【正文】 層石墨烯 單分子層石墨烯遇熱是不穩(wěn)定的；正因如此，在發(fā)現(xiàn)它的過程中遇到了很多困難。盡管報道中采用使用單壁碳納米晶體 管對電子電路進行構(gòu)建和操作，但是使用單個碳納米晶體管來構(gòu)建復雜的設備仍需要進一步發(fā)展，因為合成和精確定位大量幾何均勻的碳納米管是非常困難的，很多研究小組已經(jīng)在這個方向取得了很大的進展，未來是很有前景的。碳納米管同樣有潛力應用于原子力顯微鏡（ AFM)，但是目前還沒有被廣泛的采用。碳納米管是一維的彈道電子導體，因此它們在運輸電子時基本不需要消耗熱量；所以這些性質(zhì)可以用來建設真正的分子器件。碳納米管連接點的電導取決于碳納米管與金屬的接觸程度。碳納米管樣品的溶解度極低，電解質(zhì)溶液的離子強度，表面活性劑的干擾和水介質(zhì)中有限的電化學窗口都阻礙了碳納米管電化學性能的研究。如果石墨烯片沿其它的方向（ m， n）卷起，就會產(chǎn)生手性對稱的碳納米管，手性取決于石墨烯片向上 或向下卷起的方向。例如它們的拉伸強度，遠遠高于鋼。整個結(jié)構(gòu)建立在 一個絕緣的二氧化硅層的摻雜硅晶片 上，用柵電極調(diào)節(jié) C60分子的靜電勢。對 N摻雜和 P摻雜富勒烯的理論研究表明，這些材料可被用于制備一種經(jīng)典的 NP結(jié)，也就是二極管。 在這種情況下，電荷分離過程主要是由供受體與連接軌道之間的重疊程度控制。根據(jù) Marcus的電子轉(zhuǎn)移理論，低能量的重組有利于電荷分離，并且能延緩電荷重組，從而使電荷長 時間處于分離狀態(tài)。 C60分子的研究有兩種不同的方法。更大的空籠富勒烯的氧化還原性同樣豐富，用于區(qū)分不同的同分異構(gòu)體，它已經(jīng)成為一個重要的技術方法。粉末狀的金屬或金屬氧化物可以填充在石墨棒中，從而導致內(nèi)嵌金屬富勒烯的形成。 圖 電弧放電反應器制備富勒烯 它是由真空出口管、電機、電源、氣體出口、等離子體、石墨棒含有的金屬氧化物正極、石墨負極、水出口等部分組成。 濟南大學畢業(yè)論文 2 碳納米材料的類型和形狀 隨著富勒烯 [7]的發(fā)現(xiàn)，碳納米材料的家族一直不斷的在壯大（見圖 ），富勒烯的發(fā)現(xiàn)緊隨其后的是多壁 (MWCNTs)和單壁的碳納米管 (SWCNTs)。在 2020 年， TAO 和他的合作者采用掃描隧道顯微鏡的方法（ STM），測出了多種有機分子的電導 [3]。在采用自下向上的方法建設電子電路時，碳基納米材料是非常好的候選材料，因為它們有半導體的特性并且物理尺寸很小，可以用于建立電子連接。 關鍵詞 ： 碳納米材料；分子電導；分子電子學；單分子電子器件 濟南大學畢業(yè)論文 II ABSTRACT As the growing plexity of electronic devices, the topdown method used with silicon based technology is facing both technological and physical challenges. Carbonbased nanomaterials are good candidates to be used in the development of electronic circuitry using the bottomup approach, because they have semiconductor properties and dimensions within the required physical limit to construct electrical connections. For example, the unique electronic properties of fullerenes have made the construction of molecular rectifiers and molecular transistors that can work with more than two logical states. Carbon nanotubes have shown their values to be used in the construction of molecular wires and FET transistors that can operate in the THz frequency bias range. On the other hand, graphene is not only the most promising material for replacing ITO in the construction of transparent electrodes but it has also shown quantum Hall effect and quantum conductance properties that depend upon the edges or chemical doping. The purpose of this work is to present recent developments on the utilization carbon nanomaterials in molecular electronics. Keywords： Carbon nanomaterials； Molecular conductance； Molecular electronics； Unimolecular electronic devices 濟南大學畢業(yè)論文 III 目 錄 摘要 ........................................................................................................................................ I ABSTRACT ........................................................................................................................ II 1 前言 ................................................................................................................................... 1 碳納米材料的類型和形狀 .....................................................................................2 2 富勒烯 ................................................................................................................................3 富勒烯的制備 ..........................................................................................................3 富勒烯的氧化還原性能 .........................................................................................4 單個富勒烯分子的電子輸運性質(zhì) .........................................................................5 富勒烯單分子器件 .................................................................................................6 分子導線和供體 受體系統(tǒng) .........................................................................6 分子整流管 ..................................................................................................8 晶體管 ..........................................................................................................8 總結(jié)與未來的方向 .................................................................................