DNA分子的熱電輸運理論研究.pdf

1、納米材料因具有良好的熱電轉(zhuǎn)換效率日益引起人們的廣泛關(guān)注，深入理解和研究納米尺度系統(tǒng)的熱電輸運行為不僅有助于優(yōu)化和提高電子器件的熱電執(zhí)行性能，而且對設(shè)計新型量子熱電器件也具有重要意義，進一步為利用廢熱和節(jié)約能源提供理論基礎(chǔ)。DNA分子，作為一種天然的有機分子，由于其具有自組裝和自識別特性，在分子電子學(xué)中充當重要的角色。此外，DNA分子具有雙螺旋的空間結(jié)構(gòu)，其手性特征導(dǎo)致DNA分子中的電子輸運具有自旋選擇性。因此，深入研究DNA分子的自旋相

2、關(guān)的熱電輸運能夠為設(shè)計自旋熱電器件提供新的思路。
　　第一章較為詳細地介紹了熱電效應(yīng)以及熱自旋電子學(xué)的研究進展。
　　第二章首先介紹了DNA分子的生物、物理和化學(xué)性質(zhì)，然后介紹了研究DNA分子電子輸運的主要方法和相應(yīng)的研究進展。
　　關(guān)于手性DNA分子熱電輸運特性研究，本文主要開展了以下研究工作：
　　1.利用非平衡格林函數(shù)方法研究了鐵磁金屬—dsDNA—鐵磁金屬的熱電輸運性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)溫度、自旋—軌道耦合強

3、度、螺旋角等系統(tǒng)參數(shù)獲得較大的熱電轉(zhuǎn)換效率，而且可以實現(xiàn)純的自旋塞貝克效應(yīng)。進一步發(fā)現(xiàn)自旋—軌道耦合和螺旋角可以增強自旋塞貝克系數(shù)，鏈內(nèi)的跳躍積分不僅能調(diào)控?zé)犭娤禂?shù)，還可以決定載流子的種類。
　　2.利用非平衡格林函數(shù)方法并結(jié)合Landauer-B¨uttiker公式，研究了熱偏壓驅(qū)動下普通金屬—dsDNA—鐵磁電極結(jié)的熱自旋效應(yīng)。發(fā)現(xiàn)電流—熱偏壓曲線中存在熱電二極管效應(yīng)、自旋塞貝克二極管效應(yīng)以及負微分熱電阻現(xiàn)象。利用門電壓來調(diào)控