纳米三苯环分子带不对称电子传导特性VIP免费

第35卷第5期2006年l0月人工晶体学报JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSVo1．35No．5October．20o6纳米三苯环分子带不对称电子传导特性王利光，郁鼎文，李勇，TerenceKSW(1．江南大学理学院，无锡214064；2．清华大学摩擦学国家重点实验室微纳制造分室，北京1000843．新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院，新加坡639798)摘要：利用基于GreenFunction的Tight—binding方法，对由三个苯分子环耦合成的输入与输出电极不对称纳米分子带进行了理论研究。通过数值计算，得出了入射电子通过分子带传输到不对称端点的电子传输谱。利用Fisher—Lee关系式和量子流密度理论，在传输峰值的六个能量点E=±0．45eV、E=4-1．06eV和E=4-1．46eV处，分别计算了分子带内的电子流分布，并且给出了分子带内电子流分布的模拟结果。对电子通过分子带的传输特性和键电子流生成的物理原因给出了合理的解释。关键词：三苯环分子带；电子传输；量子流分布中图分类号：078文献标识码：A文章编号：1000—985X(2006)05-0998-05ElectronicTransportthroughThree—benzeneRingNanoMolecularTapwithAsymmetryElectrodesWANGLi．guang，YUDing．wen，LIYong，TerenceKS(1．CollegeofScience，SouthemYangtzeUniversity，Wuxi214064，China；2．DivisionofMicro／NanoManufacturing，StateKeyLaboratoryofTribology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；3．SchoolofElectricalandElectronicEngineering，NanyangTechnologicalUniversity，Singapore639798)(Received8May2006)Abstract：Athree-terminalasymmetrymoleculartapmodelthatconsistsofthree·benzeneringispresented．Thecharacteristicsofquantumtransmissionthroughthisnano·moleculartapisinvestigatedtheoreticallybyusingTight·bindingapproachbasedontheGreenfunctionwithonlya1Torbitalelectronpercarbonatom．Electronictransmissionspectrumfromtheinputtotheasymmetricaloutputterminalisobtained．TheelectroniccurrentdistributionsinsidethemoleculartaparecalculatedandsimulatedbythecurrentdensitymethodandFisher-LeeformulismattheenergypointsE=±0．45eV．E=±1．06eVandE=±1．46eVwheretransmissionprobabilitiesappearpeaks．andthemaximumbondcurrentisalsopresented．Keywords：threebenzenemoleculartap；electrontransport；electroncurrentdistribution1引言为了制造速度更快、体积更小、能耗更低和集成度更高的电子器件，在物理和电子学领域中，人们开始把收稿日期：2006-05-08基金项目：国家重点基础研究发展规划(973计划)项目(No．2003CB716204)；教育部国际合作重点项目(No．20050360563)；江苏省光电信息功能材料重点实验室项目(BM2003202)作者简介：王利光(1951一)，男，黑龙江省人，教授，博导。E-mail：liguangwang586@msn．eom维普资讯http://www.cqvip.com第5期王利光等：纳米三苯环分王皇堡呈壁．!!!研究的目光更多地集中在纳米技术上。于是，利用分子设计和组装技术制作各种不同类型的纳米分子器件不仅是当今理论和实验研究的热点，而且已经成为新微电子学的发展趋势¨。自70年代有机分子及分子线的电子传导理论诞生以来]，分子器件的研究得到了快速发展一。特别是扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)的出现_5以及有机分子自组装技术的使用’，使纳米分子器件的理论研究和制造方法日趋成熟。分子线8]、纳米分子存储器、分子开关¨、分子逻辑门电路、分子二极管、碳纳米管三极管’等的研究都已经获得了很好的实验室结果。具有计算功能的分子逻辑门集成模块也已经实验成功14]。这些分子器件的电传导性已经被实验证实。同时，在分子桥型器件的理论研究中，也取得了一些有意义的结果。但到目前为止，带状分子的不对称传导研究中还有许多问题没有解决。由于在纳米电路中经常会有纳米器件的不对称连接，因此对分子线的不对称电子传导特性进行研究是必要的。本文提出了一个输入与输出不对称纳米分子带模型。该模型由碳原子构成的三个平面苯状分子环耦合而成，共有14个碳原子。二条原子线电极连接着并三苯环分子带...