75375پ.ف

كارشناسي ارشد

فيزيك.نظري

شيراز

1402

1402/10/26

19

مرادي.محمود

قرايتي.عبدالرسول

91-95ص

ص96

Chemical vapor deposition Molecular beam epitaxy Inverse parabolic quantum wells Chen Vlaev

شيراز

ساختارهاي كوانتومي نيمه¬هادي به عنوان يكي از منابع پيشرفته در توليد نور مي¬باشند و اعمال آلايش به آنها باعث تحول در خصوصيات الكتروني و الكترواپتيكي آنها مي¬گردد، لذا بررسي خصوصيات آنها از اهميت ويژه¬اي برخوردار است. استفاده از ساختارهاي كوانتومي نيمه¬هادي در سيستم¬ها و منابع نور تك فوتوني يكي از اجزاي اصلي طراحي سيستم¬هاي فوتونيك كوانتومي هستند و تلاش¬هاي زيادي براي مطالعه بر روي چنين منابعي صورت گرفته كه از بين آنها نقاط كوانتومي نيم¬رسانا به طور ويژه مورد توجه بوده و نقاط كوانتومي تعبيه شده در نانو سيم¬هاي نيم¬رسانا و ساير نانو ساختارهاي كوانتومي با سطوح انرژي و توابع موج مختلف، در نتيجه جذب و نشر فوتون¬هاي متفاوت، مي¬توانند كاربردهاي متنوعي داشته باشند. در اين مطالعه ابتدا خصوصيات الكتروني نانو ساختارهاي كوانتومي شامل نانو سيم و كره كوانتومي، دو سيم كوانتومي هم¬مركز و هم¬راستا، يك و دو نقطه كوانتومي كروي درون سيم كوانتومي و كره كوانتومي بررسي شده است. ساختارهاي داخلي از جنس اينديوم - آرسنايد و ساختارهاي بيروني از جنس گاليوم - آرسنايد مي¬باشد. حل عددي معادله شرودينگر با استفاده از نرم افزار كامسول انجام شده و نتايج به دست آمده شامل ويژه توابع و ويژه مقادير انرژي با نتايج به دست آمده از حل نظري و ساير كارهاي مشابه مقايسه شده است. همچنين برخي از ساختارهاي مورد اشاره را با تغييرات دما و فشار هيدروستاتيكي و درحضور ناخالصي مورد بررسي قرار داده و سپس با استفاده از معادله خود سازگار پواسون – شرودينگر براي نانو ساختارهاي مورد مطالعه با افزودن مقادير مختلف ناخالصي، اثر ناخالصي¬ها را بر خصوصيات الكتروني ساختار به دست آورده و با نتايج حاصل از حل معادله شرودينگر در شرايط حدي مقايسه مي¬گردد. نتايج به دست آمده نشان دهنده اين است كه تاثير تغييرات شعاع كره¬هاي داخلي و مقادير مختلف ناخالصي آلاييده شده در خصوصيات الكتروني نانو ساختارهاي تحت بررسي قابل توجه و تاثير دما از دماهاي پايين تا دماي محيط ناچيز مي¬باشد.

فصل اول آشنايي با نانوساختارها 2 1˗1 مقدمه3 1˗2 طبقه‌بندي انواع نانو ساختارها بر اساس ميزان محدوديت ابعاد مربوطه3 1˗3 مطالعات انجام شده6 1˗4 تخمين جرم موثر9 1˗5 نظريه نواري10 1˗6 ساختارهاي نامتجانس12 1˗7 نانو ساختارهاي نامتجانس13 1˗8 پتانسيل¬هاي محدود كننده14 1˗9 نرم افزار كامسول16 1˗9˗1 معرفي16 1˗9˗2 محيط نرم‌افزار17 1˗9˗3 تعيين ابعاد و هندسه18 1˗9˗4 ساخت شبكه (مش بندي)18 1˗9˗5 مرحله‌ي پردازش و پس‌پردازش19 1˗9˗6 دستگاه معادلات جفت شده19 فصل دوم بررسي معادله شرودينگر در نانو ساختارها و اثر تغييرات دما و فشار هيدروستاتيكي بر آن21 2˗1 معادله‌ي شرودينگر در نانو ساختارها22 2˗1˗1 حل معادله شرودينگر در دستگاه مختصات استوانه¬اي22 2˗1˗2 حل معادله شرودينگر در دستگاه مختصات كروي23 2˗2 اثر دما و فشار بر روي پارامترهاي ساختار25 2˗3 كاربردهاي نقاط كوانتومي28 2˗3˗1 نقاط كوانتومي براي ديودهاي ساطع كننده نور و كاربرد آن در نمايشگرها30 2˗3˗2 سلول¬هاي فتوولتائيك31 2˗3˗3 رساناها و حسگرهاي نور31 2˗3˗4 زيست پزشكي و محيط زيست32 2˗3˗5 كاتاليست¬ها32 2˗4 ويژگي¬هاي مواد بررسي شده33 2˗4˗1 گاليوم - آرسنايد33 2˗4˗2 اينديوم - آرسنايد34 فصل سوم محاسبات عددي خواص الكتروني نانو ساختارها با استفاده از حل معادله شرودينگر35 3˗1 نانو سيم كوانتومي36 3˗2 كره كوانتومي42 3˗3 كره كوانتومي درون سيم كوانتومي43 3˗4 سيم كوانتومي درون سيم كوانتومي46 3˗5 دوكره كوانتومي درون سيم كوانتومي49 3˗5˗1 اثر تغييرات شعاع يكي از كره¬هاي كوانتومي53 3˗5˗2 اثر تغييرات فاصله يكي از كره¬هاي كوانتومي56 3˗6 نقطه كوانتومي كروي درون كره كوانتومي56 3˗7 دونقطه كوانتومي كروي درون كره كوانتومي60 3˗8 اثر دما و فشار هيدروستاتيكي بر روي خصوصيات ساختار كوانتومي66 3˗8˗1 اثر دما و فشار هيدروستاتيكي بر روي دو كره كوانتومي هم مركز66 3˗8˗2 اثر دما و فشار هيدروستاتيكي بر روي دو سيم كوانتومي هم مركز71 3˗9 اثر ناخالصي هيدروژني بر خواص الكتروني نانوساختارهاي مختلف73 فصل چهارم معادله پواسون - شرودينگر در نانو ساختارها80 4˗1 سيم كوانتومي84 4˗2 . نقطه كوانتومي كروي87 4˗3 دوكره كوانتومي متقارن درون سيم كوانتومي89 4˗4 دونقطه كوانتومي كروي درون كره كوانتومي96 فصل پنجم نتيجه گيري و پيشنهادات102 5˗1 بحث و نتيجه گيري103 5˗2 پيشنهادات105 فهرست منابع106

1403/04/13

75420