电子-分子振动相互作用对分子器件稳定性和电学性质影响理论研究

基本信息
批准号:61671021
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:侯士敏
学科分类:
依托单位:北京大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王明郎,涂星辰,王昊,江卓灵,王禹迪
关键词:
分子振动谱局域离子加热分子振动电极声子相互作用电子分子振动相互作用分子器件
结项摘要

Vibrational modes of molecular electronic devices are directly related to the molecular geometry and the bonding configurations at the molecule-electrode interfaces. Furthermore, electron-vibration interaction can transfer energy from the conducting electrons to local molecular vibrational modes and thus increase the effective temperature of the central molecule, which will affect the thermal stability of molecular devices. Therefore, exploring the vibrational properties of molecular devices at steady-state and the effects of electron-vibration interaction on the electronic transport and stability is an important step in molecular electronics. In this project, we will investigate the effects of the applied bias and the electric current on the molecular vibrational modes taking into account the detailed atomic structure of the molecule device, and establish the relation of the Raman spectroscopy with the electric current and the junction conductance. This is realized by employing the non-equilibrium Green's function formalism combined with density functional theory. We will also analyze quantitatively the influence of the electron-vibration and vibration-phonon interactions on the effective temperature of the central molecule and design molecular electronic devices with specific functionality and high stability, which is helpful for the progress of molecular electronics.

分子电子器件的分子振动谱不仅能够反映器件中的分子构型和分子-电极界面的连接状态,而且传导电子与分子振动自由度之间的能量传递还会改变分子的等效温度从而影响器件的稳定性。因此,分子电子器件稳态输运时的分子振动谱、电子-分子振动相互作用对其电学特性和器件稳定性影响的理论研究是分子电子学的重要研究内容。本项目以非平衡格林函数方法和密度泛函理论为主要理论计算工具,明确考虑分子电子器件的原子构型,研究外加偏压和电流对分子振动谱的影响,建立器件的电流、电导与分子拉曼光谱之间的关联;定量分析电子-分子振动相互作用和分子振动-电极声子相互作用对器件中分子等效温度的影响,设计具有特定功能并且结构稳定的分子电子器件。本项目将为分子器件电子输运特性的改进和提高提供理论分析工具,推动分子电子器件的研究深入和进一步实用化。

项目摘要

以非平衡格林函数和密度泛函理论为主要计算方法,研究了分子电子器件稳态输运时的器件结构与性能关系,分析了电子-分子振动相互作用对电子输运特性和器件稳定性的影响,设计了性能优异、结构稳定的分子电子器件并进行了实验制备和电学性能测试,所制备的石墨烯电极单分子场效应晶体管能够在室温下稳定工作而且具有优良的电学性能例如其电流调控可以达到一个量级以上。相关研究成果有助于分子电子器件的进一步实用化。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料LaBiMn_2O_6-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)的制备与电化学性质

中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料LaBiMn_2O_6-Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)的制备与电化学性质

DOI:10.11862/CJIC.2019.081
发表时间:2019
2

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

萃取过程中微观到宏观的多尺度超分子组装 --离子液体的特异性功能

DOI:10.7538/hhx.2022.yx.2021092
发表时间:2022
3

非牛顿流体剪切稀化特性的分子动力学模拟

非牛顿流体剪切稀化特性的分子动力学模拟

DOI:10.7498/aps.70.20202116
发表时间:2021
4

铁路大跨度简支钢桁梁桥车-桥耦合振动研究

铁路大跨度简支钢桁梁桥车-桥耦合振动研究

DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2017.05.0820
发表时间:2017
5

WMTL-代数中的蕴涵滤子及其应用

WMTL-代数中的蕴涵滤子及其应用

DOI:10.11897/SP.J.1016.2018.00886
发表时间:2018

侯士敏的其他基金

批准号:69902002
批准年份:1999
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:90406014
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:重大研究计划
批准号:61071012
批准年份:2010
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:60771002
批准年份:2007
资助金额:26.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

绝缘衬底上有机分子电子学器件的构建—分子结构对电学特性的影响

批准号:61504149
批准年份:2015
负责人:路红亮
学科分类:F0408
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
2

有机功能分子器件中电子输运性质的理论研究

批准号:90403026
批准年份:2004
负责人:陈克求
学科分类:B0301
资助金额:25.00
项目类别:重大研究计划
3

电子-振动相互作用对高分子材料热电性能影响的研究

批准号:21373064
批准年份:2013
负责人:严运安
学科分类:B0302
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

非弹性散射对分子器件电输运性质的影响:分子振动效应

批准号:10674084
批准年份:2006
负责人:王传奎
学科分类:A2004
资助金额:26.00
项目类别:面上项目