本文關(guān)鍵詞：苯類羧酸分子和低聚有機(jī)分子的單分子結(jié)電導(dǎo)研究

  更多相關(guān)文章： 電化學(xué)掃描隧道顯微鏡裂結(jié)法 羧酸 低聚有機(jī)分子 分子結(jié) 電導(dǎo) 分子長(zhǎng)度

【摘要】：由于硅電子器件內(nèi)在的局限性,以單分子為基礎(chǔ)的分子電子學(xué)受到了廣泛關(guān)注。當(dāng)前,分子電子學(xué)所面對(duì)的基本問題就是如何對(duì)分子的電子傳輸進(jìn)行測(cè)量和控制。而這個(gè)問題的關(guān)鍵又在于對(duì)單個(gè)分子的電子傳導(dǎo)性進(jìn)行檢測(cè),一般我們通過構(gòu)建金屬-分子-金屬結(jié)對(duì)單分子進(jìn)行電導(dǎo)的測(cè)量�，F(xiàn)有研究表明,單分子結(jié)電導(dǎo)受諸多因素影響,如分子自身結(jié)構(gòu)、錨定基團(tuán)、電極材料、錨定構(gòu)型和環(huán)境等。其中,錨定基團(tuán)在電子傳輸過程中扮演了重要角色,常用的錨定基團(tuán)有巰基、吡啶基、氨基、羧基等。羧基作為一種常用并有效的錨定基團(tuán),已被大家廣泛研究,但對(duì)其錨定機(jī)制以及在苯環(huán)上位置和數(shù)量的變化對(duì)分子電導(dǎo)影響的報(bào)道相對(duì)較少。另一方面,由于共軛的低聚有機(jī)分子具有比烷基鏈分子更高的導(dǎo)電性,而受到大家的廣泛關(guān)注,但對(duì)于隨著分子聚合度或芳香性的增加,分子導(dǎo)電性質(zhì)的變化研究也不多。本文采用基于跳躍接觸的電化學(xué)掃描隧道顯微鏡裂結(jié)法(ECSTM-BJ),以Cu為電極,對(duì)苯類羧酸分子進(jìn)行測(cè)量；同時(shí)以Au為電極,利用STM-BJ方法對(duì)低聚呋喃分子和以二氫化苯并噻吩為錨定基團(tuán)(BT)的芳香性分子進(jìn)行了電導(dǎo)測(cè)量。具體如下：1、以Cu為電極,通過采用對(duì)數(shù)和線性兩種方法統(tǒng)計(jì)了以苯為基礎(chǔ)的羧酸(對(duì)苯二甲酸)、羰基(對(duì)苯二甲醛、1,4-乙�；�)和羥基(對(duì)苯二甲醇)衍生物的電導(dǎo),研究羧基和Cu電極之間可能存在的錨定位點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明羰基和羧基都可以錨定到Cu電極上。2、以Cu為電極,比較對(duì)位苯二甲酸和間位苯二甲酸之間的區(qū)別,并在羧基和苯之間通過插入不同長(zhǎng)度的亞甲基單元研究電子輸運(yùn)的量子干涉現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在羧基與苯環(huán)直接相連時(shí)間位苯二甲酸沒有發(fā)現(xiàn)相消量子干涉效應(yīng)；當(dāng)苯環(huán)兩端各插入兩個(gè)亞甲基后,出現(xiàn)明顯的相消量子干涉效應(yīng)3、以Cu為電極,對(duì)3個(gè)羧基位于苯環(huán)上不同位置的(1,2,4-苯三甲酸、1,2,3-苯三甲酸、1,3,5-苯三甲酸)分子進(jìn)行電導(dǎo)測(cè)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在苯三甲酸中主要還是以2個(gè)羧基進(jìn)行錨定,并且另外一個(gè)羧基的存在導(dǎo)致電導(dǎo)變小。同時(shí)我們使用5-硝基間苯二甲酸和5-甲氧基間苯二甲酸進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)側(cè)鏈基團(tuán)為吸電子基團(tuán)會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)減小,給電子基團(tuán)使電導(dǎo)增大。4、系統(tǒng)探究了以Au為電極,分子長(zhǎng)度不同的低聚呋喃分子的電導(dǎo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著分子長(zhǎng)度的增加,總體上電導(dǎo)值相應(yīng)減小,但在F5出現(xiàn)異常,這可能與F5的HOMO-1能級(jí)更接近Au的費(fèi)米能級(jí)有關(guān)。同時(shí)重復(fù)單元相同時(shí),低聚呋喃分子的電導(dǎo)總是比噻吩的大,這可能與前者的分子長(zhǎng)度更短有關(guān)。5、系統(tǒng)研究了以Au為電極,芳香性大小不同的以二氫化苯并噻吩為錨定基團(tuán)(BT)的分子電導(dǎo)。結(jié)果表明在BT分子中分子芳香性與分子電導(dǎo)之間沒有明顯的相關(guān)性,說明除了分子芳香性外,還存在其他因素如五元雜環(huán)的電負(fù)性、分子空間結(jié)構(gòu)等也會(huì)對(duì)芳香性分子的電導(dǎo)造成影響。
【關(guān)鍵詞】：電化學(xué)掃描隧道顯微鏡裂結(jié)法 羧酸 低聚有機(jī)分子 分子結(jié) 電導(dǎo) 分子長(zhǎng)度
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O621.21
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 分子電子學(xué)及分子器件10-14
• 1.1.1 分子電子學(xué)簡(jiǎn)介10-11
• 1.1.2 分子器件11-14
• 1.2 金屬-分子-金屬結(jié)電導(dǎo)14-22
• 1.2.1 金屬材料15
• 1.2.2 分子本身15-22
• 1.2.3 環(huán)境22
• 1.3 本文論文的研究?jī)?nèi)容和目的22-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)24-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和材料24-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑24-25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料25
• 2.2 單晶電極及電解池25-27
• 2.2.1 Au(111)面的制備及實(shí)驗(yàn)前處理25-26
• 2.2.2 電解池處理26-27
• 2.3 STM針尖制備27-29
• 2.4 實(shí)驗(yàn)儀器及使用方法29-33
• 2.4.1 掃描隧道顯微鏡裂結(jié)法(STM-BJ)30
• 2.4.2 基于jump-to-contact的電化學(xué)掃描隧道顯微鏡裂結(jié)法30-33
• 第三章 羧酸分子與Cu電極鍵合時(shí)的錨定位點(diǎn)研究33-39
• 3.1 以苯為基礎(chǔ)的分子的單分子結(jié)電導(dǎo)34-37
• 3.1.1 對(duì)數(shù)統(tǒng)計(jì)34-35
• 3.1.2 線性統(tǒng)計(jì)35-37
• 3.2 以烷基鏈為基礎(chǔ)的分子的單分子結(jié)電導(dǎo)37-38
• 3.3 羧酸和Cu電極之間的錨定位點(diǎn)38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 以Cu為電極的間對(duì)位側(cè)鏈基團(tuán)的長(zhǎng)度對(duì)苯類羧酸分子電導(dǎo)的影響研究39-45
• 4.1 以Cu為電極的烷基鏈不斷增長(zhǎng)的苯類分子電導(dǎo)的測(cè)量40-42
• 4.2 側(cè)鏈長(zhǎng)度增長(zhǎng)對(duì)相消量子干涉的影響42-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 第五章 以Cu為電極的多個(gè)錨定基團(tuán)及側(cè)鏈基團(tuán)對(duì)分子電導(dǎo)的影響研究45-51
• 5.1 鄰、間、對(duì)苯二甲酸分子結(jié)電導(dǎo)的測(cè)量47-48
• 5.2 三個(gè)羧基錨定基團(tuán)對(duì)分子結(jié)電導(dǎo)的影響48-49
• 5.3 側(cè)鏈基團(tuán)對(duì)苯二甲酸分子結(jié)電導(dǎo)的影響49-50
• 5.4 本章小結(jié)50-51
• 第六章 呋喃分子長(zhǎng)度與其電導(dǎo)關(guān)系研究51-58
• 6.1 傳統(tǒng)STM-BJ法測(cè)量呋喃分子電導(dǎo)52-53
• 6.1.1 分子自組裝52
• 6.1.2 電導(dǎo)測(cè)量52-53
• 6.2 呋喃分子的Au-分子-Au分子結(jié)電導(dǎo)53-56
• 6.3 低聚呋喃與低聚噻吩之間的區(qū)別56-57
• 6.4 本章小結(jié)57-58
• 第七章 共軛分子芳香性與其分子電導(dǎo)的關(guān)系研究58-64
• 7.1 以BT為錨定基團(tuán)的系列分子電導(dǎo)測(cè)量60-61
• 7.2 BT分子的理論計(jì)算61-62
• 7.3 其他因素對(duì)BT分子電導(dǎo)的影響62-63
• 7.3.1 五元環(huán)的電負(fù)性對(duì)分子電導(dǎo)的影響62
• 7.3.2 Te與Au之間的強(qiáng)相互作用62-63
• 7.4 本章小結(jié)63-64
• 參考文獻(xiàn)64-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文75-76
• 致謝76-78

