分子尺度器件輸運(yùn)性質(zhì)與調(diào)控的理論研究
定 價(jià)：69 元
- 作者：嚴(yán)深浪，岑康微，陳銅著
- 出版時(shí)間：2022/12/1
- ISBN：9787502493431
- 出 版 社：冶金工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TH821
- 頁碼：152頁
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：24開
本書應(yīng)用密度泛函理論和非平衡格林函數(shù)輸運(yùn)理論相結(jié)合的第一性原理計(jì)算方法，深入研究了若干分子器件的自旋極化輸運(yùn)性質(zhì)，重點(diǎn)研究了錨定基團(tuán)、邊緣修飾、電極與分子的接觸方式、電極材料以及分子間的相互作用、配位原子摻雜、分子鏈的長(zhǎng)度、電極-分子的接觸類型、分子結(jié)的構(gòu)型、化學(xué)修飾以及門壓等調(diào)控方法對(duì)分子尺度器件自旋極化輸運(yùn)性質(zhì)的影響。觀察到明顯的負(fù)微分電阻行為、電學(xué)整流效應(yīng)，深入探討了分子器件中的開關(guān)比、自旋過濾以及自旋極化等，并給出了相應(yīng)的輸運(yùn)量子調(diào)控的理論機(jī)理。
自1947年晶體管發(fā)明以來，半導(dǎo)體技術(shù)迅猛發(fā)展，晶體管尺寸越來越小，集成度不斷提高，但是當(dāng)硅片絕緣層的厚度小于一定厚度時(shí)，量子隧穿效應(yīng)將導(dǎo)致絕緣失效。因此，為尋求替代者，人們提出了利用分子或低維納米材料來制備電子器件，并且通過科研工作者的不斷努力，無論在理論還是實(shí)驗(yàn)上都取得了巨大進(jìn)步。然而，該領(lǐng)域的研究仍處于探索的初級(jí)階段，遠(yuǎn)未達(dá)到成熟應(yīng)用的程度，還有很多問題亟待解決，還有很多的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論相差甚遠(yuǎn)且重復(fù)性差，還有很多有趣現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理不明確。特別是分子尺度器件，由于電子除了帶有電荷的特性，還具有另一個(gè)內(nèi)稟屬性，即電子自旋。電子自旋的存在使得對(duì)電子的描述又增加了一個(gè)自由度，這使得電子輸運(yùn)性質(zhì)機(jī)理更為復(fù)雜，影響的因素更為精細(xì)。因此，有必要進(jìn)一步深入研究分子器件中電子輸運(yùn)性質(zhì)的操縱及利用，使得分子尺度電子器件擁有更多的功能，本書詳細(xì)介紹了幾位作者近年來的研究成果，供讀者參考，并期待來自各方面的建議和指正，同時(shí)也期待我們共同努力實(shí)現(xiàn)電子器件的一場(chǎng)新的信息科學(xué)革命。
本書主要內(nèi)容如下：
第1章主要介紹了自旋電子學(xué)和有機(jī)自旋電子學(xué)，以及分子尺度器件研究的現(xiàn)狀和存在的困難。
第2章主要介紹了本書研究的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。
第3章主要研究了分子器件自旋極化輸運(yùn)的性質(zhì)與調(diào)控，具體探討了四聚噻分子結(jié)自旋輸運(yùn)的性質(zhì)，研究了磁電極的磁性平行和反平行時(shí)自旋注入的效率和磁阻率，并對(duì)所得到的結(jié)果進(jìn)行深層次的探討和理論分析；分析了將Ni（dimt）2分子通過磁性（Ni、Mn）和非磁性錨定基團(tuán)S連到Au（111）表面，磁性和非磁性錨定基團(tuán)對(duì)自旋極化輸運(yùn)調(diào)控的作用和機(jī)理：研究了磁性電極對(duì)分子器件自旋極化輸運(yùn)的影響和調(diào)制機(jī)理。
第4章主要研究了石墨烯納米帶自旋極化輸運(yùn)與調(diào)控，具體分析了鋸齒形石墨烯納米帶邊緣Fe取代方式的不同對(duì)自旋輸運(yùn)的影響和調(diào)控，以及鋸齒石墨烯納米帶與鋸齒形石墨烯納米帶片組成的分子結(jié)，其交疊面積對(duì)自旋極化輸運(yùn)的影響和調(diào)制。
第5章主要研究了類石墨烯二維納米材料輸運(yùn)性質(zhì)與調(diào)控，具體研究鋸齒形邊緣8/γ石墨炔納米帶的電子能帶結(jié)構(gòu)和輸運(yùn)性質(zhì)。研究了二維納米片磷化碳（CP）和準(zhǔn)一維磷化碳納米帶的電子結(jié)構(gòu)調(diào)制以及不同磷化碳納米帶結(jié)的電子輸運(yùn)特性；研究了二維雙層氮化鎵納米衍生物的電子結(jié)構(gòu)和輸運(yùn)性質(zhì)；研究了空位缺陷和應(yīng)□工程對(duì)PtSe2單分子層電子性能的影響。
