GHASSEM ANSARIPOUR

آشکارسازهای نوری برای طیف های فروسرخ دور (FIR) و تراهرتز (THz) به طور متعارف از نیم رساناهای گاف باریک و ساختارهای چاه کوانتومی ساخته می شوند. عملکرد این آشکارسازها بر اساس ساختارهای چاه کوانتومی با گذارهای درون نواری (بین نواری) الکترون یا حفره همراه است. امروزه با استفاده از ترانزیستور اثر میدان نانونوار گرافنی، آشکارسازهایی مؤثر در محدوده FIR و THz طیف نوری طراحی و ساخته می شود. توانایی تغییر گاف انرژی نانو نوار گرافنی با تغییر عرض نانو نوار به ساخت آشکارسازهای نوری چند رنگ کمک کرده است. در این پایان نامه عملکرد یک فوتوترانزیستور نانونوار نیم رسانای گرافنی، مطالعه و بررسی می شود. هم چنین، بعضی مشخصات آن مانند جریان فوتونی، جریان تاریک و پاسخ دهی آن را محاسبه و رسم کرده ایم. بازده کوانتومی، پاسخ دهی و جریان نوری این آشکارسازها مقادیر بالاتری از آشکارسازهای سنتی نظیرشان را نشان می دهند.

نیاز به افزاره های عمل کننده در دمای اتاق و آشکارسازهای تابش در محدوده تراهرتز (THz2-10/0) وجود دارد. این نیاز توسط پیشرفت سریع علوم و فناوری های تراهرتز در گستره ای از نجوم تا زیست امنیتی ایجاد می شود. با توسعه برآرائی پرتو مولکولی (MBE) کنترل شده توسط رایانه، رشد ابرشبکه های نیمه رسانا از مرتبه یA^° 102 امکان پذیر است. این ثابت شبکه بزرگ و در نتیجه آن تقسیم نوارها به گاف های کوچک این امکان را فراهم کرده تا رفتارهای غیراهمی میدان بالا مشاهده شود. این اثر می تواند به برهم کنش الکترون ها با فونون های نوری یا به پاشندگی بین دره ای مانند اثر گان مرتبط باشد. اثر رسانندگی دیفرانسیلی منفی (NDC) از تعداد زیادی الکترون در نزدیک لبه مرزی گاف کوچک ناشی می شود. با نزدیک شدن الکترون ها به لبه گاف کوچک سرعت آن ها کاهش می یابد و این کاهش سرعت موجب اثر NDC)) می-شود. در این پایان نامه اثر رسانندگی دیفرانسیلی منفی در ابر شبکه های نیمه رسانا مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور نحوه ساخت و کاربردها و ویژگی های نیمه رساناها و ابرشبکه ها از قبیل گالیوم آرسناید به عنوان یک ابرشبکه نیمه رسانا مورد مطالعه قرار گرفت. رفتار رسانندگی منفی برای پتانسیل های مختلف دیواره، سهموی و سینوسی در فرکانس های مختلف مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. در این راستا نوسان های بلاخ برای دو مدل ریز نوار سهموی و سینوسی با یکدیگر مقایسه شدند.

رافن ماده آلی با ساختار دو بعدی ، یک لایه شش ضلعی منتظم بوده و به علت داشتن خواص فوق العاده در رسانندگی و تحرک بالای حامل بار ماده ای منحصر به فرد است . این سامانه جدید حالت جامد به واسطه این خواص فوق العاده را می توان جایگزینی مناسب برای سیلیکون در نسل بعدی قطعه های فوتونیک و الکترونیک در نظر گرفت . از زمان ساخت نانو لایه های گرافنی علاقه فراوانی برای طراحی شبه یک بعدی نانو نوار های گرافنی بوده است. به هر حال ترابرد حامل ها در نانو نوارهای گرافنی هنوز مورد توجه زیادی قرار نگرفته و برای بهینه سازی خواص ترابردی لازم است منابع مهم پراکندگی حامل ها شناسایی شوند. در این کار پژوهشی برخی از ساز و کارهای مهم پراکندگی موثر بر ترابرد حامل ها مانند پراکندگی زبری لبه ای و پراکندگی فونون آکوستیکی در یک افزارۀ نانو نوار گرافنی مورد مطالعه قرار گرفته است .یافته های پژوهشی ما نشان می دهد که هر دو پراکندگی قابل مقایسه با یکدیگر بوده و دارای اهمیت می باشند. محاسبات نشان می دهد که پراکندگی غالب در دماهای پایین و در دماهای بالا به ترتیب پراکندگی زبری لبه ای و پراکندگی فونون آکوستیکی بوده و به پهنای نانو نوار و محل تراز فرمی وابسته می باشند.

