分子电子学

摘要： 近年来,基于低维半导体结构材料量子力学效应的固态纳米电子、光电子器件与电路和基于单分子及大分子结构所特有性质的分子电子学受到了广泛的关注,关于它们的研究与发展极有可能触发新的科技革命。同样,在国内也有很多科研院校在这些领域开展了深入的研究,复旦大学芯片与系统前沿技术研究院就是其中的佼佼者。

摘要： 单分子器件电输运中的量子干涉效应是电子在分子独立的轨道能级内传输时因保持量子相干性,从而在不同能级之间发生相互干涉的现象.这种现象导致了电子在单分子器件内透射概率的增加或减小,在实验中体现为单分子器件电导值的升高或降低.近些年,利用量子干涉效应对不同的单分子器件进行调控在实验中被证实是有效的调控手段,如对单分子开关、单分子热电器件、单分子自旋器件等器件性能的调控.本文介绍了量子干涉效应的相关理论与预测、实验观测与证实,以及其在不同单分子器件上的调控作用.

摘要： 随着电学器件的尺寸逐渐减小,分子电子学,即将单个分子作为电路的组成元件,逐渐成为一个前沿研究领域.在分子电子学领域中,这种单分子器件不仅为未来电路器件的微型化提供了潜在的解决方案,更是由于其独特的纳米尺度而蕴含着大量新奇的物理性质.本文在简要介绍单分子器件的构筑方法后,详细介绍了单分子器件在电学、磁学和量子方面的部分新奇物性以及相应的调控方式,并对单分子科学在器件制备方法、测试手段和机制研究等方面进行简要的总结与展望.

摘要： 主要阐述了一种构筑石墨烯/分子/石墨烯结的方法。该方法的主要思想是在铜丝上沉积石墨烯后制备具有石墨烯纳米间隙的芯片,再利用目标分子锚定基团与石墨烯间的弱相互作用力“π-π stacking”将分子组装到石墨烯电极上,形成石墨烯/分子/石墨烯结。利用这种构筑分子结的方法,并基于机械可控裂结(MCBJ)技术,测量了3种芘与碳链连接位点不同的寡聚苯乙炔类(OPEs)分子的电导,发现3种分子OPE-2PY-1、OPE-2PY-2和OPE-2PY-3的电导值分别为1.66×10^(-5) G_(0)、2.40×10^(-5) G_(0)和1.23×10^(-5) G_(0)。

摘要： 针对氮化多孔石墨烯纳米带(C2 N-h2D)性质单一,应用范围严重受限问题,设计了左右带宽比分别为WL:WR=1.5:1.0,WL:WR=2.0:1.0和WL:WR=2.0:1.5等3种非对称式锯齿型zC2 N-h2Ds结构.应用非平衡格林函数与密度泛函理论相结合的第一性原理方法,研究了其电输运性质.结果表明:非对称式结构会显著改善C2 N-h2D纳米带的输运性能.3种非对称式结构都呈现出了优异的负微分电阻效应(NDR)和整流特性.其中WL:WR=1.5:1结构下的输运性能最优,其电流的峰谷比高达272.3;在施加偏压Ub=0.2 V时,最大整流比高达Rmax=17.824×103.为设计和制备基于C2 N-h2D纳米带的纳米级NDR器件和整流器件提供了一定的理论指导.

摘要： 分子电子学旨在利用单个分子作为结构单元组装出功能电路以实现器件微型化.随着分子电子学的发展,各种功能器件被开发出来,很多独特的量子现象也被研究者所发现.这些突破得益于各种调控分子器件中电荷传输的刺激响应手段(例如静电场、磁场、光照、机械力和化学刺激)的运用.在众多调控方法中,利用静电场的调控方法以其独特的优势而备受关注,并且带来了许多新颖的发现.首先,和在所有电子器件中一样,静电场以非侵入的方式作用于单分子器件中.其次,不同于传统电子器件,在尺寸极小的单分子器件中施加电压可以产生极大的静电场,为调控电荷输运和催化单分子尺度化学反应等提供了必要条件.本文从常用的断裂结构筑技术展开介绍,总结静电场在调控分子-电极接触界面、分子构型和分子构象、单分子尺度化学反应、分子自旋态、分子氧化还原态、分子能级与电极能级等方面的应用.并对静电场调控在分子电子学领域内存在的一些挑战和潜在应用做了总结和展望.

