电声耦合影响分子电子器件输运性质的机理

Electron-phonon coupling is an important factor affecting the performance of molecular electronic devices. Understanding of the inelastic transport processes and the mechanism of their influence are very crucial to the design and manufacture of high-performance molecular devices. This project intends to develop and improve the non-equilibrium Green's function method with considering of electron-phonon coupling, to study the electrical transport properties in molecular electronic devices, aiming to reveal the mechanism of how electron-phonon coupling affects the transport properties. It also corrects the deviation of those theoretical calculations without the consideration of electron-phonon coupling, and explores the design ideas of new molecular electronic information processing devices. It will lay a theoretical foundation for manufacturing high-performance molecular devices and promote the development of the fourth scientific and technological revolution leaded by artificial intelligence.

电声耦合是影响分子电子器件性能的重要因素，透彻理解其中的非弹性输运过程和影响机理是设计和制造高性能分子器件的关键。本项目拟发展和改进考虑电声耦合的非平衡格林函数方法，用于研究分子电子器件中的电输运性质，以揭示其中电声耦合对器件电输运性质影响的机制。并修正不考虑电声耦合时的理论计算偏差，探索新型分子电子信息处理器件的设计思路，为制造高性能分子信息器件奠定理论基础，从而促进以人工智能为代表的第四次科技革命的发展。

本项目主要提出了描述电声耦合对纳米器件电输运性质影响的积分型最低阶展开方法。该方法有效填补了现有的考虑电声耦合的非平衡格林函数方法的准确性缺陷，从而能够更加准确的描述电声耦合对器件电输运性质的影响。并且研究发现，在分子器件等与电极耦合较弱的体系中，该方法中的希尔伯特变换项可能会具有特别明显的影响，不能被忽略。因此，计算描述分子器件中的电声耦合影响时，我们提出的这个方法才是迄今为止最为准确的可行方案。通过该方法，我们能够逐项分析每个声子模式贡献的一阶玻恩散射和二阶玻恩散射过程。准确性的明显提高使得该方法在纳米器件电输运性质的研究中具有重要的推广价值。