石墨烯納米帶電極同分異構(gòu)喹啉分子結(jié)電子輸運(yùn)性質(zhì)*

左敏 廖文虎 吳丹 林麗娥

(吉首大學(xué)物理與機(jī)電工程學(xué)院,吉首 416000)

基于密度泛函理論與非平衡格林函數(shù)相結(jié)合的第一性原理計(jì)算方法,系統(tǒng)地研究了通過(guò)碳原子(C)連接的同分異構(gòu)喹啉分子(C9H5N)嵌于石墨烯納米帶電極間的分子電子器件輸運(yùn)性質(zhì).研究結(jié)果表明：器件電流在偏壓[—0.3 V,+0.3 V]范圍內(nèi)呈線(xiàn)性變化,電流在[—0.4 V,—0.9 V]和[+0.5 V,+0.8 V]范圍內(nèi)隨著偏壓的增大而減小,呈現(xiàn)顯著的負(fù)微分電阻效應(yīng)；當(dāng)喹啉分子平面與石墨烯納米帶電極間存在一定夾角時(shí),器件電流呈現(xiàn)明顯的負(fù)微分電阻效應(yīng)且與喹啉分子平面旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān),當(dāng)喹啉分子平面與石墨烯納米帶電極垂直時(shí),器件電流截止.以上研究結(jié)果得到偏壓窗內(nèi)透射系數(shù)積分以及零偏壓下實(shí)空間電荷密度分布等的有力印證,可為設(shè)計(jì)制作基于同分異構(gòu)喹啉分子電子開(kāi)關(guān)和負(fù)微分電阻器件提供理論依據(jù).

1 引 言

近年來(lái),微觀(guān)表征和操控技術(shù)的快速發(fā)展極大地豐富和提高了分子器件的研究能力,使得人們可在納米尺度上,從單個(gè)原子或分子出發(fā),構(gòu)建具有特定功能和新奇特性的分子電子器件[1,2].人們已經(jīng)觀(guān)測(cè)到分子開(kāi)關(guān)效應(yīng)[3-6]、分子整流效應(yīng)[7-9]、負(fù)微分電阻效應(yīng)[10-13]、自旋過(guò)濾效應(yīng)[14-16]等一系列非線(xiàn)性電流輸運(yùn)特性,這些有趣的特性在未來(lái)分子級(jí)別的信息處理、信息存儲(chǔ)等諸多領(lǐng)域有著美好的應(yīng)用前景,科學(xué)家們成功構(gòu)建出分子開(kāi)關(guān)[17]、分子導(dǎo)線(xiàn)[18]、分子整流器[19]以及分子存儲(chǔ)器[20]等基于以上特性的功能各異的分子電子器件.Chen等[21]通過(guò)分子自組裝技術(shù)研究了含有硝基胺氧化還原中心的分子器件,發(fā)現(xiàn)負(fù)微分電阻效應(yīng)和超過(guò)1000∶1的開(kāi)關(guān)峰谷比；Joachim等[22]利用掃描隧道顯微鏡技術(shù)研究了C60分子吸附在A(yíng)u(1 1 0)上的電流曲線(xiàn)；Wan等[23]在基于石墨烯納米帶電極的苯環(huán)器件中發(fā)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)、雙自旋濾波效應(yīng)和負(fù)微分電阻效應(yīng)；Danilov等[24]設(shè)計(jì)出基于C60分子納米級(jí)隧穿導(dǎo)電開(kāi)關(guān)；Bumm等[25]在高隧道結(jié)阻抗下評(píng)估正十二烷硫醇自組裝單分子層作為分子導(dǎo)線(xiàn)候選物的電氣特性.Reed等[26]將苯-1,4-二硫醇分子自組裝到力學(xué)可控劈裂結(jié)的兩個(gè)相對(duì)金電極上,形成靜態(tài)穩(wěn)定的金-硫-芳基-硫-金系統(tǒng),直接觀(guān)察通過(guò)分子的電荷輸運(yùn)；Chen等[27]利用含有硝基胺2′-氨基-4,4′-二(乙基苯基)-5′-硝基—1-苯乙硫醇或硝基化合物作為活性成分的活性自組裝單體分子器件.Venkataraman等[28]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了單分子結(jié)電導(dǎo)與分子構(gòu)型的關(guān)系；Quinn等[29]發(fā)現(xiàn)胺代替硫醇或異硝基可提高金屬-分子-金屬連接中電導(dǎo)測(cè)量的可靠性和可重復(fù)性；Fu等[30]探討了基于單壁碳納米管和鐵電薄膜的鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管的固有記憶功能.如何充分利用分子的電學(xué)性質(zhì)制備分子電子器件,使分子實(shí)現(xiàn)電子器件的功能已經(jīng)成為分子電子學(xué)的研究熱點(diǎn)之一.

