基于吡啶環(huán)和硅氧烷環(huán)分子器件的電子輸運性質
【學位單位】:山東大學
【學位級別】:博士
【學位年份】:2020
【中圖分類】:TB383.1;TN40
【部分圖文】:
山東大學博士學位論文??嘩廠?f^rw^?xmm?n??i?;?>?i??1?.?.?:.?LOM?■■吻??圖1.2?STM原理圖:(a)?STM操作示意圖[2I』。(b)實驗觀測的明暗交替的分子形貌#1。??Figure?1.2?Principle?of?STM:?(a)?Operation?schematic?diagram?of?STM.?(b)?Experimental??observation?of?the?molecular?morphology?of?alternating?light?and?dark.??而真正對單分子的測量則是利用力學可控劈裂技術(MCBJ,Mechanically??Controllable?Break?Junctions)實現(xiàn)的[22],利用此方法可以測量單分子的電輸運情??況,同時這也是制備單分子器件常用的技術[46]。具體操作如下,將金納米線固??定在微米尺寸的絕緣膜上,膜吸附在具有較好彈性的磷青銅板上(稱為控制板),??板中下方有支撐柱。通過按壓板兩側懸臂來拉伸金線,壓力越大,金線越細,直??至出現(xiàn)縫隙,正如圖1.3a所示;壓力變小時,板彎曲度變小,裂隙又會重新接??合正如圖1.3b所示。??*?丨?=??Au?electrode!?tronze?n?.?jiw?i??圖1.3MCBJ技術操控原理圖[47]:?(a)操作示意圖。(b)裂縫觀察圖。??Figure?1.3?MCBJ?technology?operation?diagram:?(a)?Operation?schematic?diagram,?(b)??Experimental?observation?
山東大學博士學位論文??嘩廠?f^rw^?xmm?n??i?;?>?i??1?.?.?:.?LOM?■■吻??圖1.2?STM原理圖:(a)?STM操作示意圖[2I』。(b)實驗觀測的明暗交替的分子形貌#1。??Figure?1.2?Principle?of?STM:?(a)?Operation?schematic?diagram?of?STM.?(b)?Experimental??observation?of?the?molecular?morphology?of?alternating?light?and?dark.??而真正對單分子的測量則是利用力學可控劈裂技術(MCBJ,Mechanically??Controllable?Break?Junctions)實現(xiàn)的[22],利用此方法可以測量單分子的電輸運情??況,同時這也是制備單分子器件常用的技術[46]。具體操作如下,將金納米線固??定在微米尺寸的絕緣膜上,膜吸附在具有較好彈性的磷青銅板上(稱為控制板),??板中下方有支撐柱。通過按壓板兩側懸臂來拉伸金線,壓力越大,金線越細,直??至出現(xiàn)縫隙,正如圖1.3a所示;壓力變小時,板彎曲度變小,裂隙又會重新接??合正如圖1.3b所示。??*?丨?=??Au?electrode!?tronze?n?.?jiw?i??圖1.3MCBJ技術操控原理圖[47]:?(a)操作示意圖。(b)裂縫觀察圖。??Figure?1.3?MCBJ?technology?operation?diagram:?(a)?Operation?schematic?diagram,?(b)??Experimental?observation?
電極界面具有不穩(wěn)定性,所以同一個分子在構建分子器件時也??會存在電輸運的差異。??基于此,原子力顯微鏡(AFM,?Atomic?Force?Microscope)法、電化學輔助??組裝技術、STM與MCBJ相結合的電化學STM劈裂法(STM-Break?Junction)??等經(jīng)典的單分子器件組裝技術也發(fā)展起來。??同樣,AFM也采用探針掃描技術,不僅可以構建分子結(分子搭在距離控??制在納米數(shù)量級的探針和表面鍍金的基底之間即可),還可以同時測量分子的電??學和力學性質。工作原理如圖1.4所示當探針掃描基底表面時,位于接通電??源懸臂(Cantilever)上的感應器會輸出探針所受的力;當一個微弱偏壓施加在探??針和基底之間時,分子結的電學和力學性質隨其間距的變化情況就可以同時被測??出。??目前,這三種技術方法結合起來形成了傳導性的力學可控劈裂法,不僅能夠??制備分子結,還能同時實現(xiàn)對分子結電學和力學性質的測量【49]。??40??1 ̄ ̄?■??1???*?Phoi^ddcclor?r|l-?erdiase?b?_H?⑵??\? ̄2,<v)?jt??2?,r^C'?^-Sample?stage?c??IF一ac廣,cui,?I?a?"10?A?T?'??Vv?Z7?/m//??丨?C。一丨L?—卜一二?ei,咖?j? ̄ ̄- ̄ ̄— ̄ ̄^??Tip?bias?(V)??圖1.4AFM工作原理圖l48』:(a)操作示意圖。(b)實驗上測量的電流-電壓曲線圖。??Figure?1.4?AFM?teclinology^?operation?diagram:?(a)?Operation?sche
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