قاسم انصاری پور

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 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