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 周公度;李奇;劉若莊;;草酸分子中化學(xué)鍵的性質(zhì)[J];化學(xué)通報(bào);1988年01期

2 方仙桃;鐘成;羅增偉;傅恩琴;;新型胺類熒光分子探針的合成及其對(duì)羧酸分子的識(shí)別[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2007年04期

3 耿志遠(yuǎn),王冬梅,薄麗麗,戴國(guó)梁,呂玲玲,王永成;草酸分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的量子化學(xué)計(jì)算研究[J];西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年03期

4 李國(guó)材;;關(guān)于含氧酸氧化力與酸分子的內(nèi)在聯(lián)系[J];化學(xué)通報(bào);1984年09期

5 劉春華;李億保;謝云志;李勛;范小林;;利用STM研究傒四羧酸分子間的作用機(jī)制[J];贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào);2013年06期

6 吳寧生;;弱酸弱堿平衡的計(jì)算[J];化學(xué)通報(bào);1966年01期

7 李開新;;蒸發(fā)殘?jiān)宜醄J];塑料制造;2012年05期

8 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄧風(fēng);岳勇;杜有如;葉朝輝;;磷鋁酸分子篩中鎂取代鋁的~(31)P NMR研究[A];第八屆全國(guó)波譜學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];1994年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳偉;共價(jià)誘導(dǎo)的多酸分子有序組裝及性能研究[D];北京化工大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 洪澤文;苯類羧酸分子和低聚有機(jī)分子的單分子結(jié)電導(dǎo)研究[D];浙江師范大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1046758