双核钌有机炔单分子电子输运性能的实验和理论研究

项目名称： 双核钌有机炔单分子电子输运性能的实验和理论研究

项目编号： No.21303204

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 王金云

作者单位： 中国科学院福建物质结构研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 近年来，随着纳米科学的快速发展，分子导线作为各种分子器件的连接体，在实现分子电路中起了重要作用。利用实验和理论计算两种手段，系统地研究一系列双核钌金属有机炔桥联分子导线的电导性能。实验上，通过三甲基硅乙基的保护方式，合成三甲基硅乙基硫代双核钌有机炔桥联分子，通过扫描隧道显微镜裂结法等手段研究该类分子在金基底上的自组装膜及其"金属/分子/金属"分子结的导电性。从第一性原理出发，利用密度泛函理论，并结合非平衡态格林函数方法，对影响该类分子电输运性质的因素进行研究，分析桥联及外端配体共轭性的扩展、不同的配体类型、桥联配体中开关单元、取代基效应、分子和电极间不同的连接原子及类型、分子与电极的接触构型和不同的电极类型对其电导性能的调控作用，探究该类化合物的导电机理。本项目的研究结果对揭示分子结构及其电学性质的关系，对未来设计合成实际可用的分子导线并控制器件的电输运能力将具有一定的指导意义。

中文关键词： 金属配合物；ATK；电导；STM-BJ；

英文摘要： With the rapid development of nanotechnology, moelecular wires, as connectors between various molecular devices, are palying more and more important role in achieving molecular electrocircuit. Combined with experimental and theoretical methods, the underlying mechanism of electron transport in a series of binuclear ruthenium polyynediyl molecules will be investigated and discussed. Experimentally, a series of trimethylsilylethyl-sulphur (TMSES) protected dinuclear ruthenium polyacetylide molecules will be prepared. The structural feature of these thiol-functionalized molecular wires self-assembled onto gold surfaces will be investigated, as well as the molecular conductance properties by Scanning Tunneling Microscope Break Junction (STM-BJ) method. The ab initio modeling will be executed based on the density functional theory combined with non-equilibrium Green's function formalism. To deeply investigate the transport properties of this series of organometallic molecules, we will consider the effect of conjugation extension in the bridging and terminal auxiliary ligands, different types of ligands, the switching units and substituent groups in the bridging ligands, different contacting atoms and types between the molecules and electrodes, different contacting construction and different electrode. The results rev

英文关键词： Metal complex；ATK；electrical conductance；STM-BJ；