فصل اول : ساختارهای دورآلاییده..................................................................... 1
مقدمه ........................................................................ 2
1-1 نیمه رسانا.............................................................. 3
1-2 نیمه رسانا با گذار مستقیم و غیر مستقیم.......................................................................... 4
1-3 جرم موثر................................................ 4
1-4 نیمه رسانای ذاتی................................................................. 6
1-5 نیمه رسانای غیر ذاتی و آلایش.................................. 7
1-6 نیمه رساناهای Si و Ge ...................................................................... 10
1-7 رشد بلور ....................................................................... 13
1-7-1 رشد حجمی بلور.............................................................. 15
1-7-2 رشد رونشستی مواد....................................................... 15
1-7-3 رونشستی فاز مایع ............................................... 16
1-7-4 رونشستی فاز بخار.......................................................... 18
1-7-5 رونشستی پرتو مولکولی .................................................... 19
1-8 ساختارهای ناهمگون....................................................... 20
1-9 توزیع حالتهای انرژی الکترونها در چاه کوانتومی........................................................ 21
1-10 انواع آلایش..................................................................... 23
1-10-1 آلایش کپهای........................................................................ 24
1-10-2 آلایش مدوله شده (دورآلاییدگی)................................................................................. 24
1-10-3 گاز الکترونی دوبعدی ...................................................... 25
1-10-4 گاز حفرهای دوبعدی.................................................... 26
1- 11 ویژگی و انواع ساختارهای دور آلاییده ........................................................................... 27
1-11-1 انواع ساختارهای دورآلاییده بهلحاظ ترتیب رشد لایهها ....................................... 27
1-11-2 انواع ساختار دور آلاییده به لحاظ نوع آلاییدگی ( n یا p ).................................. 28
1-11-3 انواع ساختار دور آلاییده دریچهدار............................................................................... 29
1-12 کاربرد ساختارهای دور آلاییده................................................. 33
1-12-1 JFET.................................................................................................................................... 33
1-12-2 MESFET ................................................................... 34
1-12-3 MESFET پیوندگاه ناهمگون ........................................................................................ 35
فصل دوم : اتصال فلز نیمه رسانا (سد شاتکی)................................................................... 38
مقدمه ................................................................................ 39
2-1 شرط ایده آل و حالتهای سطحی ......................................................................................... 41
2-2 لایه تهی ..................................................................................... 44
2-3 اثر شاتکی .................................................................. 47
2-4 مشخصه ارتفاع سد.............................................................. 51
2-4-1 تعریف عمومی و کلی از ارتفاع سد.................................................................................. 51
2-4-2 اندازه گیری ارتفاع سد.................................................... 57
2-4-3 اندازه گیری جریان – ولتاژ............................................ 57
2-4-4 اندازه گیری انرژی فعال سازی......................................... 60
2-4-5 اندازه گیری ولتاژ- ظرفیت....................................... 60
2-4-6 تنظیم ارتفاع سد ...................................................... 62
2-4-7 کاهش سد ..................................................................... 62
2-4-8 افزایش سد.................................................................... 63
2-5 اتصالات یکسوساز . ............................................................. 64
2-6 سدهای شاتکی نمونه ................................................................ 64
فصل سوم : انتقال بار در ساختارهای دورآلاییده............................................... 66
مقدمه.................................................................................. 67
3-1 ساختار دور آلاییده معکوس p-Si/Si1-XGeX/Si ............................................................. 68
3-2 ساختار نوار ظرفیت ساختار دور آلاییده معکوسp-Si/SiGe/Si................................... 69
3-3 محاسبه انتقال بار در ساختارهای دور آلاییده.................................................................... 71
