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端基对分子器件整流性质的影响

邓小清 周继承 张振华

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端基对分子器件整流性质的影响

邓小清, 周继承, 张振华

Effects of end groups on the rectifying performance in molecular devices

Deng Xiao-Qing, Zhou Ji-Cheng, Zhang Zhen-Hua
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  • 利用基于非平衡Green函数加密度泛函理论的第一原理方法,研究了以S(Se)为端基的三并苯环分子夹在两半无限长的Au电极之间构成双探针系统的输运特性,发现体系具有较好的整流效应,最大整流系数达到6;用H取代右端同一位置的一个S(Se),整流行为明显减弱.分析认为,这种整流是由于分子两端与电极的耦合不对称,使正负偏压下分子能级的移动和空间轨道分布不同所致.比较而言,S端基与电极的耦合导致的整流比Se强.
    Based on the density-functional theory and the non-equilibrium Greens function method, a theoretical study of the electron transport for the systems consisting of the terphenyl molecule connected to two Au electrodes through end-group S (Se) is carried out. The results show that these systems have good rectifying performance and the maximum rectification ratio may reach approximately 6 at a bias of 2.8 V. The rectifying behavior is reduced significantly when one of the two S(Se) atoms located at right end of the molecule is replaced by H. The asymmetric coupling between the molecule and the metal interface leads to different spatial distributions of the MPSH and different shifts of molecular orbital energy levels under positive and negative biases, which is the mechanism of rectifying performance. The systems with S end-groups have obvious rectifying performance because the interaction between S and Au electrode is stronger than that between Se and Au electrode.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60771059)、湖南省教育厅科技项目(批准号:08A005,08C110)、湖南省科技厅科技项目(批准号:2009wk3042)和长沙理工大学重点学科建设项目资助的课题.
    [1]

    [1]Guisinger N P, Basu R, Baluch A S, Hersam M C 2004 Nanotechnology 15 452

    [2]

    [2]Long M Q, Chen K Q, Wang L L,Zou B S 2007 Appl. Phys. Lett. 91 233512

    [3]

    [3]Reed M A, Zhou C, Muller C J, Burgin T P,Tour J M 1997 Science 278 252

    [4]

    [4]Donhauser Z J, Mantooth B A, Kelly L A, Monmell J D 2001 Science 292 2303

    [5]

    [5]Philip G C, Michael S A, Phaedon A 2001 Science 292 706

    [6]

    [6]Liang W J, Shore M P, Bockrath M, Long J R, Park H 2002 Nature 417 725

    [7]

    [7]Deng X Q, Zhou J C, Zhang Z H, Tang G P, Qiu M 2009 Appl. Phys. Lett. 95 103113

    [8]

    [8]Stephane L, Christophe K, Christophe D, Guy A, Dominique V 2003 Nano. Lett. 3 741

    [9]

    [9]Aviram A, Ratner M A 1974 Chem. Phys. Lett. 29 277

    [10]

    ]Chang S C, Li Z Y, Williams R S 2003 Appl. Phys. Lett. 83 3198

    [11]

    ]Krzeminski C, Delerue C, Allan G, Vuillaume D, Metzger R M 2001 Phys. Rev. B 64 085405

    [12]

    ]Ashwell G J, Gandolfo D S 2002 J. Mater. Chem. 12 411

    [13]

    ]Mecreey R, Dieringer J, Solak A O 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 10748

    [14]

    ]Yasuda S, Nakamura T, Natsumoto M 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 16430

    [15]

    ]Liu H M, Li P, Zhao J W, Yin X, Zhang H L 2008 J. Chem. Phys. 129 224704

    [16]

    ]Zhang Z H, Yang Z Q, Yuan J H, Deng X Q, Qiu M 2008 J. Chem. Phys. 129 094702

    [17]

    ]Zhang Z H, Yang Z Q, Yuan J H, Qiu M 2007 Chin. Sci. Bull. 52 1212 [张振华、杨中芹、袁剑辉、邱明 2007 科学通报 52 1212]

    [18]

    ]Zhao P, Fang C F, Xia C J, Liu D S, Xie S J 2008 Chem. Phys. Lett. 453 62

    [19]

    ]Yoshishige O, Shiyoshi Y 2008 Thin Solid Films 516 2630

    [20]

    ]He H Y, Ravindra P, Govind M, Shashi P K 2009 J. Phys. Chem. C 113 1575

    [21]

    ]Majumder C, Mizuseki H, Kawazoe Y 2003 J.Chem.Phys. 118 9809

    [22]

    ]Zhang Z H, Qiu M, Deng X Q,Ding K H, Zhang H 2009 J. Chem. Phys. 130 184703

    [23]

