氧化还原活性分子fc-opv+dithiol的单分子电导分析与cu-pd合金量子电导测量

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1、厦门大学学位论文原创性声明本人呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均在文中以适当方式明确标明，并符合法律规范和《厦门大学研究生学术活动规范(试行)》。另外，该学位论文为()课题(组)的研究成果，获得()课题(组)经费或实验室的资助，在()实验室完成。(请在以上括号内填写课题或课题组负责人或实验室名称，未有此项声明内容的，可以不作特别声明。)声明人(签名)：年月日厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施

2、办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦门大学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。()2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文应是已经厦门大学保密委员会审定

3、过的学位论文，未经厦门大学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人：年月日第一章绪论著名的摩尔定律预言：计算机芯片上集成电路的数目每18个月翻一番。近几十年来，计算机芯片的发展非常迅速，从1947年贝尔实验室肖克莱等人发明晶体管至今，计算机芯片的线宽尺寸已经降到了32nm。然而，目前的这种硅基集成电路的发展已经接近极限，要进一步缩小，对目前的硅工艺来说已经相当困难；更重要的是，电子元件小到nm尺寸所带来的量子尺寸效应将导致电子器件无法正常运行。早在上

4、世纪50年代，科学家们已经预知了硅基计算机芯片发展的瓶颈，提出了纳电子器件和分子电子器件。鉴于当时的实验条件，纳／分子电子器件的发展相当缓慢。直到最近的十多年，随着精密的微加工技术、表面自组装技术及纳米加工技术的日趋成熟，纳／分子电子器件的研究迎来了新的热潮。与传统的硅基电子器件相比，纳／分子电子器件有着更快的响应速度、更低的功耗、更高的集成度以及更大的可设计性，它的发展将对整个社会科技的发展起到巨大的推动作用。科研工作者提出了纳／分子电子器件研究的一个整体思路：电学性质测量．电子传递过程的控制．电子传递机理的探

5、究。在纳／分子电子学领域，传统的固体电子学理论已不再适用，其电子传输过程应用量子输运理论来描述。根据上述思路，本论文测量了并试图通过电化学方法控制带有氧化还原中心的二茂铁分子的单分子电导，且根据所得结果对电子传递机理进行了讨论。另外，作为纳电子器件方面的工作，初步研究了金属及合金原子线的量子化电导。§1．1金属及合金原子线的量子化电导§1．1．1金属电导量子化对于宏观导线，其电导值可用欧姆定律来描述：G=p兰来计算，其中G为电导值，p为电导率，L为金属线的长度，S为金属线的横截面积。然而，当金属线的尺寸小到原子级

6、别时，由于量子尺寸效应的影响，如：电导量子化【11、厦门大学硕十论文库仑阻塞(Coulombblockade)【2，31、An(hev【4】反射等，宏观的欧姆定律将不再适用。电子在金属导体中的输运过程可分为：扩散输运和弹道输运。对于宏观导惰体，电子在传递仝程中将受导体内部杂质和声子的散射作用而产生能量损失，-二二=：属于扩散输运过程；对于介观或微观导体，当其长度小于电子的平均自由程，电子很有可能不会受到散射而通过样品，这种输运过程称为弹道(ballistic)输相电运，而弹道属．

7、于可能导致的结果就是电导量子化。

8、要产生量子化电导通常需要=j一两个条件【5】，如图1．1所示：一是导体长度，要比电子平均自由程要短，这样电子发生弹道输运；二是导体的直径d与费米波长相当，能使电子在导线的横向形成驻波(量子模)。，●·◆Fig．1．1Schematicofthetwomacroscopicelectrodes、析thallatomic—sizedconductor．电子的平均自由程(Memfreepath)为电子在相继两次碰撞之间通过的路径的平均值．它表示的是电子初始动量破坏之前电子行进的距离。依据条件和导体种类不同，金属的电子平

9、均自由程可达数纳米至数十纳米，半导体则从约一百纳米到一微米甚至更长[61。费米波长为费米面附近的电子德布罗意波长，金属的费米波长约为零点几纳米；但是对于半导体来说，由于其载流子密度比金属要低得多，其费米波长在数十纳米【51。兰道尔公式(Landauerformula)171常用来理解电子在纳米结构和器件包括分子体系中的传输过程，其表示式如下：G：T2e2∑NL2第一章绪论