體晶體管等固體電子學元件組裝邏輯電路，乃至組裝成完整的計算機。由于傳統(tǒng)硅基電子器件正在接近物理和尺寸的極限，而分子電子學和分子自旋電子學方面的研究能解決上述困難，所以越來越受到人們的關(guān)注。分子電子學的研究內(nèi)容包括各種分子電子器件的合成、性能測試以及如何將它們組裝在一起以實現(xiàn)一定的邏輯功能。人們預期下一代的納米電子（例如分子電子學）將可能超越CMOS技術(shù)而

2、達到新的器件式樣，這種新的式樣是基于像分子這樣的奇異納米材料或者是用自旋流代替電荷流的新穎的量子輸運機制。自旋電子學是研究在固體系統(tǒng)中怎樣去控制和操縱自旋這個自由度的一門科學，其研究核心在固體系統(tǒng)中的自旋極化的和自旋流的量子輸運機制。與只考慮電荷不考慮自旋的傳統(tǒng)半導體電子學相比，自旋電子學器件具有高密度，低功耗，高靈敏度等特點，具有不可估量的潛在應用價值。磁隧道結(jié)已經(jīng)用于硬盤存儲，巨磁阻也已經(jīng)應用與讀寫頭，全球產(chǎn)值達幾百億美元。

3、　　 本論文的研究主要集中在以下幾個方面。一, 利用石墨烯納米帶和其他有機分子設(shè)計和構(gòu)建器件(場效應管，二極管等等)，應用第一性原理的方法(非平衡態(tài)格林函數(shù)結(jié)合密度泛函理論)的理論模擬方法研究有機分子，有機無機雜化分子器件的輸運過程。研究重點集中在電輸運中出現(xiàn)的場效應，整流效應負微分電阻效應的形成機理，為將來分子器件的實際應用提供理論基礎(chǔ)。二, 研究了低維磁性材料，為低維自旋電子學器件的制造建議了一些理論和實驗基礎(chǔ)。低維自旋電子學是結(jié)

4、合納米電子學和自旋電子學的交叉科學，他結(jié)合了兩者的優(yōu)勢。我們發(fā)現(xiàn)過渡金屬摻雜金納米顆粒被巰基鈍化后具有儲氫的功能。我們還發(fā)現(xiàn)了一維的由貴重金屬原子和過渡金屬原子構(gòu)成的半金屬鐵磁材料。特別的是這些半金屬材料全部有金屬原子組成。三, 利用過渡金屬摻雜的氮化硼納米管構(gòu)造了具有原子級別平滑的一維磁隧道結(jié)，發(fā)現(xiàn)了很高的隧道磁阻率。我們構(gòu)建了六方相的鈷/氮化硼/鈷磁隧道結(jié)，除了發(fā)現(xiàn)很高的隧道磁阻外，我們還發(fā)現(xiàn)了對于不同結(jié)構(gòu)的鈷/氮化硼/鈷，氮化硼勢