一维钴分子链自旋电子器件的理论模拟

潘茜茜， 温世正,2， 施 锦,2， 李梦甜

(1.淮阴师范学院 物理与电子电气工程学院， 江苏 淮安 223300；2.淮阴师范学院 江苏省现代检测与智能重点建设实验室， 江苏 淮安 223300)

E-mail: szwen@hytc.edu.cn

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近年来，基于自旋电流的自旋电子学得到了广泛关注，不同于传统的电荷传输载体，自旋电子学是以电子的自旋为载体的纳米器件，具有低能耗和快响应等独特性质，应用前景广阔[1-6]. 有些研究成果已应用于自旋滤波器、自旋阀、自旋整流器的分子材料，其中有过渡金属一维纳米线材料[7-9]，因其独特的几何结构和潜在的功能特性受到了学者的关注. Downes等人利用钴与1,2,4,5-四硫代苯反应合成了独特的一维分子线，实验表明该化合物对析氢反应具有较高的稳定性和催化效率[10-11]. 研究发现该分子配体的硫原子的p轨道与金属原子具有相同对称性和能量d轨道重叠，形成独特的π共轭体系，表现出独特的导电性、磁性和光学特性等. Zhang等人在理论上对该一维分子线的电子和磁性进行了详细研究，发现二硫代钴分子线的基态是反铁磁(AFM)性态，理论分析表明可以通过电子掺杂将反铁磁调谐为的铁磁(FM)半金属态[12]. 对于半金属性，在理论上可以实现100%的自旋极化电流，因此对该材料的器件模拟，有助于理解器件的性质，在自旋电子学应用中具有重要意义.

本文基于一维钴分子线结构，构建了纳米器件模型，利用密度泛函理论结合非平衡格林函数方法实现对器件的性质模拟，讨论了器件的性质特……