75386

كارشناسي ارشد

فيزيك.زمينه حالت جامد

شيراز

1397

1397/04/20

16/5

كازراني وحداني.محمدرضا

قرايتي.عبدالرسول

75-79ص

79-80ص

Nanostructure Bulk Structure Quantum Size Effects

شيراز

نقطه¬هاي كوانتومي در اثر محدود شدن سه بعدي حامل¬هاي بار در نيم¬رساناها بوجود مي¬آيند. در يك «نقطه كوانتومي نيم¬رساناي دو بعدي»، الكترون‌ها در يك پتانسيل دو بعدي محدود عرضي حركت مي¬كنند. در اغلب بررسي¬ها اين پتانسيل دو بعدي به صورت پله اي در نظر گرفته مي-شود. اما از آنجا كه براي نقطه¬ي كوانتومي مرز تيز و مشخصي وجود ندارد، در نظر گرفتن پتانسيل پله¬اي براي بررسي خواص كوانتومي آنها دقيق نمي¬باشد. به همين دليل پتانسيل¬هاي مختلفي پيشنهاد شده است كه از ميان آنها مي¬توان از پتانسيل¬هاي ديسك باردارنام برد. در اين پايان نامه ساختار الكتروني نقطه¬هاي كوانتومي دو بعدي را با استفاده از پتانسيل¬هاي محدود ¬شدگي ديسك باردار محاسبه مي¬كنيم. به اين منظور انرژي حالت¬هاي مختلف انرژي را در اين نقطه¬هاي كوانتومي به صورت تابعي از شعاع¬ها و ارتفاع¬هاي مختلف ديواره¬ي نقطه¬ي كوانتومي مورد بررسي قرار داده¬ايم. نتايج بيانـگر اين موضوع مي¬باشد كه افزايش شعاع نقطه-هاي كوانتومي در تمام موارد باعث كاهش انرژي تمام ترازها و ميل آنها به انرژي حالت كپه¬اي ماده مي¬شود. همچنين كاهش شعاع نقطه¬هاي كوانتومي نيز سبب افزايش انرژي تراز¬ها و ميل آنها به مقدار پتانسيل ديواره مي¬شود كه اين در واقع به معناي آزادي الكترون از قيد نقطه¬ي كوانتومي و حركت آزادانه¬ي آن¬ها در محيط خارج از نقطه¬ي كوانتومي مي¬باشد.همچنين براي شعاع¬هاي بزرگ¬تر انرژي ترازهاي اين دو پتانسيل با سرعت كمتري به صفر ميل مي¬كند. بررسي تابع موج¬هاي اين ترازها نيز مطالب بالا را تأييد مي¬كند. افزايش ارتفاع ديواره¬ي پتانسيل در شعاع ثابت همچنين سبب افزايش انرژي و مقيد شدن بيشتر حامل¬ها به نقطه¬ي كوانتومي مي-شود.

فهرست مطالب عنوان صفحه چكيده 1 فصل اول مقدمه2 مقدمه 3 1-1- مقدمه اي بر نانو 4 1-1-1- فناوري نانو4 1-1-2- نانوتكنولوؤي5 1-2- مواد نانوساختار6 1-3- خواص مواد درنانوساختار7 1-4- ساختارهاي كوانتومي 8 1-4-1- چاه كوانتومي 9 1-4-2- سيم هاي كوانتومي و كاربرد آن ها 9 1-4-3- نقطه كوانتومي و كاربردآن11 1-4-4- چاه كوانتومي نوع Iو نوع II 13 1-5- نوارهاي انرژي 15 1-6- خواص الكتروني نقاط كوانتومي 17 1-7- هدف تحقيق19 فصل دوم نقاط كوانتومي نيم رساناي كم الكترون دو بعدي با پتانسيل هاي مختلف20 مقدمه21 2-1- ترازهاي انرژي 21 2-1-1- ساختار نواري اجسام رسانا، نارسانا و نيمه‌رسانا در نظريه‌ي نواري24 2-2- خواص اساسي نيم رساناها26 2-3- تقريب جرم مؤثر28 2-4- نقاط كوانتومي نيم رساناي 2 بعدي31 2-5- پتانسيل هاي متداول نقاط كوانتومي 2 بعدي31 2-5-1- پتانسيل سهمي وار همسانگرد31 2-5-2- پتانسيل سهمي وار غير مدور ناهمسانگرد 32 2-5-3- پتانسيل سهمي وار ناقص34 2-5-4- پتانسيل الكترواستاتيك ديسك باردار دو بعدي34 2-6- بحث و نتيجه گيري37 فصل سوم خواص نوري يك نقطه كوانتومي با پتانسيل ديسك باردار38 مقدمه39 3-1- توصيف فرآيندهاي اپتيك غيرخطي40 3-1-1- توليد هماهنگ مرتبه ي دوم41 3-2- فرمول بندي ماتريس چگالي43 3-3- حل مسئله ماتريس چگالي به روش اختلال49 3-4- محاسبه پذيرفتاري خطي با استفاده از ماتريس چگالي51 3-5- محاسبه پذيرفتاري غيرخطي مرتبه ي دوم با استفاده از ماتريس چگالي54 3-6- محاسبه ي پذيرفتاري غيرخطي مرتبه ي سوم با استفاده از ماتريس چگالي56 3-7- محاسبه ي تغييرات ضريب شكست و جذب64 3-8- بحث و نتيجه گيري66 فصل چهارم محاسبه خواص الكتروني و اپتيكي نقاط كوانتومي با پتانسيل ديسك باردار67 مقدمه68 4-1- معادله¬ شرودينگر در مختصات قطبي دو بعدي68 4-2- روش محاسبه ي ويـژه مقدارها:روش تفاضل نامتناهي70 4-3- بررسي ويژه مقادير نقاط كوانتومي نيم رساناي دو بعدي با پتانسيل ديسك باردار 70 4-3-1- پتانسيل الكترواستاتيك ديسك باردار70 4-4- رسم توابع موج نقاط كوانتومي نيم رساناي دو بعدي با پتانسيل ديسك باردار77 4-5- رسم نمودارهاي خطي و غيرخطي نقاط كوانتومي نيم رساناي دوبعدي با پتانسيل ديسك باردار79 4-6- بحث و نتيجه¬گيري86 فهرست منابع88 چكيده انگليسي92

1403/04/14

75431