稠环芳烃分子骨架对单分子电导的影响

摘要

分子结内的电荷传输过程受到分子骨架以及锚定基团等多种因素的影响.为了探索分子骨架对分子结电荷传输特性的影响，本文设计并合成了3种以不同π共轭面积的苯、萘和蒽为分子骨架，以噻吩为锚定基团的分子（DT-B,DT-N,DT-A），并结合扫描隧道显微镜裂结技术（STM-BJ）及密度泛函理论（DFT），对不同π共轭面积的稠环芳烃分子结中的电荷传输过程进行了研究.结果表明，3种分子均存在高电导（G_H）与低电导（G_L）两种电导态，对应单分子结中Au-π与Au-S两种结合构型.对于G_L态，π共轭面积的增大使得HOMO能级逐渐接近金费米能级，呈现出G_DT-A>G_DT-N>G_DT-B的电导趋势.对于G_H态，电导值不会随π共轭面积的增大而发生明显改变，但稠环芳烃扭转角的增大会引起空间位阻的增强，使Au-π结合概率降低，导致Au-π与Au-S两种分子构型的比例发生了改变.

关键词

稠环芳烃 / 扫描隧道显微镜裂结技术 / 分子结 / 结合构型