بررسي ترابرد الكتروني و اسپيني در نانوساختارهاي دو بعدي

PhD

در سال هاي اخير، مواد دو بعدي بويژه گرافين توجه بسياري از دانشمندان را در زمينه هاي الكترونيكي و اسپينترونيكي به خود جلب كرده است. در اين پژوهش، خواص الكتروني و ترابرد الكتروني نانونوارهاي فسفرين سياه و ژرمانين تك لايه در چارچوب مدل تنگ بست مبتني بر فرمول بندي لاندائر بوتيكر و روش تابع گرين مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج حاكي از آنند كه خواص رسانش و وجود شبه حالت-ها در سامانه و گذار فاز فلز به نيمه هادي در نانونوارهاي زيگزاگ فسفرين و ژرمانين به شدت به تعداد و محل نقص ها، عرض نانونوار، بي نظمي هاي تهي جاي لبه اي و شكسته شدن تقارن زيرشبكه بستگي دارند. نكته مهم اينكه رسانايي در اطراف انرژي فرمي در نانونوار زيگزاگ فسفرين به دليل اختلال جايگزيدگي اندرسون ناپديد مي شود كه نتيجه مهمي را در مورد احتمال خنثي شدن رسانايي نزديك انرژي فرمي برجسته مي كند و باعث مي شود اين دسته از مواد براي استفاده كردن در ترانزيستور ديجيتالي مورد توجه قرار بگيرند. در ادامه، ويژگي هاي ترابرد وابسته به اسپين نانونوارهاي زيگزاگ فسفرين در حضور ميدان الكتريكي عمود، ميدان تبادلي و اثر اسپين-مدار راشبا بررسي كرده ايم. براي اين منظور، از روش تابع گرين غيرتعادلي براساس مدل تنگ بست استفاده مي شود كه توسط فرمول بندي لاندائر بوتيكر توصيف مي شود. تغيير بزرگي و جهت ميدان الكتريكي عمودي براي پيكربندي موازي و پاد موازي ميدان تبادلي در حضور اثر راشبا مي تواند حالت روشن/خاموش جريان، گاف نواري، قطبش اسپيني، چرخش اسپيني، و فيلتر اسپيني را در سيستم القا و كنترل كند. از نتايج بدست آمده مي توان براي ساخت نانوساختارهاي جديد و همچنين براي به حداكثر رساندن كارايي دستگاه هاي اسپينترونيك مبتني بر نانونوار زيگزاگ فسفرين استفاده كرد. سپس خواص ترابرد اسپيني نانونوارهاي زيگزاگ سيليكون كاربايد آلاييده شده با آلومينيوم را با استفاده از محاسبات ابتدا به ساكن و روش تابع گرين غيرتعادلي بررسي كرده ايم. فيلتر اسپيني تقريباً كامل (100٪) را براي سه مدل فرضي و ساختار آلاييده نشده در حالت فرومغناطيسي و در حضور ولتاژ باياس بدست آورده ايم. تنظيم ولتاژ آستانه، كارايي فيلتر اسپيني، رفتار مقاومت ديفرانسيلي منفي و اثر يكسوسازي را مي توان با جايگزيني Siبا اتم Al در نانونوارهاي زيگزاگ سيليكون كاربايد بدست آورد. اين نتايج ما را به درك جديدي از نانو دستگاههاي مبتني بر سيليكون كاربايد با كاربردهاي جذاب اسپينترونيكي سوق مي دهد.

205747

دانشگاه علم و صنعت ايران

فيزيك

اميرحسين احمدخان كردبچه