DNA有机器件中电荷和自旋输运理论研究

DNA分子具有独特的自组装和自识别功能，潜在的电磁光特性可使其作为分子电子学良好的候选材料。DNA作为有机分子材料，具有较弱的自旋轨道耦合，有利于自旋的长距离输运。本项目拟在前期工作的基础上，结合非平衡格林函数和紧束缚模型，深入研究基于DNA的有机器件中的电荷和自旋输运性质。具体内容包括DNA分子的三维空间结构对于电荷输运的影响；DNA分子的软性以及自旋相关界面耦合对于"铁磁/DNA/铁磁"结构磁电阻的影响；外磁场对于"铁磁/G4-DNA/铁磁"结构磁电阻的调控。通过该项目研究可以深入理解DNA的功能特性以及DNA分子器件中的自旋注入与输运过程，揭示外磁场对于DNA有机器件磁电阻的调控，从而为DNA有机器件的开发和应用提供理论支持。

DNA分子具有独特的自组装和自识别功能，潜在的电磁光特性可使其作为分子电子学良好的候选材料。DNA作为有机分子材料，具有较弱的自旋轨道耦合，有利于自旋的长距离输运。本项目结合非平衡格林函数和紧束缚模型，深入研究基于DNA的有机器件中的电荷和自旋输运性质。具体内容包括DNA分子的三维空间结构对于电荷输运的影响；铁磁电极连接的DNA分子器件中的自旋输运。研究发现注入电荷在DNA分子三维空间上的电势分布会压制通过分子的电流，当分子中电势降落比例超过临界值后，会出现负微分电阻现象。注入电荷和晶格变化不能引起磁电阻较大的变化，因此铁磁电极连接的DNA分子中的磁电阻效应是可以在室温下存在的。金属修饰的DNA分子可以产生自旋极化电流，可以通过门电极控制自旋极化。