第38卷哈尔滨师范大学自然科学学报Vol．38，No．62022第6期NATUＲALSCIENCEJOUＲNALOFHAＲBINNOＲMALUNIV■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■EＲSITY单卟啉铁分子自旋输运性质第一性原理研究*吴慧洁，尹海涛＊＊(哈尔滨师范大学，光电带隙材料教育部重点实验)【摘要】分子器件是指构建在单个分子或有限个分子上的具有特定功能的器件，它是电子器件向小体积化发展的极限，而它也被证明将会是未来电子元器件的替代者．利用密度泛函理论与非平衡态格林函数相结合的方法，研究了单卟啉铁分子与金纳米线电极构成的分子器件的自旋输运的性质．研究发现:该分子器件中存在自旋相干的量子现象;在非平衡态下，两种自旋态电流都随偏压的增大而非线性增大，自旋过滤效应在偏压的调控实现正负的转化．【关键词】自旋输运;自旋过滤;量子相干【中图分类号】O469【文献标识码】A【文章编号】1000－5617(2022)06－0062－05收稿日期:2022－09－13*基金项目:黑龙江自然基金资助项目(LH2020A013)＊＊通讯作者0引言随着器件尺度进入到亚－3nm尺度以下，量子效应越发突显，传统的硅基器件即将到达极限．寻找新的材料来代替传统硅基材料，发展处理速度更快、更强大的新一代微电子器件是必然趋势．基于分子的器件由于其电子传输的特性，被作为取代传统电子器件的最佳候选器件，而分子自旋电子器件因其自旋输运特性，具有更低的能耗、更快的信息处理速度以及更高的集成度等传统电子器件所不具备的一系列优点而受到广泛关注［1］．除此之外，分子器件具有不同于传统电子器件的诸多依赖电子自旋的独特性质，例如自旋开关［2］、自旋过滤［3］、自旋阀［4］、自旋整流［5］、自旋NDＲ效应［6］等等，基于此许多具有各种自旋输运性质的分子器件，如自旋存储器件［7］、自旋过滤器件等也已被理论模拟和实验制备出来．分子器件中，处于器件中间区域的分子是器件的关键组成部分，它在很大程度上决定着分子器件整体的电学性质．寻找合适的中心分子构建分子器件，探究分子电子器件的电子输运性质，已经成为分子电子器件的研究热点之一．卟啉分子因具有环型共轭平面结构，而且内环中心可与金属配位生成金属卟啉而广受研究者青睐．目前，对于卟啉类分子器件的自旋输运性质研究的工作已经进行了很多．例如，利用非平衡格林函数结合密度泛函理论，曾晶、陈克求等学者研究了由两个锰卟啉分子与对苯－乙烯基连接而成的锰卟啉基自旋...
