【正文】 并可以利用完善的化學方法進行高純度的分離。同時，通過火焰制備碳納米管也越來越受到關注。金屬納米管的電導超過了最知名的金屬的電導。但是，堿金屬摻雜的方法并不完全可靠，制作復雜的電子器件仍然是個很大的挑戰(zhàn)。石墨烯是一種很強大的材料，在物理機械方面的彈性模量可達 1TPa，自身的強度是 130GPa，還具有很好地導熱性能。 為了使輻射被觀察到，其中的一個電極是透明的。所以，為了更好的掌握它的屬性，深入探究它的性能，構建特殊新穎的結構，以及實現(xiàn)大規(guī)模，大小和層數(shù)都能控制的石墨烯的合成，進一步深入的研究是必然的。 富勒烯分子顯示了它們在構建納米級電子器件的巨大潛力，因為它們有容易吸收電子的 LUMO 軌道，它們的球形結構可以很好地預測自組裝過程。最近，基于石墨烯的研究結果令 人大受鼓舞， Peumans和他的合作者表明，石墨烯可以作為透明電極用于發(fā)光二極管，相比于常用的 ITO（ 150nm）材料，它能在很大程度上減少薄膜的厚度（ 7nm）。 石墨烯的一個重要的特性是它極小的厚度。 基于場效應管的碳納米管在很多方面優(yōu)于當前的場效應晶體管；碳納米管最重要的一個特性是彈道電子運輸，使構造場效應管成為可能，并且能夠在很高的頻率下進行操作，使它們可以適用于下一代電子器件。半導體納米管的電導取決于柵電極的電壓，它們的帶隙是直徑和螺旋度的一個函數(shù)，半導體納米管的 ON / OFF比，在室溫下通常是105，在極低的溫度下可以達到 107。碳納米管只有在金屬催化劑存在的條件下才會形成，其中大部分積累在陰極并且形成不斷 增長的沉淀。 濟南大學畢業(yè)論文 10 3 碳納米管 采用電弧放電技術制備富勒烯，在陰極沉積形成過程中，多壁碳納米管被發(fā)現(xiàn)。第一種，由于肖特基勢壘，可以在有 機金屬界面形成表面偶極子。 在第二個實驗方法中， C60分子沉積在一個絕緣的自組裝單層上面，這樣就產(chǎn)生了一對串聯(lián)的柵欄隧道結，并且共用一個電極。 圖 (a)C60富勒烯的電化學性能，循環(huán)伏安法（上）和差分脈沖電化學伏安法（下）；（ b) 富勒烯吸收 6個電子（紅色箭頭）后的 HOMO和 LUMO軌道示意圖 對于 C70，可以預測它的 LUMO軌道是二重簡并，因此可以吸收四個電子， LUMO和 LUMO+1軌道的能量差是很小的。而且金屬氧化物、金屬碳化物、金屬硫化物也能內嵌到富勒烯碳籠中。 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 .........................................................................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 總結與未來的方向 ..............................................