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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 陳俊顯 | |
| dc.contributor.author | Hsing-Kai Shu | en |
| dc.contributor.author | 蘇新凱 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2022-11-25T03:05:22Z | - |
| dc.date.available | 2026-06-23 | |
| dc.date.copyright | 2021-08-18 | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.date.submitted | 2021-06-23 | |
| dc.identifier.citation | 參考文獻 [1] Moore, G. E. Electronics 1965, 38, 114-117. [2] Aviram, A.; Ratner, M. A. Chem. Phys. Lett. 1974, 29, 277-283. [3] Chen, F.; Hihath, J.; Huang, Z.; Li, X.; Tao, N. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 535-64. [4] Park, H.; Lim, A. K. L.; Alivisatos, A. P.; Park, J.; McEuen, P. L. Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 301-303. [5] Reed, M. A.; Zhou, C.; Muller, C. J.; Burgin, T. P.; Tour, J. M. Science 1997, 278, 252-254. [6] Xu, B. Q.; Xiao, X. Y.; Tao, N. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 16164-16165. [7] Landauer, R. Philos. Mag. 1970, 21, 863-867. [8] Nitzan, A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 681-750. [9] Quek, S. Y.; Venkataraman, L.; Choi, H. J.; Louie, S. G.; Hybertsen, M. S.; Neaton, J. B. Nano Lett. 2007, 7, 3477-3482. [10] Kao, K. H.; Chen, L. Y. IEEE Electron Device Lett. 2017, 38, 5-8. [11] Van Dyck, C.; Geskin, V.; Kronemeijer, A. J.; de Leeuw, D. M.; Cornil, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 4392-4404. [12] Van Dyck, C.; Ratner, M. A. 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| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/81866 | - |
| dc.description.abstract | "在分子電子學之金屬電極-分子-金屬電極接合點(metal-molecule-metal junction, MMM junction)的架構中，費米能階釘札效應(Fermi-level pinning effect)係指電極的費米能階(Fermi level, EF)與分子的前緣分子軌域能階(frontier molecular orbital level, EFMO)之間的能量差(ε)，其難以在EF改變時而改變，亦即此能量差幾為定值。上述現象為分子電子學的一大難題。 本研究以「分子修飾亞甲基團(methylene, -CH2-)」的設計概念，嘗試解決費米能階釘札效應。以1,4二乙炔基苯(OPE1)分子為研究對象，合成兩種OPE1的衍生物，OPE1-1C與OPE1-2C，係在OPE1的乙炔頭基(anchor)上修飾一單元及兩單元的亞甲基團。預期亞甲基團能有效減少電極與OPE1之間的交互作用，進而減少費米能階釘札效應。本研究藉由「改變工作電位(working potential, Vwk)調整EF」的方式，獲取於不同Vwk下的單分子導電值。導電值上升(或下降)越多，代表EF接近(或遠離) EFMO。本研究運用電化學控制-掃描穿隧顯微術破裂接合法(electrochemical STM break junction, EC-STM BJ)及電流-工作電位掃描量測法(i-Vwk)，量測不同Vwk下的單分子導電值，再運用藍道爾公式(Landauer formula)擬合i-Vwk的曲線獲得ε隨Vwk變化關係，驗證亞甲基的修飾能否降低費米能階釘札效應。 