امروزه، ویژگی های فونون ها در گرافن توجه بسیاری از پژوهشگران را به شکل شگفت انگیزی به خود معطوف کرده است. نرخ های پراکندگی و پاشندگی انرژی، به عنوان خواص ترابردی فونون ها، در یک سیستم شبه دوبعدی مانند گرافن در مقایسه با بلورهای کپه ای سه بعدی یا صفحات پایه در گرافیت هم از نظر تئوری و هم از نظر تجربی تفاوت اساسی دارند. در این پژوهش، با استفاده از تقریب کلمنز و لحاظ پارامترهای گرونایزن برای شاخه های فونون طولی و عرضی، رسانندگی حرارتی شبکۀ گرافن مورد مطالعه قرار گرفته است. محاسبات نشان می دهد که رسانندگی گرمایی گرافن با افزایش ابعاد صفحات گرافن بزرگ شده و هنگامی که اندازه ورقه ها در حد چند میکرون باشد، از مقدار آن برای گرافیت کپه ای بیشتر می شود و طبیعت دوبعدی ترابرد فونون در گرافن رانشان می دهد. این نتایج شبیه داده های نظری و تجربی اخیر است.

در حالی که مطالعات ترابردی منتشر شده پیشین بر روی خواص توده ای متمرکز بود، پیش بینی موثر دستگاه های ناهمگون دو بعدی(2D) مستلزم مدل سازی دقیق آثار حبس کوانتومی حامل ها در کانال های دو بعدی است. این یک شرط لازم برای درک، پیش بینی و بهینه سازی آثار آلایش دور، زبری فصل مشترک یا وابستگی حرارتی تحرک الکترون است. در این پژوهش سازوکارهای پراکندگی صوتی، پراکندگی ناخالصی دور، پراکندگی فصل مشترک، پراکندگی پتانسیل تغییر شکل و پراکندگی در رفتگی و اثر آن ها بر تحرک گاز الکترون دو بعدی در ساختار چند لایه ای مدوله آلاییده ناهمگون مورد مطالعه قرار گرفته است. نمودار تغییرات تحرک الکترون ها در این ساختار بر حسب چگالی الکترون صفحه ای و دما برای مقادیر مختلف پهنای چاه کوانتومی، پهنای لایه تهی، چگالی ناخالصی و پتانسیل تغییر شکل محاسبه و رسم شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پراکندگی در رفتگی در دمای پایین سازوکار پراکندگی غالب بوده و تحرک گار الکترونی دو بعدی قویا متاثر از دانسیته در رفتگی ها می باشد.

داده های تجربی نشان می دهند که عمدتا در سیستم های نیمه هادی دو بعدی کم تراکم با تحرک بالا، مقاومت ویژه فلزی دارای ناهنجاری می باشند. در دماهای پایین TF ≤ T جایی که TF=EF/kT فرمی است سازوکار اصلی پراکندگی در مقاومت ویژه به علت بی نظمی ناخالصی ناشی از ناخالصی های ناخواسته زمینه و یا آلایشگرهای خواسته در لایه مدوله آلاییده می باشد. در این پژوهش، به مطالعه ی پراکندگی حامل⁃فونون و حامل⁃ناخالصی در یک دستگاه نیمه هادی دو بعدی پرداخته شده است. وابستگی دمایی ویژگی های مواد دو بعدی سیستم های GaAs با درنظر گرفتن اثرات پراکندگی فونون⁃آکوستیکی و پراکندگی ناخالصی بررسی شده و در محدوده دمایی (100K ≤ T ≤ 3) مقدار تحرک و مقاومت ویژه برای مقدارهای مختلف پتانسیل تغییر شکل D و چگالی حامل های دو بعدی n محاسبه و رسم شده است که این پدیده ها به دما وابسته هستند. همچنین، مقدار تحرک و مقاومت ویژه نیز مطالعه شده است. نشان داده ایم که تحرک حامل ها عمدتا توسط پراکندگی ناخالصی و پراکندگی فونون محدود می شود.

