2.3.3meta-GGA 8

2.3.4杂化密度泛函 9

2.3.5双杂化泛函 10

2.3.6色散力修正 10

3研究结果 11

3.1蒽分子 11

3.1.1结构优化 11

3.1.2能量计算 12

3.2ADT分子 13

3.2.1结构优化与能量分析 13

3.2.2差分电荷转移 14

3.3ADS与ADF 15

3.3.1结构优化与能量分析 15

3.3.2Bader电荷分析 17

结 论 19

致 谢 20

参考文献 21

1绪论

1.1引言

随着人类文明的发展，人们对计算机的要求也越来越高，计算机不断朝着尺寸更小、速度更快、耗能更少、运行更稳定，更加智能等方向发展。这些要求都使得集成电路中的元器件结构要变得更加微型化。Inter创始人摩尔曾预测，电子器件上的元器件的数目每隔18个月就会翻一翻[1]。这就是著名的摩尔定律。但依据摩尔的预测，到2020年左右，传统集成电路中的元器件数目将要达到饱和，单个晶体管的尺寸也将大到原子水平，于是就会出现各种负面影响，如量子效应和隧穿电流，这些量子力学和热力学的物理限制都会使传统器件失效。此外，传统器件还遇到光刻技术、功率耗散等方面的工艺限制和成本过高等问题，传统的电子器件将面临着难以攻克的瓶颈。与此同时，这些问题也迫使着人们必须去找寻新型的功能器件来代替传统器件，由此以分子电子学为学科基础的分子器件诞生了。

分子电子学就是分子水平上的电子学，其目标是用单个或多个分子来代替传统半导体晶体管等元器件，通过人工组装或自组装形成完整的逻辑电路，乃至组装成完整的分子计算机。分子电子学与传统固体电子学和微电子学相比，有着巨大的优势。在当前的实验与理论方法中，第一性原理计算为研究预测这些分子器件的特性与功能提供了一种高效率，低成本同时又较精确的方法。

1.2分子器件

1.2.1分子器件的发展

1959年，著名物理学家费曼教授在一次物理学年会上发表了一个题为“Thereisplentyofroomatthebottom”演讲[2]。在这次演讲中，他呼吁以从分子水平上构建结构，将注意力转移到单分子工程作为信息元素的处理系统中去。尽管这种设想相对于那个年代的科技水平无疑是异想天开，但是不得不承认这是一个伟大的设想，它突破了传统器件和人们思想的桎梏，为电子器件带来了一次。尽管如此，直到20世纪70年代，美国西北大学教授Aviram和IBM公司的Rather第一次发表了关于一个分子整流器的模型的理论文章，这才标志着分子电子学的正式诞生[3]。从上世纪80年代起，分子电子学就进入到快速发展的阶段。以扫描隧道显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等为代表的实验设备和技术的出现，使分子器件的研究进入到一个崭新的阶段。1991年，日本的NEC公司发现了碳纳米管[4]。1998年荷兰的CeesDeker小组制造出第一个晶体管[5]。1999年美国的JamesMTour和MarkAReed证明了单个分子的分子开关效应[6]。到2003年，可用的高密度功能分子器件才真正问世。2010年安德烈·盖姆(AndreGeim)和康斯坦丁·诺沃肖罗夫(KonstantinNovoselov)用机械分离的方法制备出了石墨烯，并研制出了第一个石墨烯晶体管[7]。这些成就不仅标志着分子电子学的发展历程，而且表明了分子电子学在未来科技进步中发展的巨大潜力。 金属界面有机分子吸附结构和稳定性的调控(2):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205365.html