1、源于“bottomup”的設計思想，具備器件尺度小、可選材料多并且操作方式靈活等優(yōu)點的分子電子學，近年來倍受學者青睞。因為當硅基器件因其尺寸、生產成本等限制逐步停滯不前的時候，致力于研究分子水平上的電子學，以求通過單個分子、超分子或分子簇代替硅基半導體晶體管等固體電子學元件組裝邏輯電路，乃至組裝完整的分子計算機的分子電子學，卻能繼續(xù)滿足人們對于電子消費品“輕、快、短、小”的追求。其中，在電路中起著重要的方向選擇功能的分子整流器更是科學家

2、們研究的重點。但是，傳統(tǒng)的分子整流器，在分子材料本身存在著整流性能不高、性質不穩(wěn)定等問題，而在器件的制備工藝上，又有工藝復雜、難于操作、可重復性不佳等局限，所以離實用化還有很長的距離。 本文著眼于找尋一些性能優(yōu)秀、穩(wěn)定的分子整流材料和開發(fā)一種簡單、方便、操作可行、重復性好的器件制備工藝，在分子材料篩選和整流器件制備方面進行了一系列探索性的實驗，得到了7種具有整流性質的分子，其中整流比超過一萬的分子兩種，性能可以穩(wěn)定重復的分子一種

3、，并總結出四種分別適應不同環(huán)境和要求的器件制備工藝。就分子材料的整流性能而言，部分分子的性能結果已經達到或者接近該領域研究的前沿水平，而且，其中對于各種分子功能基團的比較分析也可以為今后的整流分子設計提供不可多得的參考；而在器件制備工藝上，四種不同環(huán)境工藝的總結具有較廣泛的適應性，非常規(guī)工藝的提出尤其為簡化分子材料的篩選開辟了新的思路。 以下為具體的實驗及結果概括： 1、從分子設計角度進行有機整流分子的開發(fā)和篩選，通過器

4、件整流性質的好壞考察具備不同吸電子能力的各種受體基團以及分子成膜輔助基團對于器件性能的影響。 分別選取了D-π-A型分子——以苯基哌嗪為骨架PPSC系列分子4種、以苯基叔胺基為基礎的Lv系列5種，和只有受體基團和共軛基團的短分子——以苯并咪唑為基體的BM系列分子3種進行實驗，發(fā)現： A、對于PPSC系列分子，以硝基為受體基團PPSC3和PPSC4比以三氰基乙烯基為受體的PPSCl和PPSC2表現出更好的整流性質。以針尖吸

5、附工藝制備PPSC4的器件，得到一萬以上的穩(wěn)定整流比。以蒸鍍工藝制備PPSC2的器件，得到20倍左右的整流性質。 B、在Lv系列分子的研究中，發(fā)現分子末端烷基鏈的長短對性能有影響，鏈長越長越不利于得到整流性質，所以，TCAE、TCAP和TCDE中，只有末端烷鏈較短的TCAE表現出了整流的性質，而另外兩種都沒有；而分子末端硫醇基團在成膜時結構位置穩(wěn)定與否將直接影響材料的性能穩(wěn)定性：具有雙硫醇末端的MSPE因為可以“雙腳站立”在基底

6、表面而得到比“獨腳”的MSPM穩(wěn)定的性質，其整流比在一萬倍以上。 C、形如BM系列的短分子，當具備保護性的末端基團，隔絕了蒸鍍電極對于有機層的破壞，可以制得具有整流性質的器件。分子MBIS具備璜酸納基團，在蒸鍍時與蒸鍍金屬發(fā)生相互作用，阻止了金屬往有機層內部的滲透，從而可以得到穩(wěn)定的二十倍左右的整流。 2、結合現有實驗條件，從器件制備的每一個步驟入手進行分析研究，致力于開發(fā)出簡單、操作可行、重復性好的器件制備工藝。

7、 結合了對底電極生長工藝、中間有機分子層生長、頂電極制備以及測量手段等四個方面的工藝考慮，得到四種分別適合不同條件的器件制備工藝。它們分別是： A、宏觀型器件制作工藝為：采用玻片基底，蒸金底電極，24小時生長有機膜，并在成膜后72小時內蒸鍍頂電極，測量時保證信號強度不超過電極材料可以承受的大??； B、完整的微觀器件制備工藝為：以云母為基底，蒸金底電極，24小時生長有機膜，并在成膜后72小時內吸附生長納米顆粒的頂電極，然