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以石墨烯为电极的有机噻吩分子整流器的设计及电输运特性研究

俎凤霞 张盼盼 熊伦 殷勇 刘敏敏 高国营

以石墨烯为电极的有机噻吩分子整流器的设计及电输运特性研究

俎凤霞, 张盼盼, 熊伦, 殷勇, 刘敏敏, 高国营
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  • 传统硅基半导体器件受到了量子尺寸效应的限制,发展分子电子学器件有可能解决这一难题.本文提出了由石墨烯电极和有机噻吩分子相结合构造分子器件的思想,建构了石墨烯-噻吩分子-石墨烯结构的分子器件,并运用非平衡态格林函数结合密度泛函理论的方法研究了其电输运特性.系统地分析了电子给体氨基和电子受体硝基两种取代基的位置对有机噻吩分子电输运的影响.计算表明,有机噻吩二聚物被氨基和硝基取代后会产生明显的负微分电阻效应和整流效应.进一步对产生这些效应的物理机制进行分析,发现氨基的位置可以调整负微分电阻的强弱,硝基的位置可以改变整流的方向.
      通信作者: 熊伦, 13971624916@163.com
    • 基金项目: 湖北省教育厅科学研究计划(批准号:Q20151510)和武汉工程大学科学研究基金(批准号:K201477)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-29
  • 修回日期:  2017-01-20
  • 刊出日期:  2017-05-05

以石墨烯为电极的有机噻吩分子整流器的设计及电输运特性研究

  • 1. 武汉工程大学理学院, 武汉 430205;
  • 2. 华中科技大学物理学院, 武汉 430074
  • 通信作者: 熊伦, 13971624916@163.com
    基金项目: 

    湖北省教育厅科学研究计划(批准号:Q20151510)和武汉工程大学科学研究基金(批准号:K201477)资助的课题.

摘要: 传统硅基半导体器件受到了量子尺寸效应的限制,发展分子电子学器件有可能解决这一难题.本文提出了由石墨烯电极和有机噻吩分子相结合构造分子器件的思想,建构了石墨烯-噻吩分子-石墨烯结构的分子器件,并运用非平衡态格林函数结合密度泛函理论的方法研究了其电输运特性.系统地分析了电子给体氨基和电子受体硝基两种取代基的位置对有机噻吩分子电输运的影响.计算表明,有机噻吩二聚物被氨基和硝基取代后会产生明显的负微分电阻效应和整流效应.进一步对产生这些效应的物理机制进行分析,发现氨基的位置可以调整负微分电阻的强弱,硝基的位置可以改变整流的方向.

English Abstract

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