【摘 要】
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分子电子学是科学研究的前沿和热点之一。分子电子学近年研究的重点是如何构建分子器件,如何表征、控制分子器件中电子的传输以及如何认知分子器件结构和功能之间的关系。金
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分子电子学是科学研究的前沿和热点之一。分子电子学近年研究的重点是如何构建分子器件,如何表征、控制分子器件中电子的传输以及如何认知分子器件结构和功能之间的关系。金属/分子/金属结(分子结)是结构最基本、研究最广泛的分子器件单元。分子导线作为分子器件的重要组成和联系纽带,在分子电子学的发展中起着非常重要的作用。因此,分子导线的合成、组装及电子传输性能研究是当今化学、物理、生物及微电子工程学等领域里一个极具挑战性的方向。苯乙炔类(OPE)分子导线由于带有氧化还原基团(电活性基团)而具有独特的电学及光学特性(如负微分电阻、非线性光学效应等),因而广受重视。本论文通过设计合成各类OPE分子导线,构筑有关金属/分子/金属结(分子结),测量分子结的电学和光谱性质,尤其是研究带有电活性基团的OPE类分子结的电学和光谱性质,力图更深刻地认知分子结的电荷输运机理。本论文的主要研究成果有以下几个方面:
一、成功地合成不同分子长度、含不同电活性基团的乙酰巯基官能化的齐聚苯乙炔类分子导线。对这些化合物进行核磁共振谱、质谱、红外光谱和X射线单晶衍射分析表征以确定结构。
二、通过自组装的方式在金、银电极上制备OPE类分子导线的自组装膜(SAMs),进行了自组装膜的表面增强拉曼光谱(SERS)研究。
三、基于本组发展的微芯片上制备纳米间隔电极对方法和自行搭建的机械可控裂结法(MCBJ)系统,构筑了金电极/OPE类分子/金电极的分子结,并对其电学性质进行了初步表征。
四、利用可实时表征分子结电学和光谱性质的MCBJ和SERS联用装置,研究了不同偏压下分子结的SERS谱。
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