پیشینه تحقیق معرفی ساختار‌های کوانتومی و نرم افزار COMSOL Multiphysics دارای ۲۳ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

۱-مقدمه‌۴
۱-۱ -معرفی وتاریخچه‌ی ساختار‌های کوانتومی۴
۱-۱-۱-چاه‌های کوانتومی و ابر شبکه‌ها۶
۱-۱-۲-سیم های کوانتومی۸
۱-۱-۳-نقاط کوانتومی۹
۱-۲-تقریب جرم موثر۱۱
۲-معرفی نرم افزار COMSOL Multiphysics13
۲-۱-مقدمه۱۳
۲-۲-محیط نرم‌افزار COMSOL Multliphysics14
۲-۳-تعیین ابعاد و هندسه۱۵
۲-۴-ساخت شبکه (meshing)16
۲-۵-مرحله‌ی پس‌پردازش(Post processing)17
۲-۶-حل معادله‌ی شرودینگر در کامسول۱۷
۳-منابع۲۰

منابع

[۱]   Harrison,P.(2005). Quantum Wells, Wires and Dots.Chichester: John Wiley & Sons, Inc.

[۲] Klimov,V.I.,.Mikhailovsky,A.A.(2000).”Optical Gain and Stimulated Emission in Nanocrystal Quantum Dots” Science, Vol. 290,No.5490, pp. 314-317.

[۳] Piprek,J.(2003). Semiconductor Optoelectronic Devices. San Diego, California: Academic Press.

[۴] Nag,B.R.(2002). Physics of Quantum well devices. New York: Kluwer Academic Publishers.

[۵] Singh, J. (2003). Electronic and Optoelectronic Properties of Semiconductor Structures.  New York: Cambridge University Press.

[۶] Paiella, R. (2006). Intersubband Transitions in Quantum Structures. McGraw-Hill: McGraw-hill Companies Inc.

[۷]  Tsu, R. (2005). Superlattice to Nanoelectronics. Amsterdam: Elsevier Ltd.

[۸] May, G. S., Sze, S. M. (2004). Fundamentals of Semiconductor Fabrication. New York: John Wiley & Sons, Inc.

[۹] Ayers,J.E.(2007). Heteroepitaxy of Semicoductors Theory: Growth, and Characterization. Boca Raton: Taylor and Francis Group, LLC.

[۱۰]  Esaki, L., Tsu,R. (1969). Superlattice and negative conductivity in semiconductors.IBM  research center

[۱۱] Esaki,L.,Tsu,R.(1970). “Superlattice and Negative Differential Conductivity in Semiconductors” IBM  Journal of Research and Development,Vol.14, p.61.

[۱۲] Kapon,E.,Tamargo,M.C.,Hwang,D.M.(1987).”Molecular beam epitaxy of GaAs/AlGaAssuperlatticeheterostructures on nonplanar substrates,” Appl. Phys. Lett.Vol.50,p. 347.

[۱۳] Xu, J., Shur, M. S., Sweeny,M. (1991). “Electronic and Optoelectronic Laser Devices Utilizing Light Hole Properties,” United State Patent, Vol.4, 999, 682.

[۱۴] Haug,H., Koch, S. W. (2004). Quantum Theory of the Optical and Electronic Properties of Semiconductors. Singapore: World Scientific Publishing.

[۱۵] Borovitskaya,E., shur, M. S. (2003).Quantum Dots. New Jersey: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd.

[۱۶] Tarucha,S.(2000). “Effects of Coulomb interactions on spin states in vertical semiconductor quantum dots.” Appl. Phys. A, Vol. 71, pp. 367-378.

[۱۷] Miska, P.,Paranthoen,C. (2002). “Experimental and theoretical studies of electronic energy levels in InAs quantum dots grown on (001) and (113) BInP Substrates.”Journal of Physics: Condensed Matter, Vol. 14, pp. 12301-12309.

[۱۸] Kouwenhoven, L. P., Austing, D. G.,  Tarucha, S. (2001). “Few-electron quantum dots.”Reports on Progress in Physics, Vol. 64, pp. 701-736.

[۱۹] Lee, S., Dobrowolska, M., Furdyna, J. K. (2007). “Zeeman mapping of exition localization in self-assembled CdSe quantum dots using diluted magnetic semiconductor.” Solid State Communication, Vol. 141, pp. 311-315.

[۲۰] Ortner, G., Oulton,H., Kurtze,M., Schwab,D. (2005). “Energy relaxation of electrons in InAs/GaAs quantum dot molecules” Physical Review B, Vol. 72, pp. 1-6.