چکیده: در این پایان نامه هدف مطالعه تحرک حامل ها در یک دستگاه نانونوار شبه تک بعدی گرافنی می باشد. با توجه به ساختار نواری گرافن ساختار نواری نانو نوار گرافن را رسم و تاثیر لبه و عرض نانو نوار را در رسانا و نیمه رسانا بودن آن مشاهده کرده ایم و با لحاظ ساختار نواری سهمی شکل در نزدیکی نقطه دیراک به بررسی خواص ترابردی نانو نوار پرداخته ایم. رسانایی، پارامتر مهمی که ویژگی ترابرد الکترون را تعریف می کند، برای دستگاه نانونوار گرافن محاسبه شده و مشاهده می-گردد که کمترین رسانایی در نقطه دیراک که ولتاژ گیت با ولتاژ آستانه برابر است، رخ می دهد و کاهش دما و عرض نانو نوار موجب کاهش رسانایی می گردد. مدل تحلیلی تحرک با استفاده از رویکرد رسانایی و مدل درود توسعه یافته است. همچنین تحرک محاسبه شده و مشاهده می گردد که کاهش طول و عرض نانونوار، باعث کاهش تحرک می شود. همچنین بیشترین تحرک در نقطه دیراک یا نقطه بدون بار، رخ می دهد. با توجه به رسانایی و تحرک بالای مشاهده شده حامل ها برای نانونوار گرافن و همچنین داشتن خاصیت فلزی و نیمه فلزی، نانونوارگرافن می تواند به عنوان ماده کانال در ترانزیستورهای اثر میدان و اتصالات در مدارهای یکپارچه مورد استفاده قرار گیرد و نوید دهنده ی ترانزیستور هایی با سرعت بالا در آینده می شود.

ساختارهای یک بعدی مانند سیم های کوانتومی به دلیل خواص فیزیکی شان و نیز پتانسیل آن ها در کاربرد افزاره ها، توجه زیادی به خود جلب کرده اند. با پیشرفت تکنولوژی برآرایی پرتو مولکولی نیمرسانا موضوع ساخت ساختارهای چاه کوانتومی که در آن الکترون محدود به حرکت در یک یا دو بعد شده اند را ممکن ساخته است. حرکت الکترون ها در چنین ساختارهای نیمرسانا محدود شده، منجر به آثار کوانتش اندازه شده است. در این پژوهش، تحرک محدود توسط پراکندگی ناخالصی یونیزه شده یا توزیع یکنواخت ناخالصی از راه دور برای یک دستگاه نیمرسانا یک بعدی مانند نانوسیم گالیوم آرسناید، ایندیم فسفات و ایندیم آرسناید نوع n مورد بررسی قرار داده که ابتدا محاسبه و سپس رسم کرده ایم. اثر پارامترهای فیزیکی مربوطه متفاوت از قبیل دما، شعاع و چگالی ناخالصی بر روی تحرک پذیری بررسی شده است. در محاسبه تحرک سیم های نیمرسانای باریک، باید ساختار ترازهای الکترون ها در مواد نیمرسانا شناخته شده باشد. بنابراین تراز انرژی غیر سهمی الکترون ها در نیمرسانا سبب تغییر پدیده های فیزیکی در ساختارهای نیمرسانا با ابعاد کمتر (تک بعدی یا دو بعدی) خواهد شد. نتایج عددی نشان می دهد که تحرک محدود به دلیل پراکندگی ناخالصی پس زمینه با افزایش دما، یکنواخت و به آرامی افزایش می یابد، در حالی که تحرک محدود به دلیل پراکندگی از ناخالصی های از راه دور به سرعت با دما افزایش می یابد. همچنین نشان داده شده است که تحرک برای هر دو ناخالصی با افزایش شعاع سیم کاهش می یابد و با افزایش چگالی تحرک افزایش می یابد.

