分子尺度器件輸運性質與調控的理論研究

目錄 1緒論1 1．1自旋電子學1 1．1．1自旋電子學簡介1 1．1．2有機自旋電子學簡介2 1．2自旋電子器件簡介2 1．2．1無機自旋電子器件簡介2 1．2．2有機自旋電子器件簡介7 1．3單分子自旋電子器件的研究現狀及磁電阻效應11 1．3．1單分子自旋電子器件的研究現狀11 1．3．2磁電阻效應13 1．4研究分子器件輸運性質的目的與意義15 2理論基礎與計算方法17 2．1第一性原理計算17 2．1．1絕熱近似17 2．1．2HartreeFock近似和自洽場方法18 2．1．3密度泛函理論202．2格林函數方法25 2．2．1平衡格林函數25 2．2．2非平衡格林函數26 2．3非平衡態(tài)格林函數在分子器件中的應用28 2．3．1LandauerBüttiker公式29 2．3．2電流計算公式29 2．3．3分子器件中電流的計算32 2．4計算軟件介紹34 3分子器件自旋極化輸運的性質與調控36 3．1分子器件自旋注入與自旋輸運的研究36 3．1．1計算模型和方法36 3．1．2結果分析及討論37 3．1．3研究結論42 3．2錨定基團對自旋極化輸運的影響42 3．2．1計算模型的構建43 3．2．2計算結果分析與討論443．2．3研究結論51 3．3磁性電極對自旋極化輸運的影響51 3．3．1計算模型的構建和研究方法52 3．3．2計算結果分析與討論53 3．3．3研究結論59 4石墨烯納米帶自旋極化輸運與調控的研究60 4．1邊緣Fe取代的鋸齒形石墨烯納米帶自旋輸運性質60 4．1．1計算模型的構建和研究方法61 4．1．2計算結果討論與分析62 4．1．3研究結論68 4．2鋸齒形石墨烯納米帶結的自旋輸運性質的研究68 4．2．1計算方法69 4．2．2計算結果討論與分析70 4．2．3研究結論78 5類石墨烯二維納米材料輸運性質與調控的研究795．1鋸齒形邊緣石墨炔納米帶分子納米結中的自旋輸運性質79 5．1．1石墨炔分子器件的結構設計和計算模型的構建80 5．1．2計算結果討論與分析82 5．1．3研究結論88 5．2磷化碳納米衍生物電子結構性質的調控研究89 5．2．1模型結構和計算方法90 5．2．2結果與討論90 5．2．3研究結論97 5．3低維氮化鎵納米衍生物電子結構和輸運性質研究98 5．3．1模型結構和計算方法99 5．3．2結果與討論100 5．3．3研究結論105 5．4空位缺陷和應變工程對二維PtSe2電子結構特性的影響1075．4．1計算細節(jié)108 5．4．2結果和討論108 5．4．3研究結論112 6基于長度無關五四五邊形碳基分子多功能器件 113 6．1計算模型和方法115 6．2結果與討論116 6．2．1共面PTP分子器的自旋分離和整流效應研究117 6．2．2非共面PTP分子器件的自旋效應研究120 6．2．3TPO納米帶電子結構與輸運特性124 6．3研究結論129 參考文獻131