[۲۱] Heitz, R., Veit,M. (1997). “Energy Relaxation Multiphonon Processes in InAs/GaAs Quantum Dots.” Physical Review B,Vol. 56, No. 16, pp. 10435-10445.

مقدمه‌

علم نانو به مطالعه و بررسی مواد در ابعاد اتم و مولکول یعنی ابعادی در حدود ۱ تا ۱۰۰ نانومتر می‌پردازد.در این ابعاد، اثرهای مکانیک کوانتومی اهمیت پیدا می کند. با کاهش اندازه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ی سیستم، پدیده‌های فراوانی که به دلیل اثرات مکانیک کوانتومی و مکانیک آماری در این ابعاد است، نمایان می شوند. مثلاٌ خواص الکترونیکی جامدات با کاهش اندازه‌ی ذرات به طور چشمگیری تغییر می‌کند. این اثرات در مقیاس ۱۰۰ نانومتر و کوچکتر نمایان می شود. همچنین خصوصیات مکانیکی، الکتریکی و اپتیکی نسبت به حالت ماکروسکوپی سیستم تغییر می‌کند.

۱-۱ -معرفی وتاریخچه‌یساختار‌های کوانتومی

نیم‌رسانا‌ها امروزه به طورگسترده‌ای درعرصه علم و تکنولوژی به کار برده می‌شوند.نیم‌رسانا ماده‌ای است کهرسانندگی الکتریکی آن بین فلزات وعایق ها قراردارد. نیم‌رساناها شالوده‌ی‌ا‌‌لکترونیک حالت جامدهستندودرقطعات الکترونیکی واپتوالکترونیکی کاربرد دارند.

مطالعه‌یاولیه صورت گرفته درزمینه‌یخصوصیات فیزیکی نیم‌رساناها درمورد ساختارهای همسان[۱] مثل ژرمانیوم، آرسناید، سلسیوم وغیره بود. اما به تدریج مشخص شد که ساختارهایی که ازپیوند دو یا چند نیم‌رسانا تشکیل شده باشند، رفتارهای بسیار جالبی ازخود بروزمی‌دهند.این ترکیبات راساختارهای ناهمسان[۲] می‌نامند. ساختار‌های ناهمسان مبنای بسیاری از دستگاه‌های پیشرفته‌ی نیم‌رسانای امروزی هستند.مزیت این ساختارها امکان کنترل دقیق روی حالت‌ها وحرکت حامل‌های بار است. دیودهای پیوندی و ترانزیستور‌ها ، قطعاتی که امروزه تقریبا در تمام دستگاه‌های الکترونیکی به کار برده می‌شوند، ازساختارهای ناهمسان نیم‌رسانا ساخته می‌شوند.

پیوند دونیم‌رسانا، دریک بلورانجام می‌شود. یعنی ثابت شبکه‌ی هردو بلور یکسان است اما گاف انرژی[۳] وضریب شکست متفاوتی دارند.دراین ساختارهای ناهمسان نیم‌رسانا، تفاوت درگاف انرژی دو ماده سبب محدودیت فضایی الکترون وحفره می‌شود.همچنین ازخصوصیت تفاوت ضریب شکست می‌توان درتشکیل موج ‌برهای نوری استفاده کرد.

امکان کنترل رسانندگی یک نیم‌رسانا به وسیله تغلیظ[۴]باناخالصی‌های مختلف باعث شد تا الکترونیک نیم‌رساناها ظهور پیدا کند.ساختارهای ناهمسان نیم‌رسانا نیزامکان حل مشکلات کلی در کنترل پارامترهای اساسی بلور نیم‌رسانا،ازجمله قابلیت تحرک حامل‌ها و جرم موثر، گاف انرژی، ضریب شکست وطیف انرژی الکترون را فراهم آورد]۱[.

تحقیقات سیستماتیک در مورد ساختارهای ناهمسان، در اوایل دهه‌ی ۱۹۳۰ درمؤسسه‌ی Physicotechnical شروع شد. از آن زمان تا به حال پیشرفت‌های زیادی صورت گرفته است ومنجر بهساخت قطعاتی با کارایی بالا، ازجمله وسایل کاربردی مثل لیزرهای نیم‌رسانا، دیودهای گسیل کننده‌ی نور (LED)[5]، آشکارسازهای نوری[۶]،سلول‌های خورشیدی[۷]وغیره شده است]۷-۲[.

با کاهش ابعاد مواد نیم‌رسانا یعنی تولید ساختارهای ناهمسان با لایه‌هایی درحد نانومتر می‌توان از خاصیت کوانتیدگی حرکت الکترون‌ها استفاده کرد. پیشرفت‌های صورت گرفته درزمینه‌ی رشد بلورهای نیم‌رسانا از قبیل برآرایی باریکه‌ی مولکولی[۸] ونشست بخار شیمیایی فلز آلی[۹] این امکان را فراهم آورد تا بتوان نیم‌رساناهایی با ابعاد نانو و با دقت واحدهای اتمی ساخت]۹-۸[.

این ساختارهای فوق ریز، سیستم‌های کوانتومی نامیده می‌شوند و ازآنجا که اغلب خواص فیزیکی یک سیستم به ابعاد آن وابسته است انتظار می‌رود که خواص فیزیکی این ساختارهای فوق ریز نسبت به ساختار کپه‌ای[۱۰] کاملا متفاوت باشد. در سال‌های اخیر مطالعات بسیاری در زمینه‌ی بررسی خواص فیزیکی این ساختارها بهصورت تجربی و نظری صورت گرفته است. بررسی این ساختارهای کوانتومی نه تنها به خاطر خواص الکترونی و اپتیکی جالب آنها، بلکه به علت کاربردشان در قطعات الکترونیکی و ابزارهای نوری توجه بسیاری را به خود جلب کرده است] ۶-۳[.

با اعمال پتانسیل محدودکننده بر این ساختارها که به کمک ساختاری با گاف انرژی متفاوت به وجود می‌آید و با کاهش ابعاد این مواد در یک، دو و سه بعد به چاه کوانتومی دو بعدی، سیم کوانتومی شبه یک بعدی و نقاط کوانتومی شبه صفر بعدی خواهیم رسید.  به این اثر، اندازه کوانتومی گفته می‌شود.اثر اندازه کوانتومی در ابعاد پایین به صورت تئوری و تجربیمطالعه شده است. همچنین تحقیقات روی ساختارهای نیم‌رسانابا حضور ناخالصی بسیارمهم است زیرا خصوصیات اپتیکی و الکتریکی و گرمایی آن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کنترل بی‌نظیر روی پارامترهای اساسی این ساختارها قطعاتی با کارایی بالا، از جمله انواع لیزرهای چند ساختاری دوتایی، ترانزیستورها و غیره را به وجود آورده است.

۳-۱-۱- چاه‌های کوانتومی و ابر شبکه‌ها

روش‌های جدید رشد بلور مانند برآرایی باریکه‌ی مولکولی، لایه‌گذاری بخار شیمیایی آلی- فلزی و غیره امکان تولید ساختارهایی با اندازه‌های کاملا قابل تنظیم از نیم‌رساناها را فراهم ساخته است.

به این دلیل که اغلب اندازه‌ی این ساختارها از مرتبه نانومتر است، آنها را نانو ساختار نامیده‌اند. چاه کوانتومی نمونه‌ای از این ساختارهای کوانتومی است. در این ساختار حرکت حامل‌های بار در یک راستا محدود است و در دو راستای دیگر هیچ محدودیتی به حرکت حامل‌های بار اعمال نمی‌شود.در یک چاه کوانتومی یک لایه نازک از ماده ی A با گاف انرژی کوچکتر بین دو لایه ضخیم‌تر از ماده B با گاف انرژی بزرگتر قرار می‌گیرد(شکل(۱-۱)). این امر سبب ایجاد محدودیت بر حرکت حامل‌ها می‌شود. این محدودیت، سبب تغییر ساختار نواری و چگالی حالت‌ها نسبت به حالت کپه‌ای می‌شود.برای ملاحظه‌ی اثرهای کوانتومی درچاه کوانتومی، ضخامت نیم‌رسانای با گاف کوچکتر باید از مرتبه‌ی طول موج دوبروی[۱۱] الکترون بوده ویا از پویش آزاد میانگین[۱۲] آن‌ بسیار کوچکتر باشد.با ادامه‌ی رشد لایه‌ها روی هم چاه‌های کوانتومی چندتایی نتیجه می‌شود.

[۱]Homostructures

[۲]Heterostructures

[۳]Energy Band Gap

[۴]Doping

[۵]Light Emitting Diode

[۶]Photodetectors

[۷]Solar Cell

[۸]Molecular Beam Epitaxy

[۹]Metalorganic Chemical Vapour Deposition

[۱۰]Bulk Structure

[۱۱]De Broglie Wavelength

[۱۲]Mean Free Path

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.