عنوان
تحليل و بررسي زمان هاي تونل زني درنگ و رسانش هاي وابسته به اسپين در سد هاي كوانتومي فسفرين
نويسنده اصلي
حامد هدايتي خليل آباد
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
در سال هاي اخير بررسي خواص ترابردي، ساز و كار هاي تونل و به خصوص زمان هاي تونل زني در عبور از سد هاي پتانسيل مبتني بر ساختار هاي دو بعدي نظير گرافين و سيليسين مورد اهميت ويژه اي قرار گرفته است. اما گاف صفر گرافين و محدوديت جانشاني سيليسين بر روي زير لايه ي فلزي، كاربرد اين دو ماده را در مدار هاي نانو الكترونيكي محدود مي كند. اما فسفورين به عنوان يك نيم رسانا با تحرك بالاي حامل ها، گاف نواري قابل تنظيم و خواص ناهمسانگردي بالا مي تواند كانديد مناسبي در استفاده در تكنولوژي نيم رسانا باشد. ما در اين رساله با استفاده از تقريب تنگ بست عبور شبه الكترون ها را از سد پتانسيل مبتني بر ساختار تك لايه ي فسفورين در حضور بر هم كنش تبادلي، بررسي كرده ايم. ما با يافتن توابع موج شبه اسپينوري در نواحي داخل و خارج سد پتانسيل، عبارات تحليلي، فشرده و دقيقي براي نرخ عبور و باز تاب،زمان درنگ در سد و نيز رسانندگي سيستم ارائه كرده ايم. همچنين در يك بررسي ديگر توسط نظريه ي 4 نواري مبتني بر مدل تنگ بست، ترابرد الكتروني،رسانندگي و زمان درنگ در سد پتانسيل را در ساختار فسفورين دولايه بررسي كرده ايم.
نتايج ما نشان مي دهد كه براي تك لايه ي فسفورين، در انرژي هاي بيشتر از ارتفاع سد، به ازاي محدوده ي وسيعي از زواياي فرود بر سد، نرخ عبور كامل است (سد شفاف است). همچنين ما نشان داده ايم كه اسپين ذره علاوه بر پارامتر هاي قابل تنظيمي مانند ضخامت سد، انرژي فرودي و ارتفاع سد، نقش مهمي در زمان تونل زني در سيستم دارد. همچنين حاصل تحقيق ما براي فسفورين دولايه بيان گر آن است كه با اعمال يك باياس القايي بين لايه اي مي توان شاهد پديده هاي جديدي مانند تونل زني آنتي – كلين در عبور از سد پتانسيل بود. از طرفي محاسبات ما نشان مي دهد كه با تنظيم اين باياس مي توان شاهد ظهور و يا حذف اين اثر در باياس هاي مشخصي بود. از طرف ديگر وجود اين باياس باعث ظهور 8 كميت عبور و بازتاب (به جاي 2 كميت عبور و بازتاب در تقريب دو نواري) در سيستم مي شود. علاوه بر اين ما ثابت كرده ايم كه با تنظيم باياس بين لايه اي، مي توان با دقت بالايي رسانندگي سيستم را كنترل كرده و زمان تونل زني از سد را تغيير دهيم. ما نشان داده ايم كه در حالت باياس صفر، يك نظريه ي دو نواري (مانند حالت فسفورن تك لايه) براي توصيف ويژگي هاي ترابردي سيستم كافي است. ما در سراسر اين تحقيق مقايسه ي جامعي را بين خواص ترابردي و زمان درنگ، بين فسفورين و گرافين انجام داده ايم.
شماره ركورد
192568
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
ﻓﻴﺰﻳﮏ ﺣﺎﻟﺖ ﺟﺎﻣﺪ
استاد راهنما
دكتر سيد ادريس فيض آبادي