近年來隨著計算機技術的快速發(fā)展，計算規(guī)模和計算精度得到巨大的提升，從而使材料設計與性能預測成為可能。材料領域中的分子電子材料已廣泛應用于柔性電子器件，是材料設計學指導于實踐的突破口。相比較于其他材料，分子電子材料體系適中，便于開展計算、模擬與器件仿真；同時分子具有多樣性，實驗中迫切要求開展預先的理論模擬。本書以功能電子材料的電子輸運模擬為主線，扼要介紹當前幾種重要的分子電子材料的設計與理論模擬，包括納米結(jié)構(gòu)和低維性，介紹了零維、一維、二維納米材料以及分子器件和電路、分子電子材料內(nèi)的電子傳遞、分子電子材料間的電子傳遞與界面電子傳遞、以及分子間相互作用的影響。
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國家自然科學基金委面上項目2個
科技部973項目1項
自然科學基金委的創(chuàng)新群體項目作為子課題題1項
第1章 緒 論 1
1.1 計算技術的發(fā)展及對分子電子材料研究的促進 1
1.2 電子在有機單分子膜中傳遞研究的新進展 4
參考文獻 16
第2章 分子電子材料的設計與理論模擬 1
2.1 分子電子傳遞的理論處理 1
2.2分子電子傳遞的半經(jīng)典理論處理 13
參考文獻 17
第三章 電場對電子材料的影響 1
3.1 電場中的共軛小分子 1
3.2 電場中的聚乙炔分子導線 7
3.3 電場對不同長度分子導線的影響 13
3.4 電場對不同構(gòu)象分子導線的影響 21
3.5 電場對低聚苯乙炔分子導線的影響 30
3.6 電場中的寡聚苯分子導線 35
3.7 電場對寡聚噻吩分子導線的影響 44
參考文獻 52
第四章 電場作用下的構(gòu)象與取向分析 1
4.1 電場作用下二噻吩分子的構(gòu)象分析 1
4.2 點電荷作用下2, 2’-二聯(lián)吡啶分子的構(gòu)象分析 20
4.3 電場作用下的寡聚物構(gòu)象分析 24
4.4 電場對二苯乙炔分子導線構(gòu)象和輸運行為的影響 31
4.5 電場作用下的構(gòu)象和取向分析 41
參考文獻 50
第五章 分子電阻與分子半導體 1
5.1 有機分子電阻 1
5.2 分子電阻到分子半導體 14
參考文獻 21
第六章 共軛分子導線與單電子傳遞路徑 1
6.1 低聚呋喃分子導線 1
6.2 OPE分子導線 8
6.3 分子導線中電導與長度的關系 15
6.4 分子導線中導電機理的轉(zhuǎn)變 25
參考文獻 32
第七章 多路徑分子導線 1
7.1 連接方式對并苯分子電子輸運的影響 1
7.2 連接方式對并苯并二噻吩體系電子輸運的影響 15
7.3 多條電子傳遞路徑的分子導線 22
7.4 平行聚苯分子-分子導線的并聯(lián) 32
7.5 并聯(lián)聚苯與單鏈聚苯分子 37
參考文獻 40
第八章 摻雜對多電子傳遞路徑的調(diào)控 1
8.1 雜原子對共軛稠環(huán)電子輸運行為的影響 1
8.2 雜原子分離對并苯衍生物電子輸運行為的影響 9
8.3 噻吩環(huán)取代摻雜一維共軛碳基材料的電子輸運 18
8.4 醌式共軛結(jié)構(gòu)的芳雜環(huán)聚并苯的電子輸運行為 27
參考文獻 35
第九章 電子傳遞路徑的修飾與分子整流 1
9.1 分子整流的研究進展 1
9.2 取代基團對OPE分子整流的影響 12
9.3 取代基團對聚乙炔分子整流的影響 17
9.4 取代基團與質(zhì)子轉(zhuǎn)移引起的分子整流 21
參考文獻 29
第十章 電子傳遞路徑的調(diào)控與分子整流 1
10.1 阻斷共軛分子與電極耦合實現(xiàn)分子整流 1
10.2 嵌段分子線與整流 14
10.3 不對稱電極連接導致的分子整流 22
10.4 幾何結(jié)構(gòu)限流導致的分子整流 30
10.5 電子散射位置調(diào)控整流 39
10.6 串聯(lián)分子二極管 52
參考文獻 58
第十一章 環(huán)狀共軛分子電子材料 1
11.1 金屬卟啉分子材料 1
11.1.1 卟啉及金屬卟啉分子的幾何結(jié)構(gòu) 2
11.1.2 卟啉分子與電極的連接方式對輸運行為的影響 4
11.1.3 卟啉與金屬卟啉電子輸運性質(zhì)的對比 6
11.2 苯乙炔單元構(gòu)成的環(huán)狀分子材料 9
11.2.1 二苯乙炔分子的構(gòu)象分析 11
11.2.2 苯乙炔大環(huán)分子的幾何結(jié)構(gòu) 12
11.2.3 不同構(gòu)象大環(huán)分子的相對能量 15
11.2.4 大環(huán)分子環(huán)張力分析 16
11.2.5 大環(huán)分子的電子結(jié)構(gòu)分析 18
11.3 二乙炔基苯構(gòu)成的環(huán)狀分子材料 21
參考文獻 27
第十二章 分子傳感器件 1
12.1 金屬卟啉傳感的分子機理 1
12.2 基于電子傳遞路徑的金屬卟啉傳感器 15
12.3 碳納米管構(gòu)筑的分子結(jié)傳感器 29
12.4 二維金屬有機框架材料的氣體傳感 40
參考文獻 50
第十三章 其他分子電子器件 1
13.1 分子開關 1
13.2 基于石墨烯納米帶的分子場效應管 24
13.3 基于單層黑磷的分子場效應管 31
13.4 分子存儲 40
參考文獻 45
第十四章 分子電子材料的界面電子傳遞 1
14.1 金電極與巰基的接觸電阻 1
14.2 分子與電極的接觸電阻 6
14.3 氫鍵界面的電子傳遞 17
14.4 離子鍵和配位鍵構(gòu)筑的界面電子傳遞 24
參考文獻 31
第十五章 二維碳基材料的電子輸運 1
15.1 石墨烯納米帶寬度對電子輸運的影響 1
15.2 剪裁石墨烯納米片的電子輸運 10
15.3 石墨烯剪裁精度對輸運行為的影響 17
15.4 石墨烯納米帶的連接點對自旋電子輸運的影響 30
15.5 碳納米管分子結(jié) 38
15.6 碳納米管與石墨烯界面對電子輸運的影響 47
參考文獻 52
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