自2004年Geim研究組成功獲得石墨烯以來(lái),石墨烯及其相關(guān)器件的研究受到了廣泛關(guān)注[31-34],扶手椅型和鋸齒型石墨烯納米帶[35,36]作為基本結(jié)構(gòu)經(jīng)常被用于石墨烯基分子電子器件設(shè)計(jì).氧化石墨烯/二氧化硅復(fù)合材料[37]被證明在323—473 K的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的介電常數(shù)和電磁干擾屏蔽性能.Cao等[38]系統(tǒng)地研究了二維材料的電子輸運(yùn)、偶極弛豫和磁共振等電磁響應(yīng)起源,他們還探討了碳基材料和過(guò)渡金屬化合物的電子結(jié)構(gòu)、電磁響應(yīng)和能量轉(zhuǎn)換以及它們之間的關(guān)系[39].Zhang等[40]系統(tǒng)地研究了圖案化二維材料先進(jìn)制造技術(shù)及其電子結(jié)構(gòu)和物理特性.Fang等[41]基于玻爾茲曼輸運(yùn)方程和二維電子氣理論建立了多層石墨烯電導(dǎo)率的計(jì)算模型.Cao等[42]提出“物質(zhì)基因測(cè)序”方法,從實(shí)驗(yàn)和理論上探討熱驅(qū)動(dòng)的弛豫和電荷輸運(yùn)性質(zhì),他們還發(fā)現(xiàn)超薄輕質(zhì)石墨烯復(fù)合材料在高溫下具有高效的微波吸收性能以及熱穩(wěn)定性介電常數(shù)[43].Wen等[44]的研究表明,多壁碳納米管/二氧化硅復(fù)合材料在100—500 ℃的溫度范圍內(nèi)對(duì)8.2—12.4 GHz范圍內(nèi)的微波輻射具有電磁干擾屏蔽性能.此外,喹啉是冶金、染料以及聚合物的重要中間體,是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的有機(jī)共軛小分子,具有來(lái)源廣泛、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)、易于合成和便于化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾等特點(diǎn),是分子電子器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,從物理的角度探討嵌于石墨烯納米帶電極間的同分異構(gòu)喹啉分子電子器件的輸運(yùn)性質(zhì),可為設(shè)計(jì)制作性能優(yōu)良的分子電子器件提供理論依據(jù).

本文基于密度泛函理論(DFT)與非平衡格林函數(shù)的(NEGF)相結(jié)合的第一性原理計(jì)算方法,系統(tǒng)地研究了通過(guò)碳原子連接的同分異構(gòu)喹啉分子嵌于石墨烯納米帶電極間的分子電子器件輸運(yùn)性質(zhì).研究結(jié)果表明,器件電流在偏壓[—0.3 V,+0.3 V]范圍內(nèi)呈線(xiàn)性變化,電流在[—0.4 V,—0.9 V]和[+0.5 V,+0.8 V]范圍內(nèi)隨著偏壓的增大而減小,呈現(xiàn)顯著的負(fù)微分電阻效應(yīng).此外,當(dāng)喹啉分子平面與石墨烯納米帶電極間存在一定夾角時(shí),器件電流呈現(xiàn)明顯的負(fù)微分電阻效應(yīng)且與喹啉分子平面旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)；當(dāng)喹啉分子平面與石墨烯納米帶電極垂直時(shí),器件電流截止.以上研究結(jié)果得到偏壓窗內(nèi)透射系數(shù)積分以及零偏壓下實(shí)空間電荷密度分布的有力印證,可為設(shè)計(jì)制作基于同分異構(gòu)喹啉分子的分子開(kāi)關(guān)和負(fù)微分電阻器件提供理論依據(jù).

