项目名称: 基于分子构型调控的室温富勒烯分子器件的构筑及其机制研究

项目编号: No.61474059

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 王立

作者单位: 南昌大学

项目金额: 74万元

中文摘要: 分子器件是构建在单个分子或有限个分子上的具有特定功能的器件,是克服现有器件尺寸、工艺极限,研制下一代新型器件的重要途径。利用有机分子内秉特性是构筑具有新颖功能的分子器件的出发点和关键点。研制和开发室温下正常工作的新型单分子器件是分子器件研究领域的核心问题之一。申请人提出了基于分子构型调控的室温单分子器件的构建思路,以吸附在硅(111)表面上的富勒烯分子为研究体系,通过扫描隧道针尖和金属团簇调控富勒烯分子构型,建立施加电压、隧穿电流、针尖与分子之间高度对分子转动的本构关系,明确金属团簇类型、尺寸和作用位点对富勒烯分子构型的影响,理解分子构型转变机制,构建室温单分子原型器件。这一基础研究有助于在亚分子水平上理解分子构型及其转换的基本问题,为设计、构筑新型分子器件和量子器件奠定基础,具有重要的科学意义和潜在的应用前景。

中文关键词: 分子器件;分子构型;扫描隧道显微镜

英文摘要: Molecular devices designed at a molecular level to efficiently perform certain function have attracted wide attentions due to the promotion of electronic devices miniaturization at the nanometer scale. Great efforts have been devoted to construct the prototypes of molecular devices such as switches, motors, data storage bits, magnets, and diodes. Rich intrinsic properties of organic molecule provide the possibility to build new types of device with novel function. In the viewpoint of molecular devices in realistic applications, molecular device is especially desirable to achieve at room temperature. In this project, we propose to use the intramolecular properties as information carrier to construct room-temperature molecular devices on an individual molecule with the assistance of scanning tunneling microscopy (STM). Fullerene adsorbed on Si(111) surface is chosen as the testbed since fullerene molecules have stable and distinct adsorption conformations at room temperature. Conformation of individual fullerene molecule will be manipulated by applying a bias between the STM tip and the molecule. The dependence of the manipulation probability on the bias, the current and the distance between the tip and the molecule will be deduced from a series of manipulation experiments to understand the mechanism of molecular movement. Metal clusters formed on the Si surface will be used to adjust the molecular conformation of fullerene molecules by attaching the clusters to the fullerene molecule. The influence of the type of metal, the attached site on the changes of the molecular conformation will be systematically investigated to understand the interaction between the metal clusters and the fullerene molecules. The performance of this project is helpful to choose suitable molecule/solid system for construction of molecular devices working at room temperature and also can be useful to understand molecular movements at single molecualr level to design new type molecular devices with novel functions.

英文关键词: Molecular Device;Molecualr Conformation;Scanning tunnellling Microscopy

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