摘要： 在单分子结中,核心分子与电极之间的连接基团对器件的力学、电学特性有着重要影响.连接基团的力学强度影响着器件的稳定性而其电子耦合强度则影响着分子结的电导值和导电极性.两端带邻苯二胺基团的分子可以和石墨烯电极边缘的邻醌基团发生缩合反应,生成基于吡嗪连接的分子结.我们实验制备了基于吡嗪连接的石墨烯电极单分子场效应晶体管(FET)并研究了其电学性质.我们发现分子组装后器件的产率可以达到26％,证明了吡嗪连接基团用于构建石墨烯电极单分子器件的可行性.通过测量器件的电学性质,我们发现吡嗪连接与石墨烯电极之间的耦合强度对单分子场效应晶体管的导电极性有着决定性的影响.具体而言,弱耦合时器件为核心分子的最高占据轨道起主导作用的p-型FET而强耦合时器件为核心分子的最低空轨道起主导作用的n-型FET.

摘要： 量子干涉是单分子尺度电子输运中独特的尺度效应之一,有望解决分子器件在纳米尺度的高效调控问题,在单分子晶体管、高热电效率材料等领域具有重要作用,其相关的实验研究已成为近10年分子电子学研究领域的重要前沿.基于单分子电子学相关表征技术,对分子量子干涉效应进行直接的观测和外场调控,对于深入理解单分子尺度电子输运中的独特量子现象,并以此设计基于新奇物理化学效应的新型单分子器件具有重要意义.本文系统总结了近10年单分子尺度电子输运量子干涉效应的相关实验研究进展,对单分子尺度电子输运的独特量子干涉效应的理论基础进行了简要介绍,并对基于量子干涉效应的器件制备进行了展望.

摘要： 由于分子尺寸小、可化学合成、与生物组织兼容等显著优点,以有机小分子为核心的单分子器件引起了人们的广泛关注,单分子器件有望成为硅基电子器件的一个重要的互补发展方向.已报道构筑单分子电子回路的大部分方法程序繁琐,且无法在平面基底上实时调控电极间的间距.本工作采用机械切割结合电化学腐蚀的方法来制作纳米电极,通过控制施加在阴极和阳极之间的电压,并实时监测通过被腐蚀的金线的电流的大小,可以获得针尖状与分子大小匹配的纳米电极.进一步利用热胀冷缩的原理,采用比金的热膨胀系数小很多的材料作为基底,实现了环境温度对电极间距离的调控,即通过改变环境温度实现了可重复操作的电极间的连接及断开.在此温控基础之上,进一步实现了利用光强更为地精密调控电极间的距离,调控的精度可以达到原子级别.实验结果表明,我们制作的温控/光控片上纳米电极无需借助高精尖仪器,就可以实现对电极之间的距离的精密控制,其平面基底构型,为单分子电子器件的研究提供了有助于片上器件集成的新方法.

摘要： 有机分子层的电输运特性是分子电子学研究的重要问题.镓铟合金电极技术具有成结率高、可靠性好及操作简便等优点,近年来已成为测量单分子层电输运的常用表征手段.本文介绍了镓铟合金电极技术的基本原理及测试方法,综述了该技术所带来的一些前沿成果,并对其目前存在的优势、缺点及未来发展前景进行了分析.

摘要： 分子电子学是微电子学发展的一个方向.文中介绍了分子电子学的发展过程、研究内容、近期的一些主要进展、存在的问题和今后的发展趋势.

摘要： 作为各类分子器件的连接体,分子导线研究对分子电子学的发展具有非常重要的科学意义。本研究主要探讨了炔基π配位，桥联配体π共扼范围，外围配体，氧化还原中心和桥联配体间能级关系等因素对电子传递性能的影响。

摘要： 利用第一性原理计算的方法研究了烷烃硫醇(CH3(CH2)nSH,n=3-16)分子结的非弹性电子隧穿谱,研究发现非弹性电子隧穿谱的形状随分子长度的变化十分明显,并且出现了明显的奇-偶效应.理论分析进一步表明S-Au键取向的不同和电极和有机分子的耦合能不同导致了谱峰强弱的调整。

摘要： 利用第一性原理计算的方法研究了烷烃硫醇(CH3(CH2)nSH,n=3-16)分子结的非弹性电子隧穿谱,研究发现非弹性电子隧穿谱的形状随分子长度的变化十分明显,并且出现了明显的奇-偶效应.理论分析进一步表明S-Au键取向的不同和电极和有机分子的耦合能不同导致了谱峰强弱的调整。

