摘要：芳香性是有机化学中的重要概念,传统芳香族化合物的芳香性通常源于π电子在环上下平面产生的高度离域,而σ-芳香性则主要源于分子内σ键和轨道重叠,两者均能影响分子的电子传输能力.采用密度泛函理论结合非平衡格林函数(DFT+NEGF)方法对苯、噻吩和呋喃及其衍生物进行了芳香性和电子输运性质的系统研究.计算结果表明,苯、噻吩和呋喃分子的电子输运性质受π-芳香性和σ-芳香性影响,其中σ-芳香性和电子传输正相关,而π-芳香性和电子传输能力成负相关.含有两个芳香环的联苯二巯基(DB)、联噻吩二巯基(DT)和联呋喃二巯基(DF)分子的电子传输能力受分子平面化影响较大,DF中呋喃环表现出比DT中噻吩环更大的NICS(1)zz值.芳香性化合物具有更好的共平面趋势,通过F原子修饰DT和DF分子产生分子内F…S和F…O非共价相互作用的设计策略可以极大增加分子平面性和刚性.同时,含有分子内F…S和F…O相互作用的虚拟五元环具有平面σ-芳香性特征,有效促进电子沿F…S和F…O路径进行传输,从而提高电子传输能力.本研究有助于进一步理解分子芳香性与电子传输能力之间的内在关系,为未来设计更高效的电子器件提供策略.

摘要：锚定基团决定了分子与纳米电极的结合方式,对分子电导有着重要的影响,是分子电子学研究的重要内容。噻吩是有机光电功能材料中一种基本的构筑单元,在分子电子学研究中可以作为锚定基团,有望扩展分子电子学研究的目标分子结构基础。在本工作中,我们设计并合成了三种结构类似的π共轭分子BT-H、BT-Hex和BT-Cl,这三种分子具有相同的分子骨架,但两端噻吩4号位上的取代基(分别为H、正己基C6和Cl)不同。BT-H、BT-Hex和BT-Cl的噻吩可以作为锚定基团,使分子连接在金纳米间隙中形成单分子结。我们采用单分子电导测量技术研究了它们的电荷传输特性,也探索了噻吩锚定基团上修饰的取代基对分子-电极结合构型的影响。单分子电导测量结果表明,这三种分子均存在两种结合构型,它们分别对应高电导状态(GH)和低电导状态(GL),并且GH与GL的电导数值相差超过一个数量级。根据我们报道过的分子电导研究结果,两端以噻吩为锚定基团的分子可以产生GH与GL态,它们分别是分子的噻吩π轨道和噻吩S原子与金电极发生相互作用产生的(分别叫作Au―π和Au―S结合构型)。对于GL态,由于锚定基团上的取代基不同,电导数值发生了明显的变化,呈现出GBT-Hex>GBT-H>GBT-Cl的电导趋势。这主要是由于取代基的电子特性不同造成分子的最高占据分子轨道(HOMO)能级相对于Au费米能级的位置发生了偏移。对于GH态,锚定基团上不同的取代基对GH的电导值没有产生明显的影响。C6和Cl取代基会使Au-π结合构型出现的概率降低,导致了Au-π与Au-S两种分子-电极结合构型出现的相对比例发生变化。本工作对指导分子电子学研究中的分子结构设计,特别是在锚定基团的结构设计上具有重要意义。

摘要：手写汉字识别是智能信息化的重要研究领域之一,在手写输入、文件录入等相关领域至关重要。然而,由于汉字的种类繁多、结构复杂等问题,通常的深度学习方法对汉字的特征提取能力差、计算量大,汉字识别的准确度无法达到令人满意的程度。为解决上述问题,本研究提出了一种改进的深层卷积神经网络模型,在模型的结构上添加了批标准化层,在损失函数上加入了Dropout和正则化方法,在训练过程中加入了RMSprop优化器。为了证实提出的模型的有效性,在CASIA-HWDB1.1和IAHCC-UCAS2016的数据集上进行实验。对提出的模型进行了整体实验,与其他深度学习模型进行了分组对比实验,对批标准化层和RMSprop优化器进行了消融实验,全方面验证了本研究模型的高准确率和高运行速度。

摘要：对单分子电导角度对光致变色分子、聚集诱导发光(AIE)分子、太阳能分子等光电分子的研究进展进行了总结。介绍了基于光电分子电学特性设计的分子器件。分析了光电分子用于分子器件的优势和不足,探讨了光电分子的电荷传输机制,为进一步阐明光电分子结构与性质之间的构效关系,设计光电功能性分子器件提供了单分子水平的有效依据。

摘要：采用扫描隧道显微镜(STM)对含NCLs的有机共轭模型分子进行单分子电导测量,在单分子水平上研究NCLs对分子内电荷传输的影响。研究表明,NCLs可以通过平面化分子构型和调节分子带隙来提高分子内的电荷传导,同时DFT计算证实NCLs可以通过建立额外的隧穿通道进一步提升分子内的电荷传导效率。研究结果可为基于NCL设计高效率的有机共轭光伏电池材料提供理论和实验依据。