دانشگاه یاسوج
دانشکده علوم پایه
گروه فیزیک
پایاننامه کارشناسیارشد رشته فیزیک حالت جامد
عنوان پایاننامه:
تاثیرمیدان مغناطیسی،دما،وپهنایمحدودپتانسیل برخواص گازالکترونی دوبعدی
استاد راهنما
دکتر ابراهیم صادقی
استاد مشاور
دکتر رضا خرداد
مهر ماه 1393
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
در این پایان نامه، نخست به معرفی گاز الکترونی و حفرهای دو بعدی پرداخته و سپس تاثیر دما، میدان مغناطیسی خمیده و ضخامت پهنای سیستم دو بعدی بر گاز الکترونی را بررسی کردهایم. پتانسیل شیمیایی و مغناطش گاز الکترونی دو بعدی در حضور میدان مغناطیسی دو مولفهای، دماهای غیر صفر و ضخامتهای مختلف محاسبه و با سایر پژوهشها مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهند که پتانسیل شیمیایی با افزایش ضخامت لایه کاهش مییابد. نتایج همچنین بیانگر این واقعیت هستند که با اعمال میدان مغناطیسی در راستای موازی با سطح لایه الکترون آزاد، پتانسیل شیمیایی دارای تغییرات ناچیزی میگردد.
کلمات کلیدی: پتانسیل شیمیایی، میدان مغناطیسی، مغناطش، پذیرفتاری مغناطیسی
فهرست
عنوان صفحه
فصل اول: پیش گفتار
1-1مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1
1-2گاز الکترونی دو بعدی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………..1
1-3گازحفره ای دوبعدی………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..2
1-4مروری بر کارهای انجام شده…………………………………………………………………………………………………………………………………………..4
1-5مرور اجمالی بر فصل های آینده ……………………………………………………………………………………………………………………………………4
فصل دوم: ویژگیهای گاز الکترونی دو بعدی
2-1مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..5
2-2ساختار ند لایهای آلاییده مدوله شده……………………………………………………………………………………………………………………………..5
2-3ساختارهای چند لایهایی سیلیکان – ژرمانیم………………………………………………………………………………………………………………….6
2-4چگالی حالات………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..10
2-5 طبش پذیری و حایل سازی………………………………………………………………………………………………………………………………………..10
2-6ترازهای مقید………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..13
2-7ساختار درون نواری………………………………………………………………………………………………………………………………………………………14
2-8جوابهایتقریبی برای تابع موج و انرژی : ……………………………………………………………………………………………………………………16
2-9اثرات بس ذرهای……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………18
2-10گذارهای نوری درون نواری………………………………………………………………………………………………………………………………………..19
2-11مغناطش در مواد………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..20
فصل سوم بررسی نظری گاز الکترونی دو بعدی
3-1مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..23
3-2هامیلتونی تک ذرات ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………24
3-3پتانسیل شیمیایی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..25
3-4خواص ترمو دینامیکی …………………………………………………………………………………………………………………………………………………27
فصل چهارم محاسبه خواص ترمودینامیکی گاز الکترونی دو بعدی.
4-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..28
فصلپنجم: نتایج………………………………………………………………………………………………………………………………..39
منابع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….40
فهرست شکلها
شکل1-1:نمایشیازگازالکترونیدوبعدیدراینحالتالکترون هامقیدبهحرکت در یک صفحهاند………………………………………….2
شکل1-2:گازحفرهایدوبعدیدرفصلمشترکلایه یسیلسکانولایه یسیلیکانژرمانیمتشکیلمی-شود……………………………2
شکل1-3:ترانزیستوراثرمیدانی آلاییدةمدوله شده باكانال نوعpكه گازحفره ای دوبعدی درآن تشكیل میشود.لبه نوارظرفیت نیزنمایش داده شده است…………………………………………………………………………………………………………………………………….3
شکل(2-1الف)SiGe/Si/SiGeحاویگازالکترونی دوبعدی(2DEG)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..7
شکل(2-1ب)ساختارهای دورآلاییدهSi/SiGe/Siحاویگ ازحفره ای دوبعدی(2DHG)…………………………………………………….7
شکل(2-1ج) ساختاردریچه دارSi/SiGe/Siحاویگ ازحفره ای دوبعدی…………………………………………………………………………7
شكل2-2 : اثرات كرنش برشبكةبلوری〖Si〗_(1-x) 〖Ge〗_xكه برروی زیرