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有机功能分子器件电子输运性质的第一性原理研究的综述报告
有机功能分子器件作为一种新型的功能材料，在电子学、光电子学、生物医学等领域中展现出广泛的应用前景。有机功能分子器件是一些分子级别的功能设备，由于它们的结构与性质的可控性和多样性，引起了广泛的研究兴趣。在这些设备中，分子能够承担传输电荷或电子的任务，因此对其电子输运性质的研究是非常重要的。本文将对有机功能分子器件的电子输运性质的第一性原理研究作一综述。
首先，进行电子输运性质计算的一般方法是基于密度泛函理论（DFT）。DFT是一种计算电子结构和相关物理性质的方法，它的基本原理是将系统的总能量表示为电子密度的函数。在计算中，需要遵循一些假设和近似，如局部密度近似（LDA）和广义梯度近似（GGA）。然而，需要注意的是DFT是一个近似方法，对于一些特殊的体系以及多体相互作用、自旋极化等效应的处理还是比较有限的。
其次，电子输运实验的数据通常可以通过电学测量得到，包括电导率、光导率、电荷注入、电流密度等参数。这些数据可以被用于验证理论计算的结果。在有机功能分子器件中，主要的电子输运机制包括：穿隧输运、电离与复合等。因此，理论模拟可以在解释实验结果并揭示电子输运机制方面发挥重要作用。
第三，对有机功能分子器件中的电子输运性质的研究可以涵盖以下方面：
（1）基态电子结构：关于器件中所使用的有机分子的基态电子结构的计算，包括分子与电极之间的相互作用。能带结构、势垒高度、分子轨道等参数的计算，有助于理解电子输运过程中的能量转移。
（2）电荷传输：关注电荷穿越跨越势垒的机制，例如共振穿隧和非共振穿隧等。非共振穿隧需要单个分子吸附在电极表面进行模拟，而共振穿隧需要多个分子的协同效应。计算中需要将分子与金属表面的跨越能及电子-电子相互作用、分子之间的相互作用等特性加以考虑。
（3）非弹性输运：通过VB理论解释器件中的非弹性输运，该理论假设多个电子密度的线性组合可以描述不同的电子构型。
（4）分子间相互作用：关注分子间作用对于电子输运性质的影响。相互作用可以增加电荷的注入和穿透能力，提高电子输运的效率等。
总体来说，有机功能分子器件中的电子输运性质的研究是非常复杂和挑战性的。需要考虑到多种因素，包括分子的空间组构、自旋极化等。虽然基于第一性原理的方法可以对有机功能分子器件中的电子输运进行比较准确的模拟，但目前仍然存在一些挑战，在模拟过程中需要再引入计算成本和尚未解决的问题。因此，还需要进行更深入的研究和探索，以期进一步提高器件的性能和实现其在实际应用中的发挥。