二茂铁分子结的磁阻行为
基于电子密度泛函理论（DFT）和非平衡格林函数（NEGF）理论的计算方法，我们从理论上研究了二茂铁分子结在不同电压下及不同分子结构下的磁阻效应。通过计算不同电压下电流的值，我们发现了负微分电阻效应以及较大的自旋极化率。通过巨磁阻（GMR）公式，我们计算了不同分子结构下GMR随着电压的变化趋势，并且发现了较大的磁阻行为。
关键词：二茂铁分子结 负微分电阻效应 自旋极化率 磁阻效应 M00053
Magnetoresistance behaviors of Cyclopentadienyl-iron molecular junctions
Abstract:Based on the density functional theory (DFT) and non-equilibrium Green's function (NEGF), we theoretically studied the magnetoresistance behaviors of cyclopentadienyl-iron molecular junctions at different voltages and molecular structures. By calculating the current at different voltages, we find a negative differential resistance and a large spin polarization. By the giant magnetoresistance (GMR) formula, we calculate the GMR under different molecular structures as the voltage change, and find that the larger magnetoresistance behaviors.
Keywords: Cyclopentadienyl-iron molecular junctions; Negative differential resistance effect; Spin polarization; Magnetoresistance behaviors
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第一章 引 言 4
1.1分子电子学 4
1.1.1分子电子学的定义 4
1.1.2 分子电子学的特点 4
1.1.3分子器件 5
1.2巨磁电阻效应 5
1.2.1巨磁电阻效应的定义 5
1.2.2巨磁电阻效应的发现 6
1.2.3巨磁电阻效应的物理解释 6
1.2.4巨磁电阻效应的应用 6
1.3二茂铁分子结的概述 7
1.3.1二茂铁分子结的发现 7
1.3.2二茂铁的制备 8
1.3.3二茂铁的性质 8
1.3.4二茂铁的应用 9
1.4研究现状 9
第二章 模型的建立和研究方法 10
2.1模型的建立 10
2.2计算公式 11
第三章 数值结果和讨论 13
3.1二茂铁分子结的输运特性 13
3.1.1隧穿谱 13
3.1.2负微分电阻 14
3.2磁阻效应 17
结 束 语 19
参考文献 20
致 谢 21
第一章 引 言
1.1分子电子学
1.1.1分子电子学的定义
分子电子学是分子水平上的研究，其目的在于用单个分子、超分子或分子簇取代硅基半导体晶体管等固体电子学元件来拼装逻辑电路，甚至组装完备的分子计算机。而分子电子学研究的是如何合成各种分子电子器件、性能测试以及将它们组装并实现一定逻辑功能。与传统固体电子学相比，分子电子学具有很大的优势。经过多年的发展之后，因为原理性的物理限制、技术性的工艺限制等等，开发超大规模集成电路有着一定的难处。微电子加工技术的限制，接近目前的发展，固态电子器件的窄线宽操作不允许遵循传统。同时，线宽变窄也导致生产成本的增加。
我们需要解决这些问题，那么当今微电子技术发展的方向就一定是向着纳米电子学过渡了。而身为纳电子学的一个紧要组成部分，分子电子学也愈来愈受到重视。研究可控制或调制分子光电特征的质料、器件和根本构架被称作“分子电子学”[1]。诺贝尔物理学奖获得者Feynman“从一个分子甚至原子开始组装”猜想是分子电子学的概念起源。分子电子学指的是用有机功效质料的分子修建电子路线和种种元器件，好比分子整流器、分子晶体管、分子开关等等，和这些分子尺度的元件或光学特性的测量和分析的电磁性质的一门学科。
1.1.2 分子电子学的特点
分子电子学（Molecular electronics）是指用有机功能材料的分子构筑电子线路的各种元器件，如分子开关，分子整流器，分子晶体管等，并衡量和分析这些分子标准元器件的电特色或光特性的一门学问。它蕴含二方面：1、分子线度电子学（Molecular scale electronics）；2、电子学所用的分子材料。多学科的分子电子学跨越物理、化学和材料科学。统一使用分子积木制作电子元件的特点。这包括负（即电阻线）和组件的正面，开关晶体管和分子尺寸
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