光敏分子开关可以通过光化学反应实现高低导电状态的转换,特点是响应时间短、可逆性好,将在未来信息存储中发挥重要的作用。目前,光敏分子开关通常选取金属材料作为电极,而以石墨烯为电极的研究报道还很少。石墨烯是迄今已知最薄的二维量子体系,具有结构稳定、导热性好、调控方式多等特点,是构成光敏分子开关理想的电极材料。本项目利用基于非平衡格林函数和密度泛函理论相结合的第一性原理计算方法,研究偶氮苯、二芳烯等典型光敏分子与质朴石墨烯电极构成分子开关器件的电子结构和输运性质。然后从调控石墨烯电极入手,定量地分析石墨烯电极宽度和手性、缺陷和形变、非对称连接以及边缘饱和原子取代对以石墨烯为电极的光敏分子开关电子输运性质的影响,拓宽调控光敏分子开关电子输运性质的途径。在此基础上,探寻新型光敏分子并设计出尺寸小、开关比高的开关器件,为推动光敏分子开关在信息存储方面的深入研究和实用化提供理论基础。
英文主题词molecular device;molecular switching;density functional theory;;