新型有机自旋阀器件的理论设计及电荷性质机理研究

国家自然科学基金委-青年科学基金项目 2013年度（项目负责人：张小姣）

项目摘要：

电子不但具有电荷，同时还具有自旋的特性。研究电子自旋的操纵及利用，使传统的电子学器件增加了新的功能。特别对于有机分子而言，由于具有很长的自旋弛豫时间和相干长度，将可能产生全新的基于量子调控自旋电子学器件，从而引发一场新的信息科学的革命。本项目中，我们将从分子的结构特征和电子学的基本原理出发，设计出结构新颖、性能优越的新型有机自旋阀器件，并从两个方面对其电荷输运性质展开研究：1）采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法，预测单分子磁体自旋阀器件的电荷输运性质，并探索其磁阻率调制的物理机理；2）基于第一性原理的电子结构计算并结合玻尔兹曼输运方法，深入研究有机自旋阀器件的自旋注入、自旋翻转、弛豫时间等性质。通过理论设计和计算，我们将充分理解有机自旋阀器件中与自旋输运相关的基本物理过程，得到相应的理论模型，并提出性能优越的有机自旋阀器件的设计方案，为新型有机自旋电子器件的实际开发提供理论依据。