    ]Xia C J, Fang C F, Hu Z G 2007 Acta Phys. Sin. 56 4884 (in Chinese) [夏蔡娟、 房常峰、 胡朝贵2007 56 4884]

    [24]

    ]Zou B, Li Z L, Wang C K, Xue Q K 2005 Acta Phys. Sin. 54 1341 (in Chinese) [邹斌、 李宗良、 王传奎、 薛其坤 2005 54 1341]

    [25]

    ]Li Z Y, Daniel S K 2006 J. Phys. Chem. B 110 19116

    [26]

    ]García V M, Lambert S J 2008 Nanotechnology 19 455203

    [27]

    ]Li H H, Li Y D, Wang C K 2002 Acta Phys. Sin. 51 1239 (in Chinese) [李红海、 李英德、 王传奎 2002 51 1239]

    [28]

    [28 ]Kazumichi Y, Masateru T, Hiroyuki T, Tomoji K 2008 Phys. Rev. B 77 165416

  • [1]

    [1]Guisinger N P, Basu R, Baluch A S, Hersam M C 2004 Nanotechnology 15 452

    [2]

    [2]Long M Q, Chen K Q, Wang L L,Zou B S 2007 Appl. Phys. Lett. 91 233512

    [3]

    [3]Reed M A, Zhou C, Muller C J, Burgin T P,Tour J M 1997 Science 278 252

    [4]

    [4]Donhauser Z J, Mantooth B A, Kelly L A, Monmell J D 2001 Science 292 2303

    [5]

    [5]Philip G C, Michael S A, Phaedon A 2001 Science 292 706

    [6]

    [6]Liang W J, Shore M P, Bockrath M, Long J R, Park H 2002 Nature 417 725

    [7]

    [7]Deng X Q, Zhou J C, Zhang Z H, Tang G P, Qiu M 2009 Appl. Phys. Lett. 95 103113

    [8]

    [8]Stephane L, Christophe K, Christophe D, Guy A, Dominique V 2003 Nano. Lett. 3 741

    [9]

    [9]Aviram A, Ratner M A 1974 Chem. Phys. Lett. 29 277

    [10]

    ]Chang S C, Li Z Y, Williams R S 2003 Appl. Phys. Lett. 83 3198

    [11]

    ]Krzeminski C, Delerue C, Allan G, Vuillaume D, Metzger R M 2001 Phys. Rev. B 64 085405

    [12]

    ]Ashwell G J, Gandolfo D S 2002 J. Mater. Chem. 12 411

    [13]

    ]Mecreey R, Dieringer J, Solak A O 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 10748

    [14]

    ]Yasuda S, Nakamura T, Natsumoto M 2003 J. Am. Chem. Soc. 125 16430

    [15]

    ]Liu H M, Li P, Zhao J W, Yin X, Zhang H L 2008 J. Chem. Phys. 129 224704

    [16]

    ]Zhang Z H, Yang Z Q, Yuan J H, Deng X Q, Qiu M 2008 J. Chem. Phys. 129 094702

    [17]

    ]Zhang Z H, Yang Z Q, Yuan J H, Qiu M 2007 Chin. Sci. Bull. 52 1212 [张振华、杨中芹、袁剑辉、邱明 2007 科学通报 52 1212]

    [18]

    ]Zhao P, Fang C F, Xia C J, Liu D S, Xie S J 2008 Chem. Phys. Lett. 453 62

    [19]

    ]Yoshishige O, Shiyoshi Y 2008 Thin Solid Films 516 2630

    [20]

    ]He H Y, Ravindra P, Govind M, Shashi P K 2009 J. Phys. Chem. C 113 1575

    [21]

    ]Majumder C, Mizuseki H, Kawazoe Y 2003 J.Chem.Phys. 118 9809

    [22]

    ]Zhang Z H, Qiu M, Deng X Q,Ding K H, Zhang H 2009 J. Chem. Phys. 130 184703

    [23]

    ]Xia C J, Fang C F, Hu Z G 2007 Acta Phys. Sin. 56 4884 (in Chinese) [夏蔡娟、 房常峰、 胡朝贵2007 56 4884]

    [24]

    ]Zou B, Li Z L, Wang C K, Xue Q K 2005 Acta Phys. Sin. 54 1341 (in Chinese) [邹斌、 李宗良、 王传奎、 薛其坤 2005 54 1341]

    [25]

    ]Li Z Y, Daniel S K 2006 J. Phys. Chem. B 110 19116

    [26]

    ]García V M, Lambert S J 2008 Nanotechnology 19 455203

    [27]

    ]Li H H, Li Y D, Wang C K 2002 Acta Phys. Sin. 51 1239 (in Chinese) [李红海、 李英德、 王传奎 2002 51 1239]

