دانلود پایان نامه ارشد الکترونیک - مطالعه نانوساختارهای مبتنی بر گرافین الگوسازی شده

[Mehdi.Aref 26,774]

موضوع پایان نامه : مطالعه نانوساختارهای مبتنی بر گرافین الگوسازی شده
مقطع: کارشناسی ارشد الکترونیک

چکیده
گرافین یک بلور دوبعدی از اتمهای کربن است که در آن اتمهای کربن با اربیتالهای پیوندی ، یک چیدمان شش ضلعی را تشکیل داده‌اند. از این رو، گاف انرژی بین نوارهای انرژی هدایت و ظرفیت وجود ندارد. عدم وجود گاف در ساختار نوارهای انرژی باعث می‌شود الکترونها مانند فرمیونهای بدون جرم نسبیتی رفتار کنند. در چنین سیستمی امکان کنترل هدایت توسط اعمال ولتاژ گیت خارجی وجود دارد اما امکان قطع هدایت وجود ندارد. بطور کلی مبنای بیشتر کاربردهای الکترونیکی، وجود گاف انرژی بین نوارهای هدایت و ظرفیت می‌باشد در نتیجه نمی‌توان از این ماده بطور مستقیم در طراحی ادوات کلیدزنی استفاده کرد. راه حل این مشکل، ایجاد گاف انرژي در نوارهای انرژی گرافین است. ايده ارائه شده در اين پايان نامه به منظور ايجاد گاف انرژي، ايجاد نقص‌هاي خنثي در بلور گرافين است. نقص‌هاي خنثي، فضاهاي خالي هستند كه در اثر حذف برخي اتمهاي كربن از شبكه گرافين، به وجود مي‌آيند. همچنین با الگوسازی مناسب این نقص‌ها در ساختار گرافین یک لایه، می‌توان گاف انرژی ایجاد شده در نقاط دیراک را کنترل کرد. بر این مبنا، جرم موثر فرمیونها در این نقاط نیز به تعداد و موقعیت نقص‌ها بستگی خواهد داشت. از آنجا كه حذف اتم كربن در شبكه گرافين ممكن است باعث ناپایداری در بلور گرافین شود، به سراغ گرافان می‌رویم. گرافان نیز یک بلور دوبعدی متشکل از سلولهای شش ضلعی است كه در آن هر اتم كربن با اربیتالهای پیوندی ، با سه اتم كربن و يك اتم هيدروژن پيوند دارد. می‌توان نشان داد با ایجاد نقص در ساختار گرافان توسط حذف اتمهایی از هیدروژن، امکان تنظیم گاف انرژی در این ماده وجود دارد. از آنجا که این ماده در حالت عادی دارای گاف انرژی است، امکان ایجاد یک پیوند بوسیله آلایش با آلاینده‌های شیمیایی وجود دارد. پارامترهای اولیه برای تحلیل چنین پیوندی استخراج شده است.

فهرست مطالب
فصل اول:آشنایی با گرافین
کشف گرافین
ویژگیهای الکترونیکی
ویژگی نوری
هدایت فتونی
ترابرد الکترونیکی
ترابرد اسپین
اثرات مغناطیسی
ویژگیهای حرارتی
ویژگیهای مکانیکی
پایداری بلو دوبعدی گرافین
فصل دوم: بررسی یک سیستم چند ذره ای
همیلتونی یک سیستم چندذره ای
نظریه اختلال جزئی
تقریب هارتری
مدل توماس-فرمی
تئوری تابع چگالی
پتانسیل یون ها
Norm-Conserving Pseudopotentials (NCPPs)
Hammann-Schluter-Chiang(HSC)
Bachelet-Hammann-Schluter (BHS)
مدل شبه پتانسیل برای اتم کربن بر مبنای روش BHS
فصل سوم: محاسبه نوارهای انرژی
روش همبستگی قوی
بررسی اربیتالهای پیوندی در ترکیبات کربنی
معرفی روش همبستگی قوی
بدست آوردن نوارهای انرژی شبکه گرافین
روش المان محدود
فصل چهارم:ایجاد نقص در شبکه گرافین
فصل پنجم: گرافان
فصل ششم: تحلیل یک پیوند P-N بر مبنای گرافان
جمع بندی
کارهای آینده

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام