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單分子絕緣體研究進(jìn)展

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2018-06-07 17:40

【引言】

 

電子通過分子(以及通過任何納米級(jí)絕緣和介電材料)的隧道效應(yīng)隨著長度的增加而呈指數(shù)衰減,長度依賴性反映在電子攜帶電流的能力上。近期研究顯示穿過分子結(jié)的相干隧穿可以通過破壞性量子干涉來抑制,這是一種非長度依賴的機(jī)制。對(duì)于之前研究的碳基分子,取消所有傳輸通道將涉及抑制π軌道和σ軌道系統(tǒng)對(duì)電流的貢獻(xiàn)。以前的破壞性干擾報(bào)告表明,只有通過π-通道才能降低傳輸。

 

【成果簡介】

 

北京時(shí)間2018年6月7日,Nature在線發(fā)表了丹麥哥本哈根大學(xué)Gemma C. Solomon、美國紐約哥倫比亞大學(xué)Latha Venkataraman、上海師范大學(xué)Colin Nuckolls和肖勝雄教授(共同通訊作者)團(tuán)隊(duì)題為“Comprehensive suppression of single-molecule conductance using destructive σ-interference”的文章,研究報(bào)道了一種飽和硅基分子,其官能化的雙環(huán)[2.2.2]八硅烷部分在其σ-系統(tǒng)中展現(xiàn)出破壞性量子干涉。雖然分子硅通常形成導(dǎo)線,通過將Si-Si鍵鎖定成雙環(huán)分子框架中的重疊構(gòu)象,研究使用電導(dǎo)測(cè)量和從頭計(jì)算的組合來實(shí)現(xiàn)破壞性σ-干涉,可以產(chǎn)生長度小于1納米的非常絕緣的分子。分子還表現(xiàn)出異常高的熱電勢(shì)(0.97mv/K),這是通過破壞性干涉抑制所有隧道路徑的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)特征:計(jì)算表明,中央雙環(huán)[2.2.2]八辛硅烷單元比其所占據(jù)的空間具有更小的導(dǎo)電性。文章提出的分子設(shè)計(jì)提供了基于量子干涉的單分子絕緣體的概念證明。

 

【圖文導(dǎo)讀】

 

圖1:相干電子輸運(yùn)和模型傳輸?shù)氖疽鈭D

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圖2:Si4,Si222,Si222-cut和Si2-Si222-

Si2的輸運(yùn)性質(zhì)計(jì)算

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圖3:合成方案以及實(shí)驗(yàn)單分子電導(dǎo)、熱電

勢(shì)和噪聲數(shù)據(jù)

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圖4:Au-分子-Au單分子結(jié)電導(dǎo)與分子長度

的關(guān)系

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來源:材料人

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