第6章主要研究了基于長(zhǎng)度無關(guān)五-四-五邊形碳基分子多功能器件，具體探討了共面和非共面PTP分子器的自旋分離和整流效應(yīng)，以及TPO納米帶電子結(jié)構(gòu)與輸運(yùn)特性。
目錄 1緒論1 1．1自旋電子學(xué)1 1．1．1自旋電子學(xué)簡(jiǎn)介1 1．1．2有機(jī)自旋電子學(xué)簡(jiǎn)介2 1．2自旋電子器件簡(jiǎn)介2 1．2．1無機(jī)自旋電子器件簡(jiǎn)介2 1．2．2有機(jī)自旋電子器件簡(jiǎn)介7 1．3單分子自旋電子器件的研究現(xiàn)狀及磁電阻效應(yīng)11 1．3．1單分子自旋電子器件的研究現(xiàn)狀11 1．3．2磁電阻效應(yīng)13 1．4研究分子器件輸運(yùn)性質(zhì)的目的與意義15 2理論基礎(chǔ)與計(jì)算方法17 2．1第一性原理計(jì)算17 2．1．1絕熱近似17 2．1．2HartreeFock近似和自洽場(chǎng)方法18 2．1．3密度泛函理論202．2格林函數(shù)方法25 2．2．1平衡格林函數(shù)25 2．2．2非平衡格林函數(shù)26 2．3非平衡態(tài)格林函數(shù)在分子器件中的應(yīng)用28 2．3．1LandauerBüttiker公式29 2．3．2電流計(jì)算公式29 2．3．3分子器件中電流的計(jì)算32 2．4計(jì)算軟件介紹34 3分子器件自旋極化輸運(yùn)的性質(zhì)與調(diào)控36 3．1分子器件自旋注入與自旋輸運(yùn)的研究36 3．1．1計(jì)算模型和方法36 3．1．2結(jié)果分析及討論37 3．1．3研究結(jié)論42 3．2錨定基團(tuán)對(duì)自旋極化輸運(yùn)的影響42 3．2．1計(jì)算模型的構(gòu)建43 3．2．2計(jì)算結(jié)果分析與討論443．2．3研究結(jié)論51 3．3磁性電極對(duì)自旋極化輸運(yùn)的影響51 3．3．1計(jì)算模型的構(gòu)建和研究方法52 3．3．2計(jì)算結(jié)果分析與討論53 3．3．3研究結(jié)論59 4石墨烯納米帶自旋極化輸運(yùn)與調(diào)控的研究60 4．1邊緣Fe取代的鋸齒形石墨烯納米帶自旋輸運(yùn)性質(zhì)60 4．1．1計(jì)算模型的構(gòu)建和研究方法61 4．1．2計(jì)算結(jié)果討論與分析62 4．1．3研究結(jié)論68 4．2鋸齒形石墨烯納米帶結(jié)的自旋輸運(yùn)性質(zhì)的研究68 4．2．1計(jì)算方法69 4．2．2計(jì)算結(jié)果討論與分析70 4．2．3研究結(jié)論78 5類石墨烯二維納米材料輸運(yùn)性質(zhì)與調(diào)控的研究795．1鋸齒形邊緣石墨炔納米帶分子納米結(jié)中的自旋輸運(yùn)性質(zhì)79 5．1．1石墨炔分子器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算模型的構(gòu)建80 5．1．2計(jì)算結(jié)果討論與分析82 5．1．3研究結(jié)論88 5．2磷化碳納米衍生物電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的調(diào)控研究89 5．2．1模型結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法90 5．2．2結(jié)果與討論90 5．2．3研究結(jié)論97 5．3低維氮化鎵納米衍生物電子結(jié)構(gòu)和輸運(yùn)性質(zhì)研究98 5．3．1模型結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法99 5．3．2結(jié)果與討論100 5．3．3研究結(jié)論105 5．4空位缺陷和應(yīng)□工程對(duì)二維PtSe2電子結(jié)構(gòu)特性的影響1075．4．1計(jì)算細(xì)節(jié)108 5．4．2結(jié)果和討論108 5．4．3研究結(jié)論112 6基于長(zhǎng)度無關(guān)五四五邊形碳基分子多功能器件 113 6．1計(jì)算模型和方法115 6．2結(jié)果與討論116 6．2．1共面PTP分子器的自旋分離和整流效應(yīng)研究117 6．2．2非共面PTP分子器件的自旋效應(yīng)研究120 6．2．3TPO納米帶電子結(jié)構(gòu)與輸運(yùn)特性124 6．3研究結(jié)論129 參考文獻(xiàn)131
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