摘要： 利用第一性原理计算的方法研究了烷烃硫醇(CH3(CH2)nSH,n=3-16)分子结的非弹性电子隧穿谱,研究发现非弹性电子隧穿谱的形状随分子长度的变化十分明显,并且出现了明显的奇-偶效应.理论分析进一步表明S-Au键取向的不同和电极和有机分子的耦合能不同导致了谱峰强弱的调整。

摘要： 利用第一性原理计算的方法研究了烷烃硫醇(CH3(CH2)nSH,n=3-16)分子结的非弹性电子隧穿谱,研究发现非弹性电子隧穿谱的形状随分子长度的变化十分明显,并且出现了明显的奇-偶效应.理论分析进一步表明S-Au键取向的不同和电极和有机分子的耦合能不同导致了谱峰强弱的调整。

摘要： 将普通光刻技术和电化学技术相结合,在微芯片上制备得到了机械可控断裂结法(MCBJ)所需的悬空纳米间隔金属电极对,并分别用热氧化二氧化硅和聚酰亚胺(PI)作为牺牲层使得电极对悬空,明显提高了可控断裂的实验成功率,并延长了微芯片使用寿命.利用分子自组装和MCBJ方法成功构筑了金属/分子/金属结,并实施了对巯基苯胺(BDT)单分子的电学性质测量,得到了BDF的电导值和I-V特性曲线.

摘要： 将普通光刻技术和电化学技术相结合,在微芯片上制备得到了机械可控断裂结法(MCBJ)所需的悬空纳米间隔金属电极对,并分别用热氧化二氧化硅和聚酰亚胺(PI)作为牺牲层使得电极对悬空,明显提高了可控断裂的实验成功率,并延长了微芯片使用寿命.利用分子自组装和MCBJ方法成功构筑了金属/分子/金属结,并实施了对巯基苯胺(BDT)单分子的电学性质测量,得到了BDF的电导值和I-V特性曲线.

摘要： 将普通光刻技术和电化学技术相结合,在微芯片上制备得到了机械可控断裂结法(MCBJ)所需的悬空纳米间隔金属电极对,并分别用热氧化二氧化硅和聚酰亚胺(PI)作为牺牲层使得电极对悬空,明显提高了可控断裂的实验成功率,并延长了微芯片使用寿命.利用分子自组装和MCBJ方法成功构筑了金属/分子/金属结,并实施了对巯基苯胺(BDT)单分子的电学性质测量,得到了BDF的电导值和I-V特性曲线.

摘要： 将普通光刻技术和电化学技术相结合,在微芯片上制备得到了机械可控断裂结法(MCBJ)所需的悬空纳米间隔金属电极对,并分别用热氧化二氧化硅和聚酰亚胺(PI)作为牺牲层使得电极对悬空,明显提高了可控断裂的实验成功率,并延长了微芯片使用寿命.利用分子自组装和MCBJ方法成功构筑了金属/分子/金属结,并实施了对巯基苯胺(BDT)单分子的电学性质测量,得到了BDF的电导值和I-V特性曲线.

摘要： 本发明涉及一种直接接合用在电子学、光学或光电子学中的两个基板(1、2)的正面(11、21)的方法，所述两个基板中的至少一个基板包括在该基板的正面(11、21)上或在该正面附近延伸的半导体材料层(1、13、2、20、23)。所述方法的特征在于其包括以下步骤：至少使所述包括半导体的基板的所述正面(11、21)、或者如果所述两个基板都包括半导体的话则使所述两个基板的所述正面(11、21)中的至少一个正面，在包含氢气和/或氩气的气体环境中在900°C至1200°C范围内的温度下进行持续时间至少为30秒的接合前预备热处理；以及将所述用于接合在一起的两个基板(1、2)的各自的正面(11、21)直接接合在一起。

摘要： 本发明涉及一种加工基片的方法，该基片包括一构成机械支承的一层来承载的薄层；这一加工方法特别适用于光学、电子学或光电子学器件。根据本发明的方法包括以下步骤：自源基片(6)上分离一层材料，以形成薄层(2)；而后在薄层(2)上沉积材料制备一厚层(4)，以形成构成机械支承的所述层。