3-3-1 آلایش مدوله شده ایدهآل.............................................. 71
3-3-2 محاسبات خود سازگار چگالی سطحی حاملها ............................................................. 74
3-3-3 اثر بارهای سطحی بر چگالی گاز حفرهای .................................................................... 74
3-4 روشهای کنترل چگالی سطحی حاملها ............................................................................... 76
3-4-1 تاثیر تابش نور بر چگالی سطحی حاملها ...................................................................... 77
3-4-2 تاثیر ضخامت لایه پوششی بر چگالی سطحی حاملها................................................. 78
3-4-3 دریچه دار کردن ساختار دور آلاییده ............................................................................. 79
3-5 ساختارهای دورآلاییده معکوس p-Si/SiGe/Si با دریچه بالا ............... 79
3-6 انتقال بار در ساختارهای دورآلاییده معکوس با دریچه بالا............................................. 82
3-7 تاثیر بایاسهای مختلف بر روی چگالی سطحی حفرهها .................................................. 83
3-8 ملاحظات تابع موج.................................................................................................................... 86
3-9 وابستگی Zav به چگالی سطحی حاملها در ساختارهای بی دریچه............................... 87
3-10 وابستگی Zav به چگالی سطحی حاملها در ساختارهای دریچهدار............................. 87
فصل چهارم : نتایج محاسبات .................................................................................................. 89
مقدمه...................................................................................................................................................... 90
4-1 محاسبات نظری ساختارهای دورآلاییده بی دریچه Si/SiGe/Si ................................. 91
4-1-1 محاسبات نظری ns برحسب Ls ...................................................................................... 91
4-1-2 محاسبات نظری ns برحسب NA ................................................................................... 96
4-1-3 محاسبات نظری ns برحسب nc ....................................................................................... 99
4-1-4 محاسبات نظری کلیه انرژیهای دخیل برحسب Ls .................................................... 100
4-2 محاسبات نظری ساختارهای دورآلاییده دریچهدار Si/SiGe/Si .................................. 100
4-2-1 محاسبات نظری ns برحسب vg ....................................................................................... 100
4-2-2 بررسی نمونه ها با nsur متغیر و تابعی خطی از vg با شیب مثبت ......................... 107
4-2-3 بررسی نمونه ها با nsur متغیر و تابعی خطی از vg با شیب منفی.......................... 114
فصل پنجم : نتایج............................................................. 124
5-1مقایسه سد شاتکی با ساختار دورآلاییده دریچه دار p-Si/SiGe/Si ............................. 125
5-2 بررسی نمودارهای مربوط به چهار نمونه ............................................................................ 125
پیوست ................................................................ 129
چکیده انگلیسی (Abstract) ..................................................... 139
منابع.......................................................... 141
چکیده
در ساختارهای Si/SiGe/Si که بوسیله روش رونشانی پرتو مولکولی رشد مییابند به دلیل ناپیوستگی نوار ظرفیت یک چاه کوانتومی در نوار ظرفیت و در لایه SiGe شکل میگیرد اگر لایههای مجاور با ناخالصیهای نوع p آلاییده شده باشند حفرههای لایه آلاییده به داخل چاه کوانتومی میروند و تشکیل گاز حفرهای دوبعدی در میانگاه نزدیک لایه آلاییده میدهند اینگونه ساختارها را ساختار دورآلاییده می نامند .به دلیل جدایی فضایی بین حاملهای آزاد دوبعدی و ناخالصیهای یونیده در ساختارهای دورآلاییده برهمکنش کولنی کاهش یافته و درنتیجه پراکندگی ناشی از ناخالصیهای یونیده کاهش و به تبع آن تحرکپذیری حاملهای آزاد دوبعدی افزایش مییابد .چگالی سطحی گاز حفرهای دوبعدی به پارامترهای ساختار مثلاً ضخامت لایه جداگر ، چگالی سطحی بارهای لایه پوششی ، ضخامت لایه پوششی ، و غیره وابسته است. علاوه بر این در ساختارهای دورآلاییده دریچهدار با تغییر ولتاِژ دریچه چگالی سطحی گاز حفرهای قابل کنترل میباشد . این ساختارها در ساخت ترانزیستورهای اثر میدانی مورد استفاده قرار میگیرند .
در این پایان نامه ابتدا به تشریح ساختار دورآلاییده Si/SiGe/Siمیپردازیم و سپس مدلی نظری که بتواند ویژگیهای الکتریکی گاز حفرهای دوبعدی درون چاه کوانتومی ساختارp-Si/SiGe/Si و همچنین میزان انتقال بار آزاد به درون چاه و بستگی آن به پارامترهای ساختار را توجیه کند ارائه می دهیم . در ساختار دورآلاییده معکوس p-Si/SiGe/Si دریچهدار با دریچه Al/Ti/Si از این مدل نظری استفاده میکنیم و با برازش نتایج تجربی تغییرات چگالی سطحی گاز حفرهای بر حسب ولتاژ دریچه توانستهایم چگالی سطحی بارهای میانگاه Ti/Si در این ساختارها را در محدوده (m-2) 1015 × 78/1 تا (m-2) 1015 × 63/4 ارزیابی کنیم .
