分子デバイスの構築と機能制御に関する理論的研究

分子器件构建与功能控制理论研究

基本信息

批准号：
02J01966
负责人：
近藤正一
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J01966/
关键词：
フェニルジチオールワイヤーコンダクタンス分子軌道解析フェニルアセチレンバンド構造スピンクロスオーバー錯体スピン-軌道相互作用 LIESST DNA ラウダウアモデルビス(フェニルメチレニル)[2.2]パラシクロファンスピンクロスオーバー

项目摘要

1.フェニルジチオール分子におけるコンダクタンスの分子長依存性に関する研究本研究では一連のフェニルジチオール分子(n=1-5)のコンダクタンスを密度汎関数法を用いて系統的に調べた.特にベンゼン環の配列が平面からずれることによる伝導特性への影響について考察した.計算により得られたフェルミ面近傍のコンダクタンスは平面・非平面型ともにnが2以上で指数関数的に減衰する.同じ分子長のワイヤでは非平面型の方が平面型よりコンダクタンスが小さい.この系のコンダクタンスの分子長に対する減衰因子(対数関数の傾き)を求めたところ平面型では0.165Å^<-1>,非平面型では0.256Å^<-1>であり,類似分子系における実験値(0.35-0.5Å^<-1>)と比較しうる結果を得た,分子軌道解析により,(1)この分子系では最高被占軌道(HOMO)が低電圧における分子伝導に重要な役割を果たし,(2)ベンゼン環のねじれによるHOMOの安定化がFermi面近傍における伝導度を小さくし減衰因子の上昇に寄与している,と結論した.2.フェニルアセチレン骨格を有する分子ワイヤの伝導特性拡張ヒュッケル法にもとづくバンド計算によりフェニルアセチレン骨格を有する様々な分子鎖の電子状態を解析を行った.シス/トランスポリエチレンと類似の構造を持つ分子鎖はバンドギャップが2.56eVの絶縁体であった.この傾向は鎖の幅を広くしても変わらず,2次元シートの極限までバンドギャップが一定であることが示唆された.一方,パラフェニルアセチレン鎖が平行に並んだ構造を有する分子鎖では鎖が太くなるにつれてバンドギャップが小さくなり,2次元シートの極限(グラフィン)でバンドギャップが0.9eV程度の半導体であるという結果を得た.結晶軌道の解析から、特にシス/トランスポリエチレンと類似型の分子鎖でバンドギャップが一定となる理由を明かにした,

1. 苯基二硫醇分子电导的分子长度依赖性研究本研究利用密度泛函理论系统地研究了一系列苯基二硫醇分子（n = 1-5）的电导。我们考虑了阵列偏离平面对传导性能的影响。无论是平面型还是非平面型，计算得到的费米面附近的电导当n为2或更大时呈指数衰减。相同分子长度的导线现在来说说非平面类型电导率比平面型更小。该系统的电导相对分子长度的衰减因子（对数函数的斜率）对于平面型为 0.165 Å^<-1>，为 0.256 Å^<-1 > 对于非平面类型和类似的分子系统。分子轨道分析表明（1）在该分子系统中，最高占据轨道（HOMO）对于低电压下的分子传导很重要（2）苯环。结论是，通过扭曲使HOMO稳定，降低了费米表面附近的电导率，并有助于增加衰减因子2.基于苯乙炔骨架分子线传导特性的扩展Huckel方法的能带计量。我们通过计算分析了各种具有苯乙炔骨架的分子链的电子态。结构类似于顺/反式聚乙烯的分子链是绝缘体，带隙为2.56 eV。这种趋势是由于该链使它更宽有人认为，带隙在二维片材的极限之前保持恒定。另一方面，在具有对苯乙炔链平行排列的结构的分子链中，带隙随着链变粗而变小。我们得到的结果是，它是在二维片材（石墨烯）极限内带隙约为0.9eV的半导体。通过对晶体轨道的分析，我们发现了为什么带隙是恒定的，特别是在类似于以下的分子链中：顺式/反式聚乙烯。