表面等离激元调控单分子器件中的电子输运

基本信息
批准号:91950116
项目类别:重大研究计划
资助金额:80.00
负责人:向东
学科分类:
依托单位:南开大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:都薇,徐炳乾,向吟啸,王青玲,王懋宁,赵智凯,倪立发,张素荣,刘海洋
关键词:
电子输运光与电子及其它元激发的相互作用表面等离激元光与微纳结构相互作用单分子器件
结项摘要

Single molecular device is a hot topic these days. Fabrication of the single molecule junction and modulation of the electron transport are key steps towards new type of single molecule device. However, the previously reported method for modulation of electron transport suffers low efficiency. On the other hand, it is challenging to integrate those molecular devices on chip and it is hard to be compatible with optical devices. To solve these problems, in this project we aim to utilize surface plasmon polariton (which can break optical diffraction limitation for nanoscale focusing and enable strong interactions with molecules) to realize the modulation of electron transport in single molecule junction with high efficiency. By rational design of the nanostructures to control the excitation of surface plasmon polariton and its interaction with single molecule, it is possible to achieve highly efficient modulation of the electron transport in single molecule junction, and reveal reveal the underneath modulation mechanism. This project may provide a novel SPP controlled molecular devices, facilitate the study of the interactions between surface plasmon polariton and tunneling electrons, set up a new platform for the study of single molecule optoelectronics, and promote the advancement of both two fields-molecular electronics and nano-optics.

单分子光电器件是目前的热点研究课题。调控电子在分子结内的输运特性,是实现新型单分子器件的关键步骤。但是,已报道的调控电子输运的方法效率偏低。同时,分子器件面临较难与集成光学器件兼容的问题。为此,项目拟开展利用表面等离激元(兼具光子与电子的部分性能,能实现突破传统光学衍射极限的纳米聚焦,能与隧穿电子强相互作用)实现对分子结中的电子输运行为的高效调控。项目将设计融合单分子器件的纳米结构,激发并调控表面等离激元的传播,使之充分与单分子作用,进而实现对单分子器件中电子输运特性的高效调控——电导值的调控比值(on/off)大于100,揭示其内在调控机理。项目的实施有望研制出新型SPP调控的单分子功能器件;可为探究表面等离激元与隧穿电子相互作用的机制提供依据;可为研制集成单分子光电器件搭建一个新的平台;可促进分子电子学与微纳光子学的学科交叉及发展。

项目摘要

单分子光电器件是目前的热点研究课题。调控电子在分子结内的输运特性,是实现新型单分子器件的关键步骤。但是,已报道的调控电子输运的方法效率偏低。同时,分子器件面临较难与集成光学器件兼容的问题。为此,项目拟开展利用表面等离激元(兼具光子与电子的部分性能,能实现突破传统光学衍射极限的纳米聚焦,能与隧穿电子强相互作用)实现对分子结中的电子输运行为的高效调控。项目设计融合单分子器件的纳米结构,激发并调控表面等离激元的传播,使之充分与单分子作用,进而实现了对单分子器件中电子输运特性的高效调控。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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