量子点发光二极管(QD-LED)是日常生活中使用的显示设备的例子。作为设备中使用的最新一代发光二极管(LED),量子点发光二极管(QD-LED)具有色域纯正(即颜色可通过尺寸调谐,半峰全宽(FWHM)约为几十纳米)[9]、与高清屏幕、虚拟/增强现实集成度高[4]、量子效率高、发射明亮[9]等特点,具有很好的应用潜力。自然而然,分子作为基本量子体系,启发人们只用一个分子来构造LED的概念,即单分子发光二极管(SM-LED)。它具有更高的原子经济性和集成度、通过精确有机合成可调的色纯度、可控的能带排列、避免分子间荧光猝灭等特点。[9]事实上,我们看到的物理世界就是由分子构成。因此,用单个分子作为显示像素最能体现现实世界,这也是显示器件的终极目标。然而,分子水平上的器件工程一直不是一项简单的任务。这种工程的典型例子是硅基微电子器件的小型化和摩尔定律的延续。[10]为此,通过自下而上的途径制备多功能分子器件是一种很有前途的策略。[11,12]受由单个D–σ–A分子组成的整流器的初始理论提议的推动[13],各种功能性单分子器件,如场效应晶体管[14,15]、整流器[16,17]、开关[18,19]和忆阻器[20],已通过长期优化功能分子中心、电极材料和界面耦合而不断改进。[11,12,21]
手性是自然的重要方面,并且已经开发出许多宏观方法来了解和控制手性。对于手性高等胺,它们的柔性翻转过程使得在不形成粘结和破裂的情况下实现高性能可控性。在这里,我们提出了使用石墨烯 - 分子 - 透明烯单分子连接的第三级胺形成的一种稳定的手性单分子器件。这些单分子设备允许实时,原位,并长期测量具有高时间分辨率的个体手性氮中心的翻转过程。温度和偏置电压依赖性实验以及理论研究表明多种性手性中间体,表明通过能量相关因素对翻转动力学进行调节。角度依赖性测量进一步证明了使用与对称相关因子线性极化的光线有效地富集了手性态。这种方法提供了一种可靠的手段,可以理解手性的起源,阐明微观手性调节机制,并有助于有效药物的设计。
点的扭转角可以通过改变费米能量、拓扑绝缘体收缩宽度和量子阱带隙来进行调控。27但目前还没有关于分子器件扭转角的系统研究。本文基于非平衡格林函数(NEGF)结合密度泛函理论(DFT),28,29研究了由两个V型锯齿边石墨烯纳米带(GNR)电极连接不同扭转角的CuPc分子构成的CuPc分子器件的量子输运性质。通过改变扭转角可以控制器件的局域自旋态和相关的量子输运性质。结果表明,扭转双层CuPc分子(TTBCPM)的HOMO-LUMO能隙、自旋滤波效率(SFE)和自旋相关电导随扭转角变化。当q较大时,电导和SFE的变化趋势几乎相反。当q=0时电导最大,当q=60时SFE最大,提出了这些现象的物理机制,并通过分析透射光谱、分子能级谱和散射态,进一步理解了具有扭转角的量子传输现象。
复合材料是多组分系统,其功能由其成分之间的相互作用决定。化合物的均匀性取决于材料、材料之间的相互作用和合成,并对性能产生重大影响。纳米粒子已被证明可以通过降低界面张力变成表面活性剂来促进不混溶液体的混合 [ 1 ],并可能导致不混溶和可混溶聚合物溶液之间的可逆转变。将磁性纳米粒子添加到分子铁电体中可以合成多铁性材料 [ 2 – 4 ]。尽管自旋交叉复合物本身可以形成纳米粒子 [ 5 – 7 ],但将磁性纳米粒子添加到自旋交叉分子中的研究很少。 [Fe(Htrz) 2 (trz)](BF 4 )(Htrz = 1H-1,2,4-三唑,trz − = 去质子化三唑配体)[7 – 12]就是这样一种自旋交叉复合物,它也已与纳米粒子结合[13, 14]。[Fe(Htrz) 2 (trz)](BF 4 )的特点是自旋态随温度变化而转变,从而引起电导率的变化[9, 15 – 19]。这种特定分子的自旋交叉转变温度通常为 (340–360) K,在接近室温时产生自旋态双稳态[8 – 12, 15 – 20]。通过添加聚苯胺 (PANI) [ 19 , 21 ] 或聚吡咯 [ 21 , 22 ],所得均质复合材料的导通电阻可降低至 < 1 Ω · cm,从而使更小的分子器件成为可能 [ 23 ],而不会因高阻抗而导致长延迟时间。为了了解自旋交叉复合物中自旋态间双稳态协同效应的修改 [ 24 ],已经采用了多种技术 [ 25 – 27 ]。虽然用金属取代 [Fe(Htrz) 2 (trz)](BF 4 ) 中的 Fe 会降低电导率 [ 18 ],但添加 Fe 3 O 4 等金属纳米颗粒可以通过驱动形态变化完全避免此问题。充分利用此类多组分系统的潜力以及由于添加纳米颗粒而产生的修改需要