| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 图表清单 | 第12-15页 |
| 注释表 | 第15-16页 |
| 缩略词 | 第16-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-29页 |
| 1.1 碳、硅纳米材料 | 第17-21页 |
| 1.1.1 纳米结构及其分类 | 第17-19页 |
| 1.1.2 碳、硅纳米材料 | 第19-21页 |
| 1.2 纳电子学概论 | 第21-27页 |
| 1.2.1 固体电子输运理论 | 第21-22页 |
| 1.2.2 纳电子限域及其量子效应 | 第22-25页 |
| 1.2.3 纳电子学及其功能应用 | 第25-27页 |
| 1.3 本文研究内容概述 | 第27-29页 |
| 第二章 理论研究基础及计算方法 | 第29-41页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第29-34页 |
| 2.2.1 绝热近似 | 第29-30页 |
| 2.2.2 Hartree-Fock 近似 | 第30-31页 |
| 2.2.3 Hohenberg-Kohn 定理 | 第31-32页 |
| 2.2.4 Kohn-Sham 方程 | 第32-34页 |
| 2.3 纳米结构电子输运性质的计算方法 | 第34-41页 |
| 2.3.1 Landauer 理论 | 第34页 |
| 2.3.2 非平衡格林函数理论 | 第34-37页 |
| 2.3.3 纳米结构电子输运性质的计算方法 | 第37-41页 |
| 第三章 管状富勒烯 C_(90)的多重负微分电阻效应及其调控 | 第41-48页 |
| 3.1 引言 | 第41页 |
| 3.2 管状富勒烯 C_(90)的结构特征[61] | 第41-42页 |
| 3.3 C_(90)的多重负微分电阻效应 | 第42-47页 |
| 3.3.1 C_(90)的多重负微分电阻效应及栅极电压对其的调控 | 第42-43页 |
| 3.3.2 多重负微分电阻效应的产生及调控机理 | 第43-46页 |
| 3.3.3 分子-电极构型变化对负微分电阻效应的影响 | 第46-47页 |
| 3.4 小结 | 第47-48页 |
| 第四章 一、二维(1D/2D)纯碳系统中构型变化引起的开关效应及纳器件设计 | 第48-61页 |
| 4.1 引言 | 第48页 |
| 4.2 纯碳系统中构型变化引起的开关效应 | 第48-55页 |
| 4.2.1 1D/2D 碳结构耦合前后的电子结构和输运性质变化 | 第48-50页 |
| 4.2.2 2D/1D/2D 结构中 2D 结构旋转导致的开关效应 | 第50-52页 |
| 4.2.3 开关效应的物理机制 | 第52-55页 |
| 4.3 影响碳结构开关效应的因素 | 第55-57页 |
| 4.3.1 一维碳链的弯曲、螺旋形变对开关效应的影响 | 第55页 |
| 4.3.2 二维碳结构耦合极性功能团对开关效应的影响 | 第55-56页 |
| 4.3.3 开关效应由碳向金属元素的推广 | 第56-57页 |
| 4.4 纯碳纳功能器件设计 | 第57-60页 |
| 4.4.1 最小的纯碳逻辑门器件 | 第57-58页 |
| 4.4.2 电子透射通道空间取向旋转器 | 第58-59页 |
| 4.4.3 放大器 | 第59-60页 |
| 4.5 小结 | 第60-61页 |
| 第五章 纯碳系统中自旋输运的调控 | 第61-75页 |
| 5.1 引言 | 第61页 |
| 5.2 碳原子链-碳纳米管非对称接触构型对自旋电流的过滤 | 第61-67页 |
| 5.2.1 饱和/未饱和 H 型碳纳米管-碳原子链构型自旋电流过滤器 | 第61-66页 |
| 5.2.2 类 Fano 共振现象 | 第66-67页 |
| 5.3 局域饱和 H 原子石墨带对自旋输运的调控 | 第67-74页 |
| 5.3.1 纯净石墨带处于铁磁态的自旋输运性质 | 第67-69页 |
| 5.3.2 H 饱和区域的形状及位置对自旋输运的影响 | 第69-71页 |
| 5.3.3 有限偏压下自旋电流的过滤及极性反转 | 第71-73页 |
| 5.3.4 H 饱和区域的限制条件 | 第73-74页 |
| 5.4 小结 | 第74-75页 |
| 第六章 硅纳米管、硅烯纳米带中自旋输运的调控 | 第75-98页 |
| 6.1 引言 | 第75页 |
| 6.2 过渡金属掺杂硅纳米管中自旋输运的调控 | 第75-86页 |
| 6.2.1 金属掺杂硅纳米管的形成及电子结构 | 第75-77页 |
| 6.2.2 Co 掺杂硅纳米管中管长变化引起电子透射的“自旋未极化-极化”转变 | 第77-82页 |
| 6.2.3 Mn 掺杂硅纳米管中电流自旋极化率的栅极可控 | 第82-86页 |
| 6.3 硅烯纳米带中的自旋塞贝克效应 | 第86-96页 |
| 6.3.1 硅烯的制备、电子结构特征和自旋塞贝克效应介绍 | 第86-88页 |
| 6.3.2 硅烯纳米带的自旋塞贝克效应及其受温度变化的影响 | 第88-95页 |
| 6.3.3 硅烯纳米带与石墨烯纳米带中自旋塞贝克效应的不同及其原因 | 第95-96页 |
| 6.4 小结 | 第96-98页 |
| 第七章 螺烯分子结构形变过程中层间透射与层内透射的相互竞争 | 第98-106页 |
| 7.1 引言（含螺烯分子介绍） | 第98-100页 |
| 7.2 螺烯分子结构形变导致的导电性 U 型变化 | 第100-102页 |
| 7.3 螺烯分子中电子的层间透射与层内透射的相互竞争 | 第102-103页 |
| 7.4 其它因素对导电性 U 型变化趋势的影响 | 第103-105页 |
| 7.4.1 电极材料的影响 | 第103-104页 |
| 7.4.2 元素掺杂的影响 | 第104-105页 |
| 7.5 小结 | 第105-106页 |
| 第八章 基于单电子晶体管的 DNA 碱基序列快速测量 | 第106-118页 |
| 8.1 引言（含单电子晶体管介绍） | 第106-109页 |
| 8.2 DNA 测序简介 | 第109-112页 |
| 8.3 单电子晶体管型纳米孔的 DNA 序列测量 | 第112-117页 |
| 8.3.1 碱基分子经过纳米孔时系统总能随电压的变化 | 第112-113页 |
| 8.3.2 利用电荷稳定图实现对碱基的分辨 | 第113-117页 |
| 8.4 小结 | 第117-118页 |
| 第九章 总结与展望 | 第118-122页 |
| 9.1 总结 | 第118-121页 |
| 9.2 展望 | 第121-122页 |
| 参考文献 | 第122-131页 |
| 致谢 | 第131-135页 |
| 攻读博士学位期间承担的研究课题及获奖情况 | 第135-136页 |
| 攻读博士学位期间完成的学术论文及学术交流情况 | 第136-137页 |