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:30
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) 30
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.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:16
چکیده ۴
مقدمه ۴
۱) روش مطالعه ۷
بحث و نتیجه گیری ۱۲
نتایج ۱۳
منابع و مآخذ ۱۵
به منظور بررسی اثر جریان آب ناشی از تغییرات چگالی در تشکیل کانال صوتی ، از داده های دما ، شورای و چگالی و سرعت صوت استفاده می شود که ان داده توسط گشت دریایی ROPME در تابستان ۲۰۰۱ جمع آوری شده است بنابه کنتورهای رسم شده دما ، شوری ، چگالی ، در عمق ۲۰ متر ، سه نوع جریان ناشی از تغییرات چگالی در این منطقه وجود دارد.
نوع اول : جریان سرد و شیرین از دریای عمان به حوضه ی آبی خلیج فارس که در اثر ناپایداری دینامیکی ( تغییر نیروی کوریولیس) به وجود می آیند. (جریان بزرگ مقیاس) در اثراین نوع جریان ، بنا به دیاگرام های دو بعدی دما و سرعت صوت ، دما با افزایش عمق کاهش خواهد یافت ( تشکیل لایه ی ترموکلاسین) و به تبع آن سرعت صوت نیز کاهش خواهد یافت که در نواحی تنگه هرمز و ایستگاه های شمال خلیج ایجاد می شود. در اثر این نوع جریان بنابه پروفیل های سرعت صوت ، دو نوع کانال صوتی سطحی در ایستگاههای ۵۶ و ۶۹ تشکیل خواهد شد.
نوع دوم : جریان میان مقیاس می باشد که در اثر ورود آب رودخانه ها به حوضه ی آبی خلیج ، بوجود می آید این نوع جریانات ، به صورت حلقه های آب سردند که باعث افزایش سرعت صوت و همچنین اغتشاش و نوسان در امواج صوتی خواهند شد. که این نوع جریانات بیشتر در راس و نواحی مرکزی خلیج شکل می گیرد.
نوع سوم : جریانات ریز مقیاس است که در اثر ناپایداری استاتیکی تشکیل خواهد شد آب شور و گرم از اعماق به طرف دهانه ی تنگه هرمز حرکت می کند که منجر به افزایش سرعت صوت و ثابت ماندن آن همراه با افزایش عمق خواهد شد. در این نواحی به دلیل تغییرات ناچیز سرعت صوت کانال صوتی تشکیل نخواهد شد.
فرمت فایل : PDF
تعداد صفحات:37
چکیده:
در این پروژه هدف در مرحله اول آموختن نظریه تابع چگالی و نظریه های مرتبط با آن در شبیه سازی های مولکولی است. در ادامه خواص ساختار T-Carbon به وسیله یکی از نرم افزارهایی که بر اساس نظریه تابع چگالی عمل می کند محاسبه شده است.
فهرست مطالب:
مقدمه
تئوریهای مورد نیاز برای به دست آوردن خواص مواد به روشهای کوانتومی
روش امواج تخت
روش حل معادلات شرودینگر در سیستم های چند الکترونی
تقریب بورن- اپنهایمر
نظریه تابع چگالی
تقریب سوپرسل
تقریب سودوپتانسیل
نمونه برداری از ناحیه بریلویین
محاسبه نیروی وارد بر هسته ها
شبیه سازی نرم افزاری
نرم افزار ABINIT
مشخص کردن تعداد اتم ها در یک سلول و نوع سلول
مشخص کردن مختصات اتمها
مشخص کردن نمونه های مناسب از ناحیه اول بریلویین
مشخص کردن انرژی قطع
به دست آوردن فاصله اتمی
مشخص کردن تابع سودوپتانسیل
نتایج شبیه سازی
نتایج حاصل از تنظیم ورودی خود کمینه کن
ساختار باند
نتایج مربوط به سری ورودیها
پیوست ۱: کدها و توضیح آنها
کد شبیه سازی ساختار به همراه کمینه کردن نیروها (کد اول)
کد شبیه سازی ساختار به همراه کمینه کردن انرژی (کد دوم)
کد به دست آوردن ساختار باند (کد چهارم)
کد به دست آوردن انرژی به ازای ثابت شبکه های مختلف (کد پنجم)
بررسی کد اول .
پیوست ۲: مقدار نیروها برای ساختاری که نیروها در کمینه شد
پیوست ۳: مقادیر مربوط به ساختار T-Carbon با ثابت شبکه گفته شده در مقاله
پیوست ۴: توضیح در مورد فایل
منابع