新型有机自旋阀器件的理论设计及电荷性质机理研究

项目名称： 新型有机自旋阀器件的理论设计及电荷性质机理研究

项目编号： No.61306149

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 张小姣

作者单位： 宜春学院

项目金额： 25万元

中文摘要： 电子不但具有电荷，同时还具有自旋的特性。研究电子自旋的操纵及利用，使传统的电子学器件增加了新的功能。特别对于有机分子而言，由于具有很长的自旋弛豫时间和相干长度，将可能产生全新的基于量子调控自旋电子学器件，从而引发一场新的信息科学的革命。本项目中，我们将从分子的结构特征和电子学的基本原理出发，设计出结构新颖、性能优越的新型有机自旋阀器件，并从两个方面对其电荷输运性质展开研究：1）采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法，预测单分子磁体自旋阀器件的电荷输运性质，并探索其磁阻率调制的物理机理；2）基于第一性原理的电子结构计算并结合玻尔兹曼输运方法，深入研究有机自旋阀器件的自旋注入、自旋翻转、弛豫时间等性质。通过理论设计和计算，我们将充分理解有机自旋阀器件中与自旋输运相关的基本物理过程，得到相应的理论模型，并提出性能优越的有机自旋阀器件的设计方案，为新型有机自旋电子器件的实际开发提供理论依据。

中文关键词： 有机分子器件；自旋输运；第一性原理计算；自旋纳米器件；

英文摘要： Electron has the properties of charge and spin. Spintronics studies the control and utilization of electron spin. The introduction of spin manipulation creates new functionalities to traditional electronic devices. In particular, for organic molecules, there are long spin relaxation time can produce conceptually new spintronics devices based on quantum control, which may lead to a new revolution in information science. In this proposal, the organic spin valve devices (OSVDs) with novel structure and high performance will be designed based on molecular structures and the fundamental principle of electronics. And also, we will study on the charge transport properties of OSVDs as follows:(i) using the first-principle calculation and non-equilibrium Green's function, we will investigate the spin transport properties of OSVDs, and explore the physical mechanism for the modulation of magnetic resistivity.(ii) based on the first-principle electronic structure calculation combined with the Boltzmann transport method, we also study the spin injection, spin transition and relaxation time. By theoretical design and calculation, we will understand the fundamental physical process deeply for the spin transport in OSVDs, and the corresponding theoretical model will be obtained. Moreover, we will proposed a design scheme for t

英文关键词： Organic molecular device；Spin transport；The first-principle calculation；Spintronics nano-device；