收藏本站
《复旦大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

有机分子器件电子输运性质的第一性原理研究

梁云烨  
【摘要】: 本论文详细讨论了分子器件的第一性原理计算的理论方法,并以此方法为基础结合具体的量子化学程序包,研究了分子器件中的几个具体的问题。在我们的计算方法中使用到了密度泛函理论及非平衡态格林函数,其中,密度泛函理论使用来具体描述体系的电子结构,而使用非平衡态格林函数,可以得到我们所研究体系的输运性质。在具体的计算过程中,电子结构的计算是通过使用量子化学程序包来实现的。由于普通的量子化学程序包主要是用来计算孤立体系的,而在我们的计算中,由于分子与导线相连,加上偏压后,会有电子流人或流出,因而是一个开放的体系。因此,普通的量子化学程序包并不能直接用来研究,必须对其进行适当的修改,使之对于开放的体系依然适用。由此计算可得到开放体系的电子结构,并将其带入非平衡态格林函数中,求得我们所关心的分子的电导及I-V曲线。 本论文包括以下几部分内容: 第一章简要介绍了分子电子学发展的背景同时也介绍了实验中经常用到的几种测量方法。 第二章对密度泛函理论做了相应的介绍。密度泛函理论是我们计算电子结构最主要的方法,由它得到的结构较为精确,同时,计算的成本又不是太高。密度泛函理论本身在形式上是严格的,但是,由于交换关联势的具体形式未知,因而需要引入不同的近似形式。常用的近似有局域密度近似(LDA),广义梯度近似(GGA)等。同时,电子结构的计算需要使用自恰迭代的方法来求解Kohn-Sham方程。 第三章介绍了非平衡态格林函数的理论基础及其在输运问题中的应用。非平衡态格林函数比平衡态格林函数略微复杂,但是平衡态格林函数所具有的一些性质,如可以做微扰展开,展开式可以写为Dyson方程等仍然适用。同时讨论了非平衡态格林函数在介观体系输运问题中的应用,得到了描写体系输运性质的方程。 第四章主要介绍了如何使用量子化学程序实现开放体系的电子结构计算,阐述了计算方法的建立及其相关的细节问题。 第五章中我们使用前几章中的计算方法,具体计算了棒状分子,并将计算的结果与实验结果作了比较。同时解释了实验中观测到的随机效应。 第六章中我们研究了转动分子的开关特性。我们计算的分子的构型在外电场中可以改变,由一个开(关)状态变化为另一个关(开)状态,并且,讨论了其添加不同的施主或受主基团时的开关性质。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O488

