【摘 要】
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“工欲善其事,必先利其器”,简单高效、灵敏度高的精密仪器研发,为研究各种科学问题提供了重要的前提。单分子水平热电势测量技术的研发可以作为材料热电性能表征的重要手段。本论文首先研发用于单分子结电学性质测量的高电流灵敏度、全量程的扫描隧穿裂结（STM-BJ）装置,并在此基础上开发单分子热电势测量仪器,以此对分子热电性能进行研究,开发具有优越热电性能的分子材料,促进高转换热电效率材料的研发。近年来有关单
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“工欲善其事,必先利其器”,简单高效、灵敏度高的精密仪器研发,为研究各种科学问题提供了重要的前提。单分子水平热电势测量技术的研发可以作为材料热电性能表征的重要手段。本论文首先研发用于单分子结电学性质测量的高电流灵敏度、全量程的扫描隧穿裂结（STM-BJ）装置,并在此基础上开发单分子热电势测量仪器,以此对分子热电性能进行研究,开发具有优越热电性能的分子材料,促进高转换热电效率材料的研发。近年来有关单分子热电势的研究工作已经做出了巨大的突破,但仍有一系列工作亟待开展。一方面,当前单分子热电势的研究主要是集中于宏观分子体系性能测试以期发现热电势较高的分子材料,并未对分子体系进行有目的的设计,导致较低的研究效率;另一方面,理论已经证实具有量子相消干涉的分子具有很高的热电势,但实验方面的证据还未见报道。本论文介绍了热电测量仪器的研发,并使用其对四种二酮基吡咯并吡咯（DPP）衍生物进行了系统的测量,最后通过设计合适的分子体系从实验方面验证具有量子相消干涉效应的分子,其热电势会显著地增大。本论文的主要研究内容和结果如下:1、研发扫描隧穿裂结装置,成功实现单分子电导的测量。2、完成了扫描隧穿裂结装置的优化,并通过基底加热模块、电压放大器模块、继电器切断模块的引入和联用,搭建了单分子热电势测量仪器。3、对DPP系列分子的热电性质进行了研究,发现了通过改变DPP内核相邻芳香环,主导电导通道从LUMO到HOMO的转变。4、探索了具有量子相消干涉效应的分子体系的热电势相对于没有量子相消干涉效应的分子热电势的变化情况。
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