2 模型與方法

半無(wú)限長(zhǎng)鋸齒型石墨烯納米帶-喹啉C9H5N分子-半無(wú)限長(zhǎng)鋸齒型石墨烯納米帶構(gòu)成的分子電子器件如圖1所示,器件分為左電極、中心散射區(qū)(圖1中的紅色虛線(xiàn)框區(qū)域所示)和右電極三個(gè)部分,喹啉C9H5N分子中氮原子N的位置編號(hào)如圖1(a)所示.喹啉C9H5N分子中氮原子N分別處于編號(hào)2,3和5處時(shí)的模型稱(chēng)為M1,M2和M3,如圖1(a)—圖1(c)所示.將喹啉C9H5N分子平面垂直紙面向里旋轉(zhuǎn)方向定義為正,如圖1(d)和圖1(e)給出喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極平面成0°和90°時(shí)的模型.

我們的計(jì)算采用DFT與NEGF相結(jié)合的第一性原理計(jì)算方法[45-48],研究過(guò)程中選擇自洽循環(huán)哈密頓量,局部密度近似[49]LDA_PZ交換相關(guān)勢(shì),費(fèi)米溫度為100 K,能量截?cái)喟霃饺?0 Hartree,對(duì)所有原子選用雙極化DZP基函數(shù)組.x 和y 方向?yàn)檎婵辗较?z 方向?yàn)檩斶\(yùn)方向.對(duì)應(yīng)x ,y 和z 方向,左電極、中心散射區(qū)和右電極的K點(diǎn)取樣分別為1×1×100,1×1×1和1×1×100.此外,我們采用較大的基函數(shù)組、較高的能量截?cái)喟霃揭约皬V義梯度近似[50,51]下Perdew-Burke-Ernzerhof泛函[52-55]驗(yàn)證了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性.

基于格林函數(shù)方法計(jì)算得到的透射系數(shù)為

其中,線(xiàn)寬函數(shù)

推遲格林函數(shù)

L/R代表左/右電極,E表示從做左電極L所有通道并散射到右電極R的能量,VB是左、右電極間的偏置電壓,eVB=μL-μR,μL/R表示左/右電極的化學(xué)勢(shì),e 為電子電量.左/右電極的推遲/提前自能可通過(guò)數(shù)值方法進(jìn)行計(jì)算,Hcent表示中心區(qū)域哈密頓量,可進(jìn)一步計(jì)算體系的電流

圖1 由半無(wú)限長(zhǎng)鋸齒型石墨烯納米帶左電極/中心散射區(qū)/半無(wú)限長(zhǎng)鋸齒型石墨烯納米帶右電極組成的ZGNR/C9H5N/ZGNR分子電子器件結(jié)構(gòu)示意圖,紅色方框區(qū)域表示中心散射區(qū) (a)—(c)分別對(duì)應(yīng)喹啉C9H5N分子中氮原子N處于編號(hào)2,3和5處；(d)和(e)給出喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極平面成0°和90°時(shí)的模型Fig.1.ZGNR/C9H5N/ZGNR molecular electronic device schematic diagram consisted of a semi-infinite ZGNR left electrode/a central scattering region/a semi-infinite right ZGNR electrode,the red dashed line area represents the central scattering region.(a)-(c) denotes the marked 2nd,3rd and 5th N atom of the C9H5N molecular；(d) and (e) illustrates the model of the 0° and 90° angle between the C9H5N molecule and graphene nanoribbon electrodes,respectively.