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 龚新高;高温及高压下液体镓的结构——第一性原理分子动力学方法研究[J];物理学报;1995年06期
2 闫万珺;谢泉;朱林山;金石声;;固体能带计算方法[J];贵州大学学报(自然科学版);2006年01期
3 毛宏颖;胡昉;吴太权;鲍世宁;;利用紫外光电子谱和第一性原理确定四苯基卟啉的结构与电子态[J];真空科学与技术学报;2007年05期
4 程正则;蒋逢春;;SrBi_2Ta_2O_9铁电相光学特性的第一性原理研究[J];山西大学学报(自然科学版);2007年04期
5 王舒东;赵国军;K.Akai;M.Matsuura;;Na_xCoO_2热电性质的第一性原理研究(英文)[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2008年02期
6 吴玉喜;李腾;胡智向;;应力对Co掺杂ZnO光学性质的影响[J];徐州工程学院学报;2008年04期
7 张敏妍;张建民;;金属Pt三个低指数晶面的表面能和弛豫第一性原理研究[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2009年04期
8 陈国栋;王六定;安博;杨敏;;碳掺杂硼氮纳米管电子场发射的第一性原理研究[J];物理学报;2009年S1期
9 牛丽;朱嘉琦;高巍;杜善义;;非晶碳薄膜振动拉曼光谱的第一性原理研究[J];光谱学与光谱分析;2009年09期
10 李巧芬;屠彦;于金;;第一性原理研究PDP放电单元MgO保护层各种空缺对二次电子发射系数的影响[J];真空科学与技术学报;2009年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 欧阳楚英;施思齐;王兆翔;李泓;黄学杰;陈立泉;;Cr掺杂的LiFePO_4正极材料:第一性原理研究和蒙特卡罗模拟[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年
2 潘红亮;王月花;;铁酸铋光学特性的第一性原理研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
3 胡春丽;章永凡;李俊篯;;GaN(0001)表面吸附O_2的第一性原理研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
4 曾凡林;孙毅;;PVDF单链拉伸的第一性原理模拟[A];第七届海峡两岸工程力学研讨会论文摘要集[C];2011年
5 陈军;;加载条件下复杂结构材料的动力学行为的第一性原理研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
6 王学业;罗本华;;第一性原理研究Bi掺杂六方相SrMnO_3的结构、电子和磁性质[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
7 孙弘;张翼;潘梓城;;轻元素超硬材料的第一性原理计算研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
8 杨磊;方源达;宋丹丹;刘临利;郑全超;;稀土金属掺杂ZnO磁学和光学性质的第一性原理研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
9 章永凡;邢伯蕾;秦改萍;李俊篯;;氧分子在VC(001)面解离过程的第一性原理研究[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
10 盖艳琴;姚斌;范希武;;表面水吸附对p型ZnO电学性质影响的第一性原理研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 崔凤山 记者 姜雪松;市自然科学技术成果奖揭晓[N];哈尔滨日报;2009年
2 陈丹;普通材料可“拉伸”成新型磁性铁电体[N];科技日报;2010年
3 记者 李大庆 通讯员 贾宝余;我科学家提出元素碳的一种新结构[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢禹;简单金属元素及其金属间化合物高压物理性质的第一性原理研究[D];吉林大学;2010年
2 付强;若干表面体系反应及动力学行为的第一性原理研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 陈伟;过渡金属氮化物和硼化物的第一性原理研究[D];浙江大学;2010年
4 饶建平;金属Nb及其空位与H的相互作用的第一性原理研究[D];南昌大学;2011年
5 张云丽;铁砷基超导体及稀磁半导体Sn_(1-x)Zn_xO_2的第一性原理研究[D];浙江大学;2013年
6 许勤芳;几种钙钛矿氧化物异质界面电子结构与磁性质的第一性原理研究[D];南京大学;2013年
7 唐建平;第一性原理研究CdS和ZnS中的d~0铁磁性[D];湖南大学;2014年
8 张玉娟;温稠密乙烷等流体物性的第一性原理分子动力学研究[D];中国工程物理研究院;2013年
9 姚强;若干新材料相稳定性及力学性能的第一性原理研究[D];上海交通大学;2008年
10 赵广辉;层状类钙钛矿结构有机—无机杂合物电子结构的第一性原理研究[D];武汉理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴晓;高压下AlH_3相变的第一性原理研究[D];华东师范大学;2010年
2 刘小村;8-羟基喹啉铝及其衍生物的第一性原理研究[D];山东建筑大学;2011年
3 何开华;典型半导体材料的第一性原理研究[D];四川师范大学;2005年
4 李河;ZnO电子结构与基本属性的第一性原理研究[D];武汉理工大学;2010年
5 刘长明;双钙钛结构材料Ba_2FeReO_6的第一性原理研究[D];浙江大学;2011年
6 周德志;N型ZnO高温电极制备及NaCo_2O_4第一性原理分析[D];广东工业大学;2011年
7 杨琴;Cu掺杂GaN基稀磁半导体的第一性原理研究[D];华东师范大学;2011年
8 刘鑫;金属氟化物相变机制的第一性原理研究以及高压结构预测[D];吉林大学;2010年
9 张海东;Ni_n(n=1~13)团簇的第一性原理研究[D];南京师范大学;2006年
10 冯桂英;硼掺杂对β-SiC光学性质的影响[D];燕山大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026