本研究定量該效應為「1+(Δε/ΔVwk)」(%)。模型擬合的結果顯示，OPE1-2C與OPE1的費米能階釘札效應的比值約為0.7，具有兩個亞甲基單位的OPE1-2C分子接合點，其費米能階釘札效應比OPE1者減少約30%。" | zh_TW |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2022-11-25T03:05:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 U0001-2106202115150400.pdf: 6342305 bytes, checksum: ec782d5c0ac0a6e9779636b15d471ceb (MD5) Previous issue date: 2021 | en |
| dc.description.tableofcontents | "@總目錄 口試委員會審定書 # 謝誌 I 摘要 III ABSTRACT IV 總目錄 V 圖目錄 VII 表目錄 X 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 單分子電性與電子穿透能譜 3 1.3 費米能階釘札效應 4 1.4 研究動機 14 1.5 苯乙炔寡聚物分子簡介 15 1.6 掃描穿隧顯微術破裂接合法 17 1.7 電化學調控分子電性 19 第二章 實驗 22 2.1 藥品、耗材與儀器 22 2.1.1 單分子電性量測 22 2.1.2 有機合成實驗 23 2.2 儀器與設備 25 2.3 製備 27 2.3.1 目標分子合成 27 2.3.2 金探針電極與絕緣層製備 30 2.3.3 金表面電極與絕緣層製備 30 2.3.4 EC-STM BJ實驗之樣品槽組裝 31 2.4 操作 32 2.4.1 STM-BJ與EC-STM BJ 32 2.4.2 EC-STM i-Vwk掃描 33 2.4.3 i-Vbias掃描 33 2.5 數據處理 34 2.5.1 STM-BJ與EC-STM BJ 34 2.5.2 i-Vbias與i-Vwk軌跡圖 35 第三章 結果與討論 36 3.1 STM-BJ單分子導電值的量測 38 3.1.1 OPE1(H)與OPE1(Au) 38 3.1.2 OPE1-2C(TMS) 39 3.2 EC-STM BJ單分子導電值量測 43 3.3 EC-STM i-Vwk掃描 46 3.4 能階能量差隨工作電位變化關係 47 3.5 綜合討論 49 第四章 結論 50 參考文獻 51 附錄 光譜 55 附錄 能階匹配參數推導與擬合 62 @圖目錄 圖1-1 摩爾定律趨勢圖 1 圖1-2 Aviram和Ratner於1974年提出的分子整流器 2 圖1-3 金屬-分子-金屬(MMM junction)接合點與電流迴路示意圖 2 圖1-4 模擬-分子與電極鍵結後之電子穿透能譜圖 3 圖1-5 電極費米能階(EF)與前緣分子軌域能階(EFMO)示意圖 4 圖1-6 CP-AFM裝置與寡聚物對苯二硫醇系列分子(OPDs) 5 圖1-7 OPD系列分子之I-V曲線圖與轉換電壓能譜 5 圖1-8 εh與功函數(ɸ)關係圖 6 圖1-9 分子與分子接合點架構 7 圖1-10 穿隧障礙能ɸ之能階圖 7 圖1-11 分子結構與電化學單分子接合點裝置圖 8 圖1-12 AMn-DPP (n = 0 ~ 3)系列分子之電子穿透能譜圖 9 圖1-13 AMn-DPP 系列分子於不同VG下之電流-偏壓(ID-VD)掃描 9 圖1-14 AMn-DPP系列分子電流比值 9 圖1-15 EC-MCBJ裝置與分子結構 10 圖1-16 2,5-TP-SAc分子之理論模擬 11 圖1-17 2,5-TP-SAc分子之實驗導電值與工作電位關係圖 11 圖1-18 電化學量測系統示意圖 12 圖1-19 para-dianilinyl-carbo-benzene之電子穿透能譜與導電值 13 圖1-20 電極與分子連接示意圖 14 圖1-21 目標分子之設計 14 圖1-22 OPE1末端乙炔基修飾官能基結構 15 圖1-23 OPE系列分子加入TBAF之量測示意圖 16 圖1-24 STM金探針與金表面形成金原子串之TEM影像與導電值 17 圖1-25 STM-BJ實驗示意圖與導電值直方統計圖 18 圖1-26 穿隧電流隨工作電位變化關係示意圖 19 圖1-27 anthraquinone類分子之導電值及G-Vwk 掃描軌跡圖 20 圖1-28 [Ni5(tpda)4(NCS)2]導電值與理論模型 21 圖2-1 合成化合物2 OPE1-1C(H) 27 圖2-2 合成化合物5 OPE1-2C(TMS) 28 圖2-3 合成化合物6 OPE1-2C(H) 29 圖2-4 EC-STM BJ實驗之樣品槽組裝示意圖 31 圖2-5 STM-BJ儀器架設示意圖 32 圖2-6 探針遠離表面過程的導電值軌跡圖與一維直方統計圖 34 圖2-7 對數導電值-探針位移二維統計圖 35 圖3-1 OPE1系列分子之結構式 36 圖3-2 