摘要：本文以1,4-苯二胺（BDA）分子为基础，在理论上设计了BDA、TFBDA、TMBDA这三个模型。模拟中，我们利用处理程序GOLLUM，理论基础也是基于非平衡格林函数（NEGF）的方法。分析表明，引入不同的功能基团后，材料显示出不同的热电特性。引入供电子基团甲基（—C ）后，材料的热电品质因子得到了显著的提升，而引入吸电子基团F原子则不能显著提高原材料的热电品质因子；并且通过模拟各个参数曲线图，得出材料的热导率 是影响热电品质因子的次要因素。这些结果对于设计苯胺分子器件具有一定的指导意义。90886
毕业论文关键词：苯二胺，分子器件，热电品质因子，非平衡格林函数
Abstract: Based on 1,4-Diaminobenzene (BDA) molecule, we carried out the simulation of electrical and thermal transport of BDA, and its derivative with F and –CH3 substituted named as TFBDA and TMBDA, respectively。 With the help of the GOLLUM program which was based on the Nonequilibrium Green Function (NEGF) method, the properties of related parameters to describe the thermal transport were analyzed。 The results show that the functional groups effect the thermoelectric properties。 When we introduced the donor groups (-C ), the ZT value of molecule has been improved。 However, the introduction of the accepter groups cannot improve the ZT value of the materials obviously。 In addition, the thermal conductance is not the main factor to adapt to the ZT value。 These results are of helpful for the design of thermal molecular devices。
Keywords: Diaminobenzene , thermoelectric figure of merit, molecular device, Nonequilibrium Green Function
目 录
1 前言 5
2模型和计算模拟参数计算 5
3 结果与讨论 7
结 论 12
致 谢 14
1 前言
随着半导体科学技术不断地飞速发展，电子元器件一步步实现小型化、高度集成化，然而其芯片热功率密度也迅速增长[1]，进而影响器件工作的稳定性且着其考验使用寿命。如何将器件工作时产生的热量进行有效地转移和利用便是其中至关重要的研究问题。因此研究分子器件的热学性质便是其中首要研究的问题，也是分子器件走向实用化需要考虑的重要方面。来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766
许多理论研究工作指出，可以通过一些策略来提高器件的热电性质，在理论上常以器件的热品质因子ZT，来表征材料的热电特性[2]。对于导热性较低的母材料：将母体块材料纳米结构化，这样可以降低材料的热导率；修饰纳米结构从而引入额外的电导通道，即增加体系的T(E)峰；还有化学修饰材料以使导电通道对应的峰值接近电极的费米能级从而改善器件的电导值等[3]。其中化学修饰对于改善器件性质是一种常见的方法。有机分子是分子器件中最理想的候选者，具有丰富的可修饰性及多功能性。有机分子的功能基团修饰方法目前已得到了较成熟的实验及理论支持，得益于有机合成化学工作的努力，对于常见的有机小分子的功能化，如1,4-苯二胺分子（1,4-Diaminobenzene，BDA）以及相应的功能化衍生物可方便得获得。基于此，我们选择具有较强的吸电子基团F原子和供电子基团CH3功能化BDA分子，分别取名为TFBDA和TMBDA[4]。有机基团的性质对分子的性质有较大的影响，供电基团的引入，使得分子的最高占有轨道能级升高，或者说电子的解离能降低；而引入吸电子基团，使得分子的最低空轨道能级降低，这样降低了体系的能隙。并利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法展开分子器件的热电性质研究，分析和讨论功能化有机基团对有机小分子BDA的热电性质影响[5]。 功能基团取代的氨基苯分子的热电性质理论研究:http://www.youerw.com/wuli/lunwen_198233.html