|
عنوان
|
طراحی و تحلیل دیود تونلی تشدیدی مبتنی بر نانو نوار گرافن زیگزاگ آرایش شده با نیترید بور
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه های تقاضا محور و غیر تقاضا محور
|
|
کلیدواژه‌ها
|
دیود تونلی تشدیدی، مقاومت دیفرانسیلی منفی، نانونوار گرافن زیگزاگ، نیترید بور، تابع گرین غیرتعادلی، تقریب تنگ بست
|
|
چکیده
|
مقاومت دیفرانسیلی منفی در ساختارهای ناهمگون مختلفی از جمله دیودهای تونلی تشدیدی مشاهده شده است. در دیودهای تونلی تشدیدی، یک ماده با گاف انرژی کوچک بین دو ماده با گاف انرژی بزرگ تر قرار می گیرد (یک چاه کوانتومی بین دو سد پتانسیل) که ساختار چاه کوانتومی با دو سد پتانسیل نامیده می شود. به علت محدودیت کوانتومی تابع موج الکترونها در چاه پتانسیل، انرژی آنها کوانتیده است. الکترونهای ورودی که انرژی آنها برابر ترازهای کوانتیده ی چاه است، با احتمال بیشتری از چاه عبور می کنند. سایر الکترونها برای عبور از ساختار چاه میان دو سد، شانس کمتری دارند. این امر باعث می شود تا در مشخصه جریان- ولتاژ دیودهای تونلی تشدیدی، ویژگی مقاومت دیفرانسیلی منفی مشاهده شود. در این تحقیق، از نانونوارهای گرافن زیگزاگ که لبه های آن با اتم های نیترید بور آرایش شده برای ایجاد ساختار ناهمگون چاه کوانتومی با دو سد پتانسیل استفاده شده است. آرایش لبه های نانونوار گرافن با نیترید بور به دو صورت متقارن و نامتقارن صورت گرفته است. نانونوارهای گرافن زیگزاگ رسانا هستند اما با آرایش دو لبه آن که در جهت ترابرد الکترون قرار دارد می توان در آن گاف انرژی ایجاد کرد. با تغییر نحوه آرایش نیترید بور می توان گاف انرژی ایجاد شده را تنظیم و کنترل کرد و از آن برای ایجاد چاه کوانتومی و دو سد پتانسیل استفاده نمود. با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی و تقریب تنگ بست، جریان عبوری از هر دو نوع دیود پیشنهادی با الگوی آرایش متقارن و نامتقارن، در ولتاژهای مختلف محاسبه گردید و در مشخصه جریان- ولتاژ آن مقاومت دیفرانسیلی منفی مشاهده شد. سپس اثر تغییر پارامترهای ساختاری روی مشخصه I-V بررسی و عملکرد ساختارهای کوانتومی پیشنهادی مقایسه شد. نتایج شبیه سازی هر دو نوع دیود متقارن و نامتقارن نشان داد که با افزایش ولتاژ، جریان عبوری از قطعه تا یک مقدار بیشینه افزایش یافته و سپس کاهش می یابد که این امر منجر به ایجاد مقاومت دیفرانسیلی منفی می شود. همچنین با تغییرات جزئی، در حد آنگستروم، در پهنای چاه و یا ارتفاع سد پتانسیل (عمق چاه)، ترازهای انرژی کوانتیده ی چاه و در نتیجه مقادیر کمینه و بیشینه ولتاژ و جریان عبوری از آن تغییر خواهد کرد. با افزایش پهنای چاه، جریان قله، جریان دره وتوان اتلافی افزایش و ولتاژ قله، ولتاژ دره و نیز نسبت جریان قله به دره
|
|
پژوهشگران
|
مریم اسماعیلی (دانشجو)، مجید سنایی پور (استاد راهنما)، محمدرضا جعفری (استاد راهنما)
|