卟啉及DNA堿基對電子傳遞的研究.pdf

1、隨著電子通訊技術和計算機技術等方面的飛速發(fā)展，超大規(guī)模集成電路技術對電子器件的要求越來越精巧和復雜，傳統(tǒng)的硅基電子器件由于受到基本物理規(guī)律和制造工藝的限制而面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)，分子電子學被看作是電子學可能的終極發(fā)展方向。如何發(fā)展新技術、尋找新途徑，大力發(fā)展分子尺度的電子器件成為當前和今后許多學科進行研究開發(fā)的重大課題。因此對功能分子的電子輸運機理、分子材料在電場下的行為進行理論方面的探討對于分子器件的研究具有重要的意義。
　　卟啉作

2、為具有大π共軛體系的分子具有很好的電子傳遞特性，但是在近十多年來，主要是針對卟啉化合物的幾何結(jié)構和電子結(jié)構進行了研究，而對于金屬離子對卟啉分子中電子傳遞的影響并沒有報道。我們利用密度泛函理論（DFT）結(jié)合非平衡態(tài)格林函數(shù)方法（NEGF）對這方面進行了研究，探討了自由卟啉和金屬卟啉分子與金屬電極分別進行水平連接和對角連接時，它們導電性的差異，并對分子的分子投影自洽哈密頓量（MPSH）、隧穿譜和分子軌道空間分布等方面進行了分析。結(jié)果表明，水

3、平連接時，金屬離子的加入對卟啉分子導電性的影響不大，金屬離子沒有改變電子的輸運途徑，電子主要是通過卟啉環(huán)上的共軛π鍵進行傳遞。而對角連接時，金屬離子對卟啉分子導線的導電性影響較大，并且金屬離子的加入改變了電子在卟啉環(huán)上的輸運途徑，在金屬卟啉分子中存在兩條電子傳遞途徑，一條是通過卟啉環(huán)上的共軛π鍵進行傳遞，另一條是通過分子中心的金屬離子。
　　DNA作為生物體遺傳信息的攜帶者，在生命系統(tǒng)中具有重要的作用，近年來的研究發(fā)現(xiàn)這種生命分子

4、在分子電子學領域中也具有廣泛的應用。對DNA電子傳遞的研究不僅對于理解DNA的損傷和修復具有重要的意義，而且對研究基于DNA的分子電子器件也有指導作用。本文在HF/6-31G*//B3LYP/6-31+G**水平上研究了在不同電場極化條件下堿基對A-T(U)的幾何結(jié)構和電子結(jié)構，通過DNA堿基對間氫鍵和堿基對結(jié)合能在電場下變化，討論了堿基對間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移。結(jié)果顯示，在電場極化作用下堿基對結(jié)合能有微小變化；A-T堿基對間的兩個氫鍵對電場極化