纳米尺度分子结表面增强拉曼光谱与电导之间关联特性的研究

摘要

从分子电子学发展以来，在实验上和理论上都取得了很多突破性的进展，但离分子电子学的完备还有很长的距离，我们需要做的还有很多。有的分子器件在不同研究组的研究中得到截然不同的结果，甚至在同一组的多次测量都能得到不同的结果，一方面是由于实验过程中有太多不可控因素，如分子与电极间的接触方式、电极间的距离、分子的数目以及一些外界因素等，是在人的可控范围之外，另一方面是由于人们对于所研究体系的工作原理的认识不够，没有完备的理论知识作为指导。所以要确保所研究结果的准确性，我们除了要改进实验的技术外，还要有理论研究作为支撑。
　　我们的研究所选择的吸附基团是乙炔基，目前人们并不太了解乙炔基吸附所得的分子结能有比硫氢基吸附更高的电导，所以对乙炔基在电极上的吸附行为以及所构成分子结的电输运特性的研究都非常的缺乏。基于苯乙炔类聚合物分子所形成的分子器件的输运特性的研究，我们所得的结论如下：
　　第一，探究分子与电极间的耦合界面特性对SERS的影响。我们发现ope分子是以共价的Au-C键吸附在Au(111)面的空位上，界面耦合强度的变化会使得与界面相关的拉曼峰展宽，相对强度降低，这正是对实验真实情况的反应。
　　第二，对影响分子电输运特性的因素的探究。我们发现电导能力最差的是桥位吸附，而在空位吸附和顶位吸附时的电导差异不大，电导是随分子长度的增加而指数衰减，分析其可能原因有两点：受到侧链甲氧基的影响或者是分子间相互作用的影响，进一步探究发现分子间的相互作用对分子结的电导有明显的影响。
　　第三，对分子结的SERS与电导之间的关联特性的研究。结合SERS和电导随LAu-C的变化规律便得出它们之间存在关联特性。

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第一章 导论

1.1选题的背景和研究意义

1.2分子器件的研究进展

1.3本文的研究内容及方法

第二章 量子化学计算的理论基础

2.1 三种基本近似

2.2 密度泛函理论

2.3 赝势

2.4 本章小结

第三章 利用表面增强拉曼光谱对分子结界面特性的研究

3.1 表面增强拉曼光谱(SERS)

3.2 界面特性对SERS的影响

3.3 拟合SERS与实验比较探测分子结的界面特性

3.4 本章小结

第四章 分子结的拉曼光谱与电导的关联特性

4.1单分子结的电输运特性

4.2 双分子结的电输运特性

4.3 表面增强拉曼光谱和电导的关联特性

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 研究成果总结

5.2 主要创新点和意义

5.3 进一步的研究与展望

致谢

参考文献

附录

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