利用分子丰富的电学性质来构造分子器件是纳器件的重要发展方向之一。分子器件的电输运性质与分子性质、分子与电极的接触形状以及接触位置、周围环境等因素有关。分子器件的大规模应用取决于如何保证分子器件制备的精确性和可重复性。对分子器件的理论研究包括了对器件电输运机制的理解和为分子器件提供表征技术。本项目考虑了分子的振动模式,发展了非弹性电子散射格林函数方法,在第一性原理的基础上计算了分子器件的非弹性电子隧穿谱。主要取得了如下成果(1)建立了分子器件非弹性电子输运的理论方法,完善了分子器件电输运理论体系;(2)发现了分子器件的非弹性电子隧穿谱与分子结构、分子与电极的接触形状和位置、电极间的距离密切相关,表明了利用非弹性电子隧穿谱可从微观上调控分子器件的制备;(3)数值证明了分子器件非弹性电子随穿谱对振动模式的有取向择优性。(4)计算了硫醇癸烷分子器件的非弹性电子隧穿谱,通过与实验结果比较,确定了硫醇癸烷分子在金属表面上的取向和分子结的微观结构;(5)计算了硫醇癸烷分子结的非弹性电子隧穿谱,通过与实验结果比较,确定了1,3-二硫丙烷分子器件的微观结构。
英文主题词molecular devices; electron-phonon coupling; electronic transport properties; inelastic scattering Green function method