3 研究結(jié)果與討論

首先研究氮原子N的位置對(duì)同分異構(gòu)喹啉分子嵌于石墨烯納米帶電極間的分子電子器件輸運(yùn)性質(zhì)的影響,其中氮原子N分別放置于編號(hào)1,2,3,4,5,6 (如圖1(a)所示).研究結(jié)果表明,氮原子N處在不同位置時(shí),器件電流-電壓(I-V)曲線(xiàn)變化規(guī)律類(lèi)似僅存在定量的變化.因此,圖2中給出不同偏壓下具有代表性的器件即氮原子N處在2,3和5號(hào)位置時(shí)M1,M2和M3的I-V曲線(xiàn)和電導(dǎo).從圖2(a)可以看出,隧穿電流關(guān)于(0,0)點(diǎn)對(duì)稱(chēng),電流在[—0.3 V,+0.3 V]范圍內(nèi)呈線(xiàn)性變化,隨著正(負(fù))偏壓絕對(duì)值的增大,分子器件的透射譜和相應(yīng)移動(dòng)幅度的變化以及偏壓窗的增大,導(dǎo)致I-V曲線(xiàn)和電導(dǎo)呈現(xiàn)非線(xiàn)性特性.電流在[—0.4 V,—0.9 V]和[+0.5 V,+0.8 V]范圍內(nèi)隨著偏壓的增大而減小,呈現(xiàn)顯著的負(fù)微分電阻效應(yīng).此外,如圖2(b)所示,隨著偏壓的變化,電導(dǎo)與電流呈現(xiàn)類(lèi)似的先增大后減小再增大的變化趨勢(shì).

為進(jìn)一步分析圖2中電流-電壓曲線(xiàn)和電導(dǎo)變化規(guī)律,圖3給出0,±0.4 V,±0.9 V以及±1.5 V偏壓下器件M1,M2和M3的透射譜,費(fèi)米能級(jí)取為能量參考點(diǎn),偏壓窗為[—VB/2,+VB/2]即圖中的黑色虛線(xiàn)之間的區(qū)域.Landauer-Büttiker公式表明,分子器件的電流可以通過(guò)對(duì)偏壓窗內(nèi)的透射系數(shù)積分得到[56].從圖3(a)—圖3(c)可以看出,零偏壓下費(fèi)米能級(jí)處存在透射峰,器件是金屬性的,電流在0—±0.3 V低偏壓范圍內(nèi)呈線(xiàn)性變化(如圖2(a)所示)；零偏壓下費(fèi)米能級(jí)處的透射峰隨著偏壓的增加逐漸降低.隨著偏壓的增加,低于費(fèi)米能級(jí)的第一隧穿峰逐漸增大并向費(fèi)米能級(jí)方向移動(dòng),導(dǎo)致隨著偏壓窗的增大,積分面積呈現(xiàn)先增大后減小再增大的變化,有力印證了圖2中電流和電導(dǎo)隨偏壓的變化.

圖2 器件電流-電壓(I-V)曲線(xiàn)(a)和電導(dǎo)(b)Fig.2.The current-voltage (I-V) curve (a) and conductance (b) of the device.

圖3 器件(a) M1、(b) M2和(c) M3在0,±0.4 V,±0.9 V以及±1.5 V偏壓下的透射譜,圖中的黑色虛線(xiàn)和陰影部分面積分別表示偏壓窗和偏壓窗內(nèi)的透射系數(shù)積分面積Fig.3.The transmission spectrum of the device (a) M1,(b) M2 and (c) M3 under the bias voltage of 0,±0.4 V,±0.9 V and±1.5 V,where the (black) dashed lines and shaded area denote the bias window and the integrated area of the transmission coefficient in the bias window,respectively.