摘要： 提供了用于生成包括空中消防符号的航空电子学显示的航空电子学显示系统和方法，其增强了在空中消防操作期间的飞行员态势感知和决策。在实施例中，航空电子学显示系统包括航空电子学显示设备、配置成检测飞行器外部的热像数据的热像传感器、以及可操作地耦合到航空电子学显示设备和热像传感器的控制器。在航空电子学显示系统的操作期间，控制器至少部分地基于由热像传感器收集的热像数据来编制飞行器附近受火灾影响的区域的火灾图。控制器还在航空电子学显示设备上生成第一航空电子学显示，所述第一航空电子学显示包括表示热像传感器的视场（FOV）和热像传感器的FOV外部的火灾图的部分的图形。

摘要： 本发明涉及一种直接接合用在电子学、光学或光电子学中的两个基板(1、2)的正面(11、21)的方法，所述两个基板中的至少一个基板包括在该基板的正面(11、21)上或在该正面附近延伸的半导体材料层(1、13、2、20、23)。所述方法的特征在于其包括以下步骤：至少使所述包括半导体的基板的所述正面(11、21)、或者如果所述两个基板都包括半导体的话则使所述两个基板的所述正面(11、21)中的至少一个正面，在包含氢气和/或氩气的气体环境中在900°C至1200°C范围内的温度下进行持续时间至少为30秒的接合前预备热处理；以及将所述用于接合在一起的两个基板(1、2)的各自的正面(11、21)直接接合在一起。

摘要： 本发明涉及一种加工基片的方法，该基片包括一构成机械支承的一层来承载的薄层；这一加工方法特别适用于光学、电子学或光电子学器件。根据本发明的方法包括以下步骤：自源基片(6)上分离一层材料，以形成薄层(2)；而后在薄层(2)上沉积材料制备一厚层(4)，以形成构成机械支承的所述层。

摘要： 在各个实施方式中，一种在分子电子电路中用作分子导线的合成肽包含α螺旋区段，该α螺旋区段还包含重复的α‑螺旋基序。合成肽可以进一步包含在末端之间的至少一个特异性缀合位点以附接5分子，诸如结合探针，并且可以进一步包含具有金属结合官能性的末端，诸如材料结合序列的重复。在各个方面，合成肽包含分子内氢键、盐桥和任选地通过肽提供导电性的芳香环。

摘要： 本发明提供包含至少两种非聚合化合物的可交联的、可聚合的及其组合的电荷传输分子玻璃混合物、发光分子玻璃混合物，或它们的组合，所述至少两种非聚合化合物各自独立地对应于结构(R

摘要： 在多个实施方式中，公开了在分子电子学传感器中可用的合成桥分子。在多个方面，桥分子包括处于长且窄的带状的稠环多环芳烃结构，其具有处于相反短端的用于与金属电极选择性结合的末端基团、位于长边缘中点附近用于与探针分子结合的一个或多个取代基和用于溶解度或其他作用的一个或多个其他取代基。在多个实施方式中，本文中的桥分子是导电的，并且当在间隙电极之间形成桥时在传感器中提供闭合电路。

摘要： 本发明提供了一种可调电流的分子电子学器件，有机分子设置在电致伸缩材料层上，使用时，在外加电场的作用下，电致伸缩材料层产生形变，使得有机分子形变，改变有机分子对电荷的暂时性捕获能力和有机分子的活化能，从而改变通过有机分子的电流。因为有机分子的活化能对有机分子的形貌非常敏感，所以本发明具有电流调控灵敏度高的优点。另外，对本器件施加电场比较简单，所以器件成本低，调控容易操作，在分子电子学器件领域具有重要的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种Au/Ni双元纳米颗粒分子电子学电极阵列的制备方法，包括制备单分散的Ni纳米颗粒甲苯分散液，制备单分散的Au纳米颗粒甲苯分散液，自组装Au/Ni双元纳米颗粒分子电子学电极阵列。本发明制备出尺寸均匀的Au和Ni纳米颗粒，采用溶剂挥发法使两种颗粒自组装形成均匀大面积的Au/Ni双元纳米颗粒周期性阵列。将该双元纳米颗粒周期性阵列用作分子电子学电极，实现电‑磁双功能分子电子学电极的制备，有望克服现有分子电子学电极功能单一的局限性，具有双功能、大面积、制备简洁等优点。