مقاله مقایسه چگالی حالت ها در نیم رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی

اختصاصی از یارا فایل مقاله مقایسه چگالی حالت ها در نیم رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

این محصول در قالب ورد و قابل ویرایش در 32 صفحه می باشد.

فهرست مطالب

مقدمه ۳
۲-۱-۱ محاسبه چگالی حالتها در نیمرساناهای حجیم ۳
۲-۱-۲ محاسبه چگالی حالتها در لایههای نازک نیمرسانا ۷
۲-۱-٣ چگالی حالتها در نانو سیمها ۱۰
۲-۱-۴ چگالی حالتها در یک نقطه کوانتومی ۱۱
۲-۲ ابزارهای تحلیل نانوذرّات ۱۲
۲-۲-۱ آنالیز طیف گسیلی ۱۲
۲-۲-۱-۱ اصول نورتابی ۱۳
۲-۲-۱-۲ نورتابی نانوذرّات نیمرسانا ۱۵
۲-۲-۱-۳ قفل سیستم ۱۹
۲-۲-۲ آنالیز طیف جذب نوری ۱۹
۲-۲-۲-۱طیف سنج ماوراء بنفش – مرئی ۲۰
۲-۲-۲-۲ اصول طیف سنجی جذب نوری نیمرساناها ۲۰
۲-۲-۲-٣ تخمین اندازه ذرّات با استفاده از تقریب جرم مؤثر ۲۳
۲-۲-۳ آنالیز طیف پراش اشعهی ایکس ۲۶
۲-۲-٣-۱ اصول XRD 26
2-2-٣-۲ پهن شدن قلّههای XRD برای نانوذرّات ۲۷
۲-۲-٣-۳ تخمین اندازه ذرّات با استفاده از XRD 29
2-2-4 میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) 30
2-2-5 مغناطومتر نیروی گرادیان متناوب(AGFM) 31

مقدمه:

محققان زیادی در سراسر جهان، به مطالعه­ی نظری و آزمایشگاهی خواص ریزساختارهای اشتغال دارند. اگرچه حجم گزارش­ها از دستاوردهای آزمایشگاهی در مقایسه با تحقیقات بنیادی بسیار بیشتر است امّا با در اختیار گرفتن کامپیوترهای با قدرت پردازش بالا، مطالعات نظری در مورد نانوساختارها نیز در حال افزایش می­باشد. با وجود اینکه در این پایان­نامه، بیشتر بر کارهای آزمایشگاهی تمرکز شده، لیکن در ابتدای این فصل، یکی از مطالعات ساده نظری در مورد نانوساختارها یعنی “مقایسه چگالی حالت­ها در نیم­رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی” ارائه
می شود. سپس در ادامه، مبانی آنالیزهائی که در فصل­های آینده از آن­ها برای مطالعه خواص نانوذرّات بهره گرفته می­شود به طورخلاصه معرفی خواهند شد.

۲-۱ مقایسه چگالی حالت­های نیم­رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی           

۲-۱-۱  محاسبه چگالی حالت­ها در نیم­رساناهای حجیم

هر الکترون با بردار موج و اسپین S می­تواند حالت­های ممکن انرژی که با  نشان داده می­شوند را با احتمال بین صفر و یک اشغال کند. چون مطابق اصل طرد پائولی، هر حالت کوانتومی حدّاکثر توسط یک فرمیون اشغال می­گردد. تابع توزیع احتمال متناظر با این، توزیع مشهور فرمی دیراک است:

چون تابع توزیع به اسپین بستگی ندارد، می­توان نوشت. پارامتر  پتانسیل شیمیائی است که در دمای صفر درجه با انرژی فرمی برابر است. در این دما تابع فرمی به صورت زیر تبدیل می­شود.

در صورتی که احتمال اشغال تمامی حالت­های ممکن با هم جمع شوند، به دلیل اینکه در هر حالت حدّاکثر یک الکترون می­تواند وجود داشته باشد، تعداد کلّ ذرّات N در سیستم برابر است با:

 (۲-۱)

مقدار پتانسیل شیمیائی به گونه­ای است که در هر دما و انرژی، معادله­ی بالا صادق ­باشد. چگالی حالت­ها را می­توان با کاربرد معادله­ی شرودینگر برای الکترون­های غیر اندرکنشی به دست آورد.