Browsing by Author "陳俊吟"

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    以理論計算探討單分子電子傳輸之量子干涉效應的機制與應用
    (2015) 陳俊吟; Chen, Chun-Yin
    隨著導電材料製程越來越小，單分子導電研究已經是科學家們重要的課題之一，單分子導電過程中往往會伴隨著量子干涉效應(quantum interference)的發生，量子干涉效應又可分為兩種完全不同的效應，一種是建設性量子干涉(constructive quantum interference)；另一種是破壞性量子干涉(destructive quantum interference)，藉由這兩種量子干涉效應可改變單分子導電的特性及大小，本篇即將探討量子效應對分子的導電造成之影響，希望能加以利用來設計具備不同元件特性的分子。 由先前文獻中得知已成功合成出phenyl-acetylene macrocycle (PAM)架構之分子旋轉柵門(molecular turnstile)，透過外加電場可以使分子中間的轉軸(rotor)進行旋轉。中心轉軸與外環夾角不同則導電度也會不同。首先第三章將會探討轉軸旋轉角度進而改變分子導電度，在旋轉角度過程中意外發現：某些特殊角度下的電子傳輸會受到破壞性量子干涉效應影響，導致電子傳輸率下降，於是推斷出與量子干涉效應有關的兩種可能原因：分子軌域分佈與能量，並加以分析及討論。接著第四章是藉由另一篇文獻中發現：以PAM分子為參考，作者設計一種單分子電子旋轉門(single-molecule electric revolving doors，SMERDs)的分子開關元件，而且SMERDs一樣可透過電場改變本身的結構，進而影響導電度高低。在此章節中我們成功地改良出更好的2G-SMERDs，導電開關比例>104，所需的外加電場降低為1.0-1.5V/nm。上述章節的研究中也發現：不同系統所對應到的破壞性量子干涉電子傳輸曲線有不同的曲線特徵，所以最後第五章中我們探討分子之奇偶對稱性造成之特徵電子傳輸曲線，並延伸至cross-conjugation性質的討論。 關鍵字：量子干涉效應，單分子電子傳輸