金屬串化合物之電子結構與導電度模擬

計畫名稱:金屬串化合物之電子結構與導電度模擬

所屬單位:化學系

研究團隊:尖端材料金屬科學研究室

計畫主持人:彭旭明

研究人員:郭兆輝

資源需求:Gaussian03, pgi fortran, matlab

使用期間:2008/05~

研究主題:
金屬串化合物之電子結構與導電度模擬

研究內容概述:
分子導線是近來深受矚目的研究課題,一般咸信分子的導電值與電性應與測量瞬間之分子構形應當有極明顯的相關性,我們所設計的實驗證實了這個現象,受到RSC (Royal Society of Chemistry)的矚目,而獲受撰文報導(見後)。雖說這個現象頗為理所當然,但尚無針對此現象進行系統化的探討,因為這個領域到目前所研究的分子多無法彰顯這種現象。例如最常被研究的分子種類是不易導電的飽和烷硫醇,即使分子構形變化,電性也沒有明顯的差別;或如剛性的分子,分子構形不易變化、也就難以獲得具說服力的實驗結果。 有鑑於此,我們設計一系列的分子,特色是長度遞增且非剛性的共軛分子,使構形可以明顯影響分子的電性。所採用的量測方法掃瞄式探針顯微鏡(STM),這是在溶液中將儀器的金質探針往金表面推近、與表面形成金屬鍵後再往回拉、回拉直至斷裂的實驗方法。當溶液中含待測分子、且該待測分子兩端具備與兩電極鍵結的能力的話,便可以在兩電極間隙形成之際,施加電壓、測量電流以獲得該分子的電性。由於這個方法在量測時,電極間隙會反覆變化,介於兩電極之間的分子也因而產生構形變化,我們發現隨著分子構形拉直,分子中苯環最易形成共平面時,分子的導電能力遠優於其他的電極間距(亦即分子構形)。而藉由量測一系列長度不同、結構類似的分子,我們有系統且定量地證明了這個現象,在論文審查時深獲審查專家的極力讚賞。

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