扫描隧道显微镜在分子自组装和分子电子学中的应用

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扫描隧道显微镜(STM)的发明极大地拓展了人们在纳米尺度对物质世界的视野,并使得人类在纳米尺度操纵物质的梦想成为现实.器件的微型化和自组装是未来应用器件的发展方向.微型化提高器件的集成度,而自组装将攸微型器件的制造简单化.该论文将基于STM空间高分辨的图像、能量高分辨的隧道谱和单分子操纵技术,探讨分低维组装结构和基于单分的电输运现象.在第一章中,我们简要地介绍了STM的发展及其广泛接受的基本原理,特别是Bardeen微扰理论.主第二章中,我们系统研究了烷烃硫醇自组装单层腆的STM成像机制.在第三章中,我们转而研究利用硫醇自组装膜为模板自组装其他原子和分子低维结构.在第四章中,我们把目光转移到分子电子学方面.我们把分子置于双势垒隧道结中,从而探讨几何结构相似但电子结构不同的富勒烯分子(C<,60>,C<,59>N,和Cd@C<,82>)在单电子隧穿中的表现.在第五章中,我们利用两种富勒烯分子(C<,60>和C<,59>N)研究了基于双富勒烯分子的负微分电阻(NDR)效应.
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