    [28]

    [28 ]Kazumichi Y, Masateru T, Hiroyuki T, Tomoji K 2008 Phys. Rev. B 77 165416

  • [1] 周展辉, 李群, 贺小敏. AlN/β-Ga2O3异质结电子输运机制.  , 2023, 72(2): 028501. doi: 10.7498/aps.72.20221545
    [2] 贺艳斌, 白熙. 一维线性非共轭石墨烯基(CH2)n分子链的电子输运.  , 2021, 70(4): 046201. doi: 10.7498/aps.70.20200953
    [3] 梁锦涛, 颜晓红, 张影, 肖杨. 硼或氮掺杂的锯齿型石墨烯纳米带的非共线磁序与电子输运性质.  , 2019, 68(2): 027101. doi: 10.7498/aps.68.20181754
    [4] 柳福提, 张淑华, 程艳, 陈向荣, 程晓洪. (GaAs)n(n=1-4)原子链电子输运性质的理论计算.  , 2016, 65(10): 106201. doi: 10.7498/aps.65.106201
    [5] 柳福提, 程艳, 陈向荣, 程晓洪, 曾志强. Au-Si60-Au分子结电子输运性质的理论计算.  , 2014, 63(17): 177304. doi: 10.7498/aps.63.177304
    [6] 李彪, 徐大海, 曾晖. 边缘重构对锯齿型石墨烯纳米带电子输运的影响.  , 2014, 63(11): 117102. doi: 10.7498/aps.63.117102
    [7] 柳福提, 程艳, 羊富彬, 程晓洪, 陈向荣. Si4团簇电子输运性质的第一性原理计算.  , 2013, 62(14): 140504. doi: 10.7498/aps.62.140504
    [8] 柳福提, 程艳, 羊富彬, 程晓洪, 陈向荣. Au-Si-Au结点电子输运性质的第一性原理计算.  , 2013, 62(10): 107401. doi: 10.7498/aps.62.107401
    [9] 邓小清, 杨昌虎, 张华林. B/N掺杂对于石墨烯纳米片电子输运的影响.  , 2013, 62(18): 186102. doi: 10.7498/aps.62.186102
    [10] 胡飞, 段玲, 丁建文. 锯齿型石墨纳米带叠层复合结的电子输运.  , 2012, 61(7): 077201. doi: 10.7498/aps.61.077201
    [11] 程霞, 杨传路, 童小菲, 王美山, 马晓光. Na掺杂对C20H20分子的电子输运性质影响.  , 2011, 60(1): 017302. doi: 10.7498/aps.60.017302
    [12] 段玲, 胡飞, 丁建文. 准一维纳米线电子输运的梯度无序效应.  , 2011, 60(11): 117201. doi: 10.7498/aps.60.117201
    [13] 许双英, 胡林华, 李文欣, 戴松元. 染料敏化太阳电池中TiO2颗粒界面接触对电子输运影响的研究.  , 2011, 60(11): 116802. doi: 10.7498/aps.60.116802
    [14] 赵佩, 郑继明, 陈有为, 郭平, 任兆玉. 单壁碳纳米管吸附氧分子的电子输运性质理论研究.  , 2011, 60(6): 068501. doi: 10.7498/aps.60.068501
    [15] 张迷, 陈元平, 张再兰, 欧阳滔, 钟建新. 堆叠石墨片对锯齿型石墨纳米带电子输运的影响.  , 2011, 60(12): 127204. doi: 10.7498/aps.60.127204
    [16] 郑新亮, 郑继明, 任兆玉, 郭平, 田进寿, 白晋涛. 钽硅团簇电子输运性质的第一性原理研究.  , 2009, 58(8): 5709-5715. doi: 10.7498/aps.58.5709
    [17] 牛秀明, 齐元华. 分子结点电子输运性质的理论研究.  , 2008, 57(11): 6926-6931. doi: 10.7498/aps.57.6926
    [18] 唐黎明, 王玲玲, 王 宁, 严 敏. 磁场下非对称T型量子波导的电子输运行为.  , 2008, 57(5): 3203-3211. doi: 10.7498/aps.57.3203
    [19] 高 峰, 王 艳, 游开明, 姚凌江. 磁场对四端量子波导中电子输运性质的影响.  , 2006, 55(6): 2966-2971. doi: 10.7498/aps.55.2966
    [20] 郑坚, 刘万东, 俞昌旋. 离子声波对电子输运的影响.  , 2001, 50(4): 721-725. doi: 10.7498/aps.50.721
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-06-21
  • 修回日期:  2009-07-25
  • 刊出日期:  2010-02-05

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