OPE1-1C(H)、OPE1-2C(H)之對數導電值-位移二維統計圖 37 圖3-3 OPE1之對數導電值-位移二維統計與一維直方統計圖 38 圖3-4 STM-BJ LabView量測介面之導電值軌跡圖 39 圖3-5 OPE1-2C(TMS)之對數導電值-位移二維統計與一維直方統計圖 40 圖3-6 單分子模擬接合點結構與電子穿透能譜 41 圖3-7 OPE1-2C(TMS)分群之對數導電值-位移二維統計圖 42 圖3-8 HC平台的分子接合點構形與LC平台形成示意圖 42 圖3-9 OPE1(Au)於各個工作電位(Vwk)之導電值一維直方統計圖 44 圖3-10 OPE1-2C(TMS)於各個工作電位(Vwk)之導電值一維直方統計圖 44 圖3-11 OPE1(Au)與OPE1-2C(TMS)於各工作電位之導電值 45 圖3-12 i-Vwk曲線疊合之二維統計圖與高斯擬合圖 46 圖3-13 電極-分子能階的能量差(ε)與工作電位關係圖 48 圖3-14 eigenstate isosurface圖 49 圖附-1 化合物2 1H NMR (300 MHz, CDCl3) 56 圖附-2 化合物2 13C NMR (75 MHz, CDCl3) 56 圖附-3 化合物3 1H NMR (300 MHz, CDCl3) 57 圖附-4 化合物4 1H NMR (300 MHz, CDCl3) 57 圖附-5 化合物5 1H NMR (300 MHz, CDCl3) 58 圖附-6 化合物5 13C NMR (125 MHz, CDCl3) 58 圖附-7 化合物6 1H NMR (300 MHz, CDCl3) 59 圖附-8 化合物6 13C NMR (125 MHz, CDCl3) 59 圖附-9 化合物2質譜分析 60 圖附-10 化合物5質譜分析 60 圖附-11 化合物6質譜分析 61 圖附-12 i-Vbias曲線二維統計圖 64 @表目錄 表3-1 OPE1(Au)與OPE1-2C(TMS)於各工作電位之導電值 45 " | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.subject | 掃描穿隧顯微術破裂接合法 | zh_TW |
| dc.subject | 4 二乙炔基苯 | zh_TW |
| dc.subject | 費米能階釘札效應 | zh_TW |
| dc.subject | 單分子電性 | zh_TW |
| dc.subject | 單分子導電值 | zh_TW |
| dc.subject | 4-Diethynylbenzene | en |
| dc.subject | Fermi level pinning | en |
| dc.subject | STM BJ | en |
| dc.subject | break junction | en |
| dc.title | "於電化學控制下研究1,4 二乙炔基苯及其衍生物之單分子電性:單分子接合點的費米能階釘札效應" | zh_TW |
| dc.title | "Single-molecule Conduction of 1,4-Diethynylbenzene and its Derivatives under Electrochemical Control: Fermi-level Pinning Effect in Single-molecule Junctions " | en |
| dc.date.schoolyear | 109-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 邱勝賢(Hsin-Tsai Liu),廖尉斯(Chih-Yang Tseng) | |
| dc.subject.keyword | 掃描穿隧顯微術破裂接合法,1,4 二乙炔基苯,費米能階釘札效應,單分子電性,單分子導電值, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | STM BJ,break junction,Fermi level pinning,1,4-Diethynylbenzene, | en |
| dc.relation.page | 64 | |
| dc.identifier.doi | 10.6342/NTU202101078 | |
| dc.rights.note | 同意授權(全球公開) | |
| dc.date.accepted | 2021-06-23 | |
| dc.contributor.author-college | 理學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 化學研究所 | zh_TW |
| dc.date.embargo-lift | 2026-06-23 | - |
| 顯示於系所單位： | 化學系 | |
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|---|---|---|---|
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