贺艳斌 白熙

(长治医学院药学系, 长治 046000)

一维非共轭烷烃链虽不具富电子或少电子特征, 但常存在于单分子器件或多肽、蛋白质等生物分子中,对电子传输产生重要影响.为理解这类物质的电子输运特征, 本研究设计了一维线性非共轭(CH2)n 分子结模型, 并利用密度泛函理论结合非平衡态格林函数的方法, 对(CH2)n(n = 1—12)线性分子链与两个石墨烯电极耦合而成的分子结进行了第一性原理计算.结果表明, CH2 分子链随着n 值的变化, 其电导值表现出明显的奇偶振荡现象, 并且随着链长的增加呈指数级的衰减, 这一结果与实验研究取得了很好的一致性, 为理解和设计性能更加优良的单分子器件提供了重要理论依据.

1 引 言

近二十年来, 各种纳米级电极制备技术的出现, 促进了单分子电子学领域在实验和理论方面的快速发展[1].石墨烯作为一种优良的电子导体, 在电磁屏蔽[2]、微型智能传感[3]及雷达吸波材料[4]等方面得到了广泛应用.特别是Guo 等[5−8]利用单层石墨烯作为电极, 构建的“石墨烯-分子-石墨烯(graphene-molecule-graphene, GMG)”异质结, 表现出了结构精确可控、信号可调的特点, 在揭示光开关[5]、化学/生物传感[6]、氢键作用[7]等物质转换规律和生命本征现象方面显示了独特优势, 为将来颠覆性芯片技术和精准分子诊断技术的发展提供了基础[8].尤其是Jia 等[9]将二芳烯作为功能中心,在石墨烯电极间构建了一个光、电双模式诱导的单分子全可逆光电子器件.在这一突破性工作中, 为了避……