分子尺度器件电荷传输自旋调控机理

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• 论文作者：曾晶 ; 周艳红 ; 范志强 ; 李柏林 ; 陈克求
• 年：2016
• 作者机构：湖南大学物理与微电子科学学院;
• 论文关键词：分子器件 ; 电子输运 ; 自旋调控
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第四十分会：纳米体系理论与模拟
• 语种：中文
• 分类号：O641.3
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第四十分会 ; 纳米体系理论与模拟
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：157k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

磁性分子器件自旋相关电子输运性质是分子电子学领域的前沿研究主题。与普通分子器件不同,存在自旋效应的自旋分子器件的电极材料或中心分子是有磁性的,分子体系中的自旋效应相比普通自旋效应更具优越性,对其开展研究具有重要科学意义和广泛应用前景。然而,有关自组装磁性分子器件自旋相关电子传输机理,远远没有弄清楚。这里,我们主要报道近几年在自旋相关分子器件输运机理方面的几个工作:(一)利用卟啉衍生物设计了一个可以通过机械扭转来调控自旋输运性质的自旋电子器件,观察到了自旋过滤、磁致电阻以及负微分电阻效应[1];(二)在过渡金属酞菁分子器件中发现了完美的自旋过滤与巨磁致电阻效应[2];(三)在基于铁卟啉碳纳米管的自旋电子器件中,发现器件的磁致电阻率与其磁序列排布有关[3];在外部磁场的作用下,通过改变器件的磁序列分布,器件的磁致电阻率能从大约19%增长到大约1020%;(四)发现基于聚苯胺分子和石墨烯电极的分子器件能形成一个稳定的导电开关[4];(五)在石墨炔纳米带中发现了近100%的自旋过滤与大的磁阻效应[5];(六)系统探索了基于碳链的自旋分子器件自旋过滤行为与体系微观结构的依赖关系[6];(七)通过调控分子间弱相互作用在分子器件中实现传统的基尔霍夫定律[7];(八)设计了三种新型的超分子自旋阀构型,即二茂铁吸附在本征扶手椅型石墨烯纳米带、P型扶手椅型石墨烯纳米带、和n型扶手椅型石墨烯纳米带上,发现三种构型有着完全不同的电学性质:在第一种构型,我们能观察到高的磁阻效应;在第二种构型,我们不能观察到磁阻效应,但能观察到完美的自旋过滤效应;而在第三种构型,这些现象都不能观察到[8];(九)研究了铁磁态石墨烯纳米带的自旋极化电子输运过程,发现在左右电极所加磁场平行的情况下,考虑电声耦合,电流降低了2%左右,这和其它大多数纳米器件中的情况类似。而在反平行构型(AP)下,考虑电声耦合,所增加的电流比弹道输运大几个数量级,这里详细分析了导致这种奇异性的原因[9]。

引文

[1]Jing Zeng and Ke-Qiu Chen*,J.Mater.Chem.C 2013,1:4014.
    [2]Yan-Hong Zhou,Jing Zeng,Li-Ming Tang,Ke-Qiu Chen*,W.P.Hu,Organic Electronics,2013,14:2940.
    [3]Jing Zeng and Ke-Qiu Chen*,Appl.Phys.Lett.2014,104:033104.
    [4]Zhi-Qiang Fan,Ke-Qiu Chen*,Scientific Reports 2014,4:5976.
    [5]Yan-Hong Zhou,Jing Zeng,Ke-Qiu Chen*,Carbon 2014,76:175.
    [6]Jing Zeng and Ke-Qiu Chen*,J.Mater.Chem.C 2015,3:5697.
    [7]Yan-Hong Zhou,Chang-Yong Chen,Bo-Lin Li,Ke-Qiu Chen*,Carbon 2015,95:503.
    [8]Jing Zeng and Ke-Qiu Chen*,Carbon 2016,98:607.
    [9]Bo-Lin Li,Ke-Qiu Chen*,(to be submitted,2016).