將喹啉C9H5N分子平面往垂直紙面向里旋轉(zhuǎn)方向定義為正,圖1(d)和1(e)給出喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°和90°時(shí)的模型.圖4中給出M1器件喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°,45°,60°,90°和—90°時(shí)的I-V曲線(xiàn)和電導(dǎo).在0—±0.3 V偏壓范圍里,如圖4(a)中的方塊標(biāo)記的黑色實(shí)線(xiàn)、圓點(diǎn)標(biāo)記的紅色長(zhǎng)虛線(xiàn)和上三角標(biāo)記的藍(lán)色短虛線(xiàn)所示,喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°和45°時(shí)的I-V曲線(xiàn)呈線(xiàn)性變化,但電流在偏壓絕對(duì)值超過(guò)0.3 V后隨著角度的增大迅速減??；當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成60°時(shí),如圖4(a)中下三角標(biāo)記的綠色點(diǎn)線(xiàn)所示,電流在±0.3 V偏壓時(shí)大幅減小,在±0.8 V—±1.2 V范圍內(nèi)趨近于0；當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成±90°時(shí),如圖4(a)中的菱形標(biāo)記的紫色點(diǎn)虛線(xiàn)和左三角標(biāo)記的黃色點(diǎn)線(xiàn)所示,電流幾乎為0,即電流截止,且喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成—90°時(shí)呈現(xiàn)與90°時(shí)同樣的變化,說(shuō)明電流變化與喹啉分子平面旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān),只與旋轉(zhuǎn)的角度有關(guān).此外,圖4(b)中電導(dǎo)在偏壓絕對(duì)值超過(guò)0.3 V后,隨著喹啉分子平面與石墨烯納米帶電極間夾角的增大迅速減小,有力地印證了電流的變化規(guī)律.

為進(jìn)一步解釋圖4中電流和電導(dǎo)變化規(guī)律,圖5給出0,±0.3 V,±0.9 V以及±1.5 V偏壓下喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°,45°,60°和90°的透射譜,其中的黑色虛線(xiàn)和陰影部分面積分別表示偏壓窗和偏壓窗內(nèi)透射系數(shù)的積分面積.從圖5(a)—(d)可以看出,在0偏壓下費(fèi)米能級(jí)處存在透射峰,器件是金屬性的,電流在低偏壓范圍內(nèi)呈線(xiàn)性變化(如圖4(a)所示),費(fèi)米能級(jí)處的透射峰隨著偏壓的增加逐漸降低,直至最后消失.隨著偏壓的增加,低于費(fèi)米能級(jí)的第一和第二隧穿峰逐漸增強(qiáng)并向費(fèi)米能級(jí)移動(dòng),導(dǎo)致隨著偏壓窗的增大,積分面積先增大后減小再增大,從而解釋了圖4中電流和電導(dǎo)變化的原因以及負(fù)微分電阻現(xiàn)象.當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成60°角時(shí),積分面積在偏壓為±0.3 V附近大幅度減小,當(dāng)偏壓增大到±1.0 V時(shí)積分面積接近于0；當(dāng)喹啉C9H5N分子與石墨烯納米帶電極成90°時(shí),積分面積在所有偏壓下趨于零,即沒(méi)有電流通過(guò).我們進(jìn)一步研究了電極寬度對(duì)結(jié)果的影響,發(fā)現(xiàn)電極寬度變大時(shí),所觀(guān)測(cè)到的負(fù)微分電阻效應(yīng)及開(kāi)關(guān)效應(yīng)仍然存在.

圖6中給出零偏壓下喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°,45°,60°,90°和—90°時(shí)的透射譜.從圖中可以看出,喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°,45°和60°角度時(shí),費(fèi)米能級(jí)處均呈現(xiàn)尖銳的透射峰；當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成90°和—90°時(shí),透射譜在非常寬的帶隙范圍內(nèi)為0,很好地印證了圖4中的電流-電壓曲線(xiàn)以及電導(dǎo)變化規(guī)律.

圖4 M1器件喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°,45°,60°,90°和—90°的(a)I-V曲線(xiàn)和(b)電導(dǎo)Fig.4.The (a) I-V curve and (b) conductance of the M1 device when the angle between the C9H5N molecule and graphene nanoribbon electrodes is 0°,30°,45°,60°,90° and—90°,respectively.

圖5 偏壓0,±0.3 V,±0.9 V以及±1.5 V下喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極分別成 (a) 0°,(b) 30°,(c) 45°,(d) 60°和(e) 90°時(shí)的透射譜,圖中的黑色虛線(xiàn)和陰影部分面積分別表示偏壓窗和偏壓窗內(nèi)透射系數(shù)積分面積Fig.5.The transmission spectra for the angle between the C9H5N molecules and graphene nanoribbon electrodes is (a) 0°,(b) 30°,(c) 45°,(d) 60° and (e) 90°,respectively,under the bias voltage of 0,±0.3 V,±0.9 V and±1.5 V,where the (black) dashed lines and shaded area denote the bias window and the integrated area of the transmission coefficient in the bias window,respectively.

圖7給出零偏壓下喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,60°,90°,—90°時(shí)的實(shí)空間電荷密度,直觀(guān)地展現(xiàn)電荷的分布情況.從圖7(a)和圖7(b)可以看出,當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成60°時(shí),中心區(qū)喹啉C9H5N分子電荷分布較多,但是分子與電極連接處存在電荷缺口,這就解釋了喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成60°時(shí),電導(dǎo)在0偏壓下較大但隨著偏壓的增加急劇減小的原因.比較圖7(c)和圖7(d)可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成90°或—90°時(shí),中心區(qū)喹啉C9H5N分子電荷分布較多,電極上電荷分布較少,不利于電荷輸運(yùn),從另一方面解釋了喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成90°或—90°,電流幾乎為0.

圖6 零偏壓下,喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°,45°,60°,90°和—90°角度下的透射譜,其中紅色虛線(xiàn)表示費(fèi)米能級(jí)Fig.6.The transmission spectrum of the C9H5N molecule and the ZGNR electrodes at the angle of 0°,30°,45°,60°,90° and—90° under the 0 bias,where the (red) dashed line denotes the Fermi level.

圖7 零偏壓下,喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成 (a) 0°,(b) 60°,(c) 90°和(d)—90°時(shí)的實(shí)空間電荷密度Fig.7.The real space charge density for the angle between the C9H5N molecule and graphene nanoribbon electrodes is(a) 0°,(b) 60°,(c) 90° and (d)—90°,respectively under the 0 bias voltage.

4 結(jié) 論

利用密度泛函理論與非平衡格林函數(shù)相結(jié)合的第一性原理計(jì)算方法,系統(tǒng)地研究了通過(guò)碳原子連接的同分異構(gòu)喹啉分子嵌于石墨烯納米帶電極間的分子電子器件輸運(yùn)性質(zhì).研究結(jié)果表明：器件電流在[—0.3 V,+0.3 V]范圍內(nèi)呈線(xiàn)性變化,電流在[—0.4 V,—0.9 V]和[+0.5 V,+0.8 V]范圍內(nèi)隨著偏壓的增大而減小,呈現(xiàn)顯著的負(fù)微分電阻效應(yīng)；氮原子的位置對(duì)器件輸運(yùn)性質(zhì)在定量上有一定的影響.此外,在0—±0.3 V偏壓范圍內(nèi),喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成0°,30°和45°時(shí)的電流-電壓曲線(xiàn)呈線(xiàn)性變化,電流在偏壓絕對(duì)值超過(guò)0.3 V以后隨著角度的增大迅速減??；當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成60°時(shí),電流在±0.3 V偏壓時(shí)大幅減小,在±0.8 V—±1.2 V范圍內(nèi)趨近于0；當(dāng)喹啉C9H5N分子平面與石墨烯納米帶電極成±90°時(shí),電流截止.以上研究結(jié)果得到偏壓窗內(nèi)透射系數(shù)的積分以及零偏壓下實(shí)空間電荷密度分布等的有力印證和解釋,可為設(shè)計(jì)制作基于同分異構(gòu)喹啉分子電子開(kāi)關(guān)和負(fù)微分電阻器件提供理論依據(jù).