近年来随着计算机技术的快速发展，计算规模和计算精度得到巨大的提升，从而使材料设计与性能预测成为可能。材料领域中的分子电子材料已广泛应用于柔性电子器件，是材料设计学指导于实践的突破口。相比较于其他材料，分子电子材料体系适中，便于开展计算、模拟与器件仿真；同时分子具有多样性，实验中迫切要求开展预先的理论模拟。本书以功能电子材料的电子输运模拟为主线，扼要介绍当前几种重要的分子电子材料的设计与理论模拟，包括纳米结构和低维性，介绍了零维、一维、二维纳米材料以及分子器件和电路、分子电子材料内的电子传递、分子电子材料间的电子传递与界面电子传递、以及分子间相互作用的影响。
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国家自然科学基金委面上项目2个
科技部973项目1项
自然科学基金委的创新群体项目作为子课题题1项
第1章 绪 论 1
1.1 计算技术的发展及对分子电子材料研究的促进 1
1.2 电子在有机单分子膜中传递研究的新进展 4
参考文献 16
第2章 分子电子材料的设计与理论模拟 1
2.1 分子电子传递的理论处理 1
2.2分子电子传递的半经典理论处理 13
参考文献 17
第三章 电场对电子材料的影响 1
3.1 电场中的共轭小分子 1
3.2 电场中的聚乙炔分子导线 7
3.3 电场对不同长度分子导线的影响 13
3.4 电场对不同构象分子导线的影响 21
3.5 电场对低聚苯乙炔分子导线的影响 30
3.6 电场中的寡聚苯分子导线 35
3.7 电场对寡聚噻吩分子导线的影响 44
参考文献 52
第四章 电场作用下的构象与取向分析 1
4.1 电场作用下二噻吩分子的构象分析 1
4.2 点电荷作用下2, 2’-二联吡啶分子的构象分析 20
4.3 电场作用下的寡聚物构象分析 24
4.4 电场对二苯乙炔分子导线构象和输运行为的影响 31
4.5 电场作用下的构象和取向分析 41
参考文献 50
第五章 分子电阻与分子半导体 1
5.1 有机分子电阻 1
5.2 分子电阻到分子半导体 14
参考文献 21
第六章 共轭分子导线与单电子传递路径 1
6.1 低聚呋喃分子导线 1
6.2 OPE分子导线 8
6.3 分子导线中电导与长度的关系 15
6.4 分子导线中导电机理的转变 25
参考文献 32
第七章 多路径分子导线 1
7.1 连接方式对并苯分子电子输运的影响 1
7.2 连接方式对并苯并二噻吩体系电子输运的影响 15
7.3 多条电子传递路径的分子导线 22
7.4 平行聚苯分子-分子导线的并联 32
7.5 并联聚苯与单链聚苯分子 37
参考文献 40
第八章 掺杂对多电子传递路径的调控 1
8.1 杂原子对共轭稠环电子输运行为的影响 1
8.2 杂原子分离对并苯衍生物电子输运行为的影响 9
8.3 噻吩环取代掺杂一维共轭碳基材料的电子输运 18
8.4 醌式共轭结构的芳杂环聚并苯的电子输运行为 27
参考文献 35
第九章 电子传递路径的修饰与分子整流 1
9.1 分子整流的研究进展 1
9.2 取代基团对OPE分子整流的影响 12
9.3 取代基团对聚乙炔分子整流的影响 17
9.4 取代基团与质子转移引起的分子整流 21
参考文献 29
第十章 电子传递路径的调控与分子整流 1
10.1 阻断共轭分子与电极耦合实现分子整流 1
10.2 嵌段分子线与整流 14
10.3 不对称电极连接导致的分子整流 22
10.4 几何结构限流导致的分子整流 30
10.5 电子散射位置调控整流 39
10.6 串联分子二极管 52
参考文献 58
第十一章 环状共轭分子电子材料 1
11.1 金属卟啉分子材料 1
11.1.1 卟啉及金属卟啉分子的几何结构 2
11.1.2 卟啉分子与电极的连接方式对输运行为的影响 4
11.1.3 卟啉与金属卟啉电子输运性质的对比 6
11.2 苯乙炔单元构成的环状分子材料 9
11.2.1 二苯乙炔分子的构象分析 11
11.2.2 苯乙炔大环分子的几何结构 12
11.2.3 不同构象大环分子的相对能量 15
11.2.4 大环分子环张力分析 16
11.2.5 大环分子的电子结构分析 18
11.3 二乙炔基苯构成的环状分子材料 21
参考文献 27
第十二章 分子传感器件 1
12.1 金属卟啉传感的分子机理 1
12.2 基于电子传递路径的金属卟啉传感器 15
12.3 碳纳米管构筑的分子结传感器 29
12.4 二维金属有机框架材料的气体传感 40
参考文献 50
第十三章 其他分子电子器件 1
13.1 分子开关 1
13.2 基于石墨烯纳米带的分子场效应管 24
13.3 基于单层黑磷的分子场效应管 31
13.4 分子存储 40
参考文献 45
第十四章 分子电子材料的界面电子传递 1
14.1 金电极与巯基的接触电阻 1
14.2 分子与电极的接触电阻 6
14.3 氢键界面的电子传递 17
14.4 离子键和配位键构筑的界面电子传递 24
参考文献 31
第十五章 二维碳基材料的电子输运 1
15.1 石墨烯纳米带宽度对电子输运的影响 1
15.2 剪裁石墨烯纳米片的电子输运 10
15.3 石墨烯剪裁精度对输运行为的影响 17
15.4 石墨烯纳米带的连接点对自旋电子输运的影响 30
15.5 碳纳米管分子结 38
15.6 碳纳米管与石墨烯界面对电子输运的影响 47
参考文献 52
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