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1，1ˊ--二茂铁基分子导线合成、表征和电化学行为的研究
吴小慧1
作者信息
摘要
由于硅基半导体即将到达尺寸极限。传统的电子器件面临着巨大挑战，发展分子水平的分子电子器件成为人们当前研究的热点。分子导线是分子器件的关键元件，通过电子转移从而进行能量和信息的传递，是分子器件与外部进行信息交换的桥梁。金属有机分子导线是由具有电活性的过渡金属配合物和有机共轭桥配体组成，改变金属外围配体和金属中心的氧化态，就可以对金属有机分子线进行修饰、组装和裁剪，调控分子线的电子转移性质。二茂铁结构易修饰，热稳定好，具有可逆的氧化还原活性，因此被广泛用于分子电子学的研究中。本文以1，1’-二茂铁基作为桥联配体，主要合成了以过渡金属钌为端基金属活性中心的异核双、三金属有机分子导线和以吡啶基作为端基锚定基团的二茂铁电活性分子导线，系统地考察了二茂铁作为桥联配体对分子导线电子输运行为的影响，具体研究内容如下: 1、为研究二茂铁作为桥联配体对端基钌金属有机分子导线电子输运行为的影响，本论文第二章主要设计合成了1，1’-二茂铁单钌配合物(异核双金属有机分子导线)和1，1’-双钌配合物(三核金属有机分子导线)，并经NMR(1H、13C、31p)、及X-ray单晶衍射技术进行确认，利用电化学技术(CV和SWV)和光谱技术(紫外可见光谱，现场UV-Vis-NIR-IR及红外光谱)表征其电化学性质。结果表明:(1)循环伏安曲线中双钌化合物发生明显的连续三步失单电子氧化过程，说明两端基钌金属中心之间通过1，1’-二茂铁基团存在着电子通讯作用:(2)二茂铁被氧化失去一个电子后，电荷大部分定域在二茂铁上，少部分离域在整个分子导线上。 2、为系统研究分子线中嵌入二茂铁电活性基团对分子线电子输运行为的影响，第三章设计合成了以吡啶为锚定基团，1，1’-二茂铁与毗啶之间分别通过碳碳叁键(sp杂化)、双键(sp2杂化)、单键(sp3杂化)连接的分子导线，以及没有二茂铁电活性基团吡啶基直接通过碳碳叁键、双键以及单键连接的纯有机分子导线。所有终产物均经1H NMR、13C NMR和MS确认，并采用CV技术及自组装单分子膜技术研究二茂铁吡啶分子导线的溶液电化学行为和表面电化学行为，利用STM-BJ裂结技术构筑分子结测量不同化合物的单分子电导。研究结果表明:(1)共轭桥杂化轨道的不同会影响电荷传递;(2)分子中嵌入二茂铁基团能够增大分子线的单分子电导值。
关键词
电子器件/分子导线/合成工艺/1,1'-二茂铁/电子输运行为引用本文复制引用
授予学位
硕士学科专业
物理化学导师
金山学位年度
2018学位授予单位
华中师范大学语种
中文中图分类号
TN