خواص عالی ترابردی واپتیکی گرافن توجه زیادی را به کاربردهای ممکن این ماده در الکترونیک واپتو الکترونیک نانومقیاس به خود جلب کرده است. مدوله کردن الکتروستاتیکی کانال گرافن از طریق دروازه ها افزارههای اثرمیدان دو بعدی امید بخشی برای کاربردهای آنالوگ و رادیوفرکانسها نتیجه میدهد. این دستگاههایی به طور آرمانی در محدودهی اشباع عمل میکنند. در واقع نشان داده شده است که جریان با افزایش میدان چشمه - دررو وبه چند ولت در میکرون به اشباع میرسد. در حالی که پراکندگی کشسان، تحرک میدان پایین را تعیین میکند، اشباع سرعت به پراکندگی نا کشسان توسط فونون های قطبی سطحی بسترهای قطبی ویا فونونهای اپتیکی گرافن ذاتی مربوط میشود. عالوه بر نامشخص بودن طبیعت سازوکار پراکندگی ناکشسان، گرم شدن فوق العادهی دستگاههای گرافنی که درشرایط ولتاژ باالعمل میکنند مورد انتظار است. این امر اخیرا در طیف سنجی رامان اندازه گیری شده است. به هر حال دانسیته های کمی در مورد نقش خود- گرمایش و پراکندگی کشسان برجریان اشباع در اختیار است.

اخیرا خواص حرارتی نانوساختارهای نیمرسانا و ابرشبکه هاتوجه زیادی را به دلائل زیر به خود معطوف کرده است. اولا کاهش پیوسته ی ابعاد مدارها و افزاره های میکرو الکترونیک که باعث افزایشی در توان اتلافی در واحد سطح تراشه ی نیمه هادی می شود. در نتیجه تاثیر آثار اندازه روی رسانش گرمایی برای طراحی افزاره و قابلیت اعتماد به آن بسیار حائز اهمیت خواهد بود. ثانیا ساخت مواد ترموالکتریک که به صورت ساختار های جدید کوچک اتومی پدیدار شدند. به هرحال کاهش رسانش گرمایی منجر به بهبود کارائی افزاره های ترموالکتریک می شود. در این کار پژوهشی خواص گرمایی یک ساختار دوبعدی نیمه هادی مانند چاه کوانتومی Si یا Ge با لحاظ نرخ واهلش فونون در فرآیندهای پراکندگی واگرد، پراکندگی مرزی و پراکندگی اختلاف جرم را بررسی کرده و رسانش گرمایی را محاسبه و رسم کردیم. نشان داده ایم که هدایت حرارتی می تواند با تنظیم ضخامت لایه ی جداگر تعدیل شود. همچنان دیده شده است که هدایت حرارتی لایه چاه با ضخامت لایه جداگر افزایش می یابد. نتایج حاصل می تواند برای بهبود هدایت حرارتی در نانوساختارها استفاده شود.

در این پژوهش پاسخ ایستای یک گاز الکترونی دو بعدی در حضور یک زمینه ی ناهمگن و متناهی با استفاده از پتانسیل استتار و تابع موج فنگ و هوارد که برای حامل ها در چاه کوانتومی مثلثی لایه وارون مناسب است تعیین می شود. این کار از طریق محاسبه و رسم تابع استتار 2DEG بر حسب پارامترهای مختلفی چون ضریب دی الکتریک κ، و ضخامت لایه میانی انجام می شود. نشان داده ایم که لحاظ محیط دی الکتریک در استتار الکترونی در محاسبه دقیق خواص ترابردی افزاره های نیم رسانای نانوساختار لازم است. نمودارهای تغییرات تابع استتار 2DEG بر حسب استاتیک گاز الکترون دو بعدی به صورت تابعی از ضریب دی الکتریک K و ضخامت لایه دی الکتریک و دما برابر ضخامت های مختلف لایه میانی و Koxهای مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است.

چکیده: در این پایان نامه، هدف از مطالعه پراکندگی غالب و محدود کننده تحرک در یک دستگاه نیمه هادی یک بعدی مانند نانوسیم گالیوم آرسناید می باشد. این پراکندگی ها شامل پراکندگی فونونی نظیر پراکندگی فونون های اکوستیکی از طریق جفت شدگی پتانسیل تغییر شکل، پراکندگی فونون های اکوستیکی از طریق جفت شدگی پیزوالکتریک و پراکندگی فونون های اپتیکی قطبی بوده که ابتدا محاسبه و سپس رسم کرده ایم. پراکندگی غالب در دمای اتاق در یک نیمه هادی کپه ای (سه بعدی) با توجه به نوع آن پراکندگی فونون اپتیکی قطبی و غیرقطبی به ترتیب در نیمه هادی های مرکب و در نیمه هادی هایی نظیر Si و Ge می باشد. درحالی که در دمای پایین (K4) حتی در نیمه هادی کپه ای با خلوص بالا فرآیند غالب، پراکندگی ناخالصی یونیده می باشد، در نیمه هادی دوبعدی جایی که الکترون ها در صفحه ای که ضخامتش از مرتبه ی 100 آنگستروم است، مسئله متفاوت می باشد. در اینجا می توان با استفاده از آلایش مدوله شده ناخالصی های دهنده را در خارج از این صفحه قرار داد به طوری که حداقل در دماهای پایین بتوان تحرک فونون ها را افزایش داد. نشان داده ایم که در دماهای پایین بر خلاف نیمه هادی های کپه ای نمی توان از پراکندگی فونون های (اکوستیکی) در نیمه هادی های یک بعدی چشم پوشی کرد. در نیمه هادی های دوبعدی نیز مسئله شبیه نیمرسانا های یک بعدی است.

چکیده گرافیت دوبعدی (گرافن) را اغلب به دلیل چگالی حالات حذف شده در انرژی صفر متناسب با توان خطی انرژی، نیمه رسانای با شکاف انرژی صفر می نامند. تا به حال بیشتر نگرش های آغازین بر روی موارد مهم سازوکارهای پراکندگی محدود کننده رسانندگی دمای پایین در گرافیت دوبعدی و در نقطه "دیراک" متمرکز بوده است. در این کار پژوهشی ابتدا نظریه انتقال بولتزمان را برای یک لایه گرافیتی دوبعدی فرمولبندی و ارائه نموده و سپس با استفاده از آن پراکندگی محدود کننده رسانش بررسی می شود. در اینجا تنها پراکندگی محدود کننده تحرک را پراکندگی پتانسیل تغییر شکل ناشی از فونون های اکوستیکی گرمایی شبکه در نظر می گیریم. هم چنین با توجه به چارچوب نظری مورد استفاده در این تحقیق نمودار زمان واهلش, مقاومت ویژه و پراکندگی پتانسیل تغییر شکل ناشی از فونون های اکوستیکی گرمائی شبکه را بر حسب کمیاتی نظیر دما و چگالی حامل های صفحه ای مطالعه کرده و آنها را محاسبه و رسم کرده ایم.

چکیده: در این پایان نامه رسانندگی گرمایی را در دستگاههای یک بعدی ، شامل نانوسیم های نیم رسانا با جنس سیلیسیوم و گالیوم آرسنیک محاسبه و رسم کرده ایم. روشی که در پیش گرفته شده است حل معادله بولتزمن برای پراکندگی فونونی می باشد. در مواردی که پراکندگی خالص فصل مشترک باشد ، رسانندگی هم در نانوسیم سیلیسیومی و گالیوم آرسنیکی مقدار بیشتری را نشان می دهد. رسانندگی با افزایش قطر نانوسیم افزایش می یابد. دو مدل متفاوت برای رسانندگی در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته اند. مدل اول حل معادله بولتزمن و یافتن جواب ها با تقریب زمان واهلش است و دیگری حل خود سازگار معادله بولتزمن می باشد. جوابها در این دو حل با هم تلفیق شده اند.. نتایج بدست آمده نشان می دهند که رسانندگی گرمایی در نانو سیم های نیم رسانا کمتر از مقادیر نظیرشان در دستگاههای حجیم است ، نیز نشان داده ایم که رسانندگی گرمایی نانوسیم گالیوم آرسنیک از مقدار مشابه آن در نانوسیم سیلیسیوم کمتر است .

با بررسی نظریه ی ناخالصی های کولنی در گرافن مشاهده می شود که ناخالصی های کولنی از لحاظ کیفی رفتاری متفاوت با پراکنده کننده های بازه کوتاه، مانند نواقص نقطه ای و یا تهی- جاها دارند.. گمان می رود ناخالصی های موجود در سطح گرافن مسئول ایجاد گودال های الکترون _ حفره ی مشاهده شده در نزدیکی نقطه ی دیراک باشند. در نتیجه بسیار محتمل است که ناخالصی های باردار نزدیک به سطح گرافن، و زیرلایه به جای توزیع تصادفی، به صورت خوشه ای توزیع شده باشند. پراش ناخالصی باردار مسئول وابستگی خطی شناخته می شود. علاوه بر این حداقل رسانش غیر فراگیر (یا رسانش پسماند) در نزدیکی نقطه ی دیراک از حضور ناخالصی های باردار ناشی شده و تابعی از چگالی ناخالصی بارداراست. در این پژوهش ابتدا تابع پلاریزاسیون استاتیک در گرافن محاسبه شده و از آن برای مطالعه ی تأثیر ناخالصی باردار بر رسانش استفاده می شود. ابتدا اثر استتار را برای یک تک ناخالصی کولنی توصیف و اثر کلی چگالی میانگین را در گرافن در حضور تعداد زیادی از ناخالصی ها، بررسی می کنیم.

چکیده چند سالی است که گرافین به یکی از جالب توجه ترین سوژههای دنیای فناوری تبدیل شده است؛ مادهای سختتر از الماس، رساناتر از مس و با شفافیتی بالا که میتواند به بسیاری از عرصههای علم و فناوری نفوذ کند. نمودی از اهمیت گرافین را میتوان در اختصاص جایزه نوبل فیزیک به دو دانشمندی که مطالعات خود را بر آن متمرکز کرده بودند دانست؛ مادهای که به گفته کنستانتین نووسلوف یکی از دو دانشمند مذکور، به مثابه یک معدن طلا است . از زمان جداسازی گرافین در سال 2114 کاربردهای گرافین در زمینه های گوناگونی مانند الکترونیک،کامپوزیت ها، حسگرها، کاتالیست ها و سیستم های مرتبط با انرِژی مورد توجه قرار گرفته است. گرافین نیمرسانای دو بعدی باند صفر با همپوشانی کم بین نوار ظرفیت و رسانش است که اثر میدان الکتریکی دو قطبی قوی با چگالی حامل -2 cm 1113 دارد. گرچه استفاده از گرافین در ترانزیستورهای اثر میدانی به وسیله گاف انرژی صفر محدود می شود اما این مواد ویژگی حمل بار الکتریکی خوبی دارند . گاف انرژی صفر باعث دشواری ساخت ترانزیستور اثرمیدانی با جریان روشن/ خاموش بالا و جریان اشباع با ولتاژ دررو بالا می شود. لذا فرآوری گرافین به صورت نانونوار با پهنای کمتر از 11 نانومتر می تواند برای کاربردهای اثرمیدانی در دمای اتاق مناسب باشد. اما متاسفانه قطعات ساخته شده مبتنی بر نانونوار گرافینی جریان راه اندازی پایینی دارند که آنها را برای کاربردهای عملی نامناسب می کند. در این پایان نامه یک مدل تحلیلی برای ترانزیستور اثرمیدانی بر اساس دگرشکلی که شامل آرایشی از نانونوارهای آرایش یافته بین دروازه پایینی و دروازه بالایی است را، ارائه داده ایم. معادلات حاکم بر این مدل شامل معادلات پواسون در یک تقریب غیر موضعی ضعیف است. با استفاده از این مدل تحلیلی ما به فرمولبندی واضحی برای توزیع فضایی پتانسیل الکتریکی در امتداد طول کانال و همچنین برای مشخصه های جریان ولتاژ ترانزیستور نانونواری گرافینی در ازای پارامترهای هندسی متفاوت می رسیم. به این صورت که ابتدا توزیع پتانسیل در ناحیه فعال ترانزیستور برای ولتاژهای دروازه بالایی و دررو متفاوت محاسبه شده و سپس تاثیر طول های مختلف دروازه بالایی روی توزیع پتانسیل درقالب نمودارهایی رسم شده است. همچنین مشخصه های جریان – ولتاژ بر حسب ولتاژهای دررو متفاوت محاسبه و رسم شده است. و در نهایت نشان دا

در این پایان نامه با استفاده از یک مدل خود سازگار، تابع استتار گاز الکترونی نانوسیم های نیمرسانا InAs وZnO پوشیده شده با محیط دی الکتریک هوا، ,HfO2 ,SiO2 TiO2را محاسبه کرده ایم. نشان می دهیم هنگامی که این نانوسیم ها با محیطی باثابت دی الکتریک بالا (بزرگتر از ثابت دی الکتریک نانوسیم نیمرسانا) پوشش داده شود، استتار بارهای آزاد درون ساختار نانو کاهش می یابد. در حالی که در محیطی با ثابت دی الکتریک کوچک (کوچکتر از ثابت دی الکتریک نیمرسانا) قدرت تابع استتار افزایش می یابد. هم چنین رفتار تابع استتار بر حسب تغییرات شعاع، چگالی حامل نانوسیم و دی الکتریک محیط در دمای هلیوم مایع و در گستره دمای 300-4 کلوین مورد پژوهش قرار داده ایم. همچنین نشان داده ایم افزایش دما قدرت استتار را کاهـش می دهد ولی این تغییر در نانوسیم هایی که با محیطی با ثابت دی-الکتریک بالا پوشانده شده اند کمتر است. پوشش یک نانوسیم نازک بامحیط دی الکتریکی با ثابت دی الکتریک بالا پراکندگی کولنی را کاهش داده در نتیجه باعث افزایش تحرک الکترونها در دماهای معین درون نانوسیـم می شود.

در این تحقیق به طور نظری خواص ترابردی الکترون در نانولوله های کربنی که تحت تاثیر میدان الکتریکی اعمالی dcوac( با شرط ωτ<<1 ) بااستفاده ازمعادلات چگالی جریان که با حل معادله بولتزمن به دست می آیند مورد مطالعه قرار می دهیم.سپس نمودار تغییرات چگالی جریان بر حسب میدان الکتریکی در نانولوله های کربنی را رسم نموده, بیشیه چگالی جریان و ناحیه رسانندگی دیفرانسیلی منفی را تعیین می کنیم.

خواص گرمایی هم در گرافن تک لایه ای وهم در گرافن چند لایه ای از لحاظ نظری و تجربی جالب توجه بوده است. نشان داده شده است که خواص گرمایی گرافن به خاطر طبیعت منحصر به فرد دو بعدی فونونها رفتار ویژه ای دارد. در پژوهش های انجام شده به لحاظ کاربردهای الکترونیکی و فوتونیکی توجه اصلی بر روی انتقال حرارت در گرافن در دمای اتاق بوده است. در این کار پژوهشی با لحاظ رسانندگی گرمایی فونونی گرافن تک لایه ای و دماهای موثر مشخصه ی پویش آزاد میاتگین فونون‚ تغییرات ضریب رسانندگی گرمایی را در دماهای مختلف به طور عددی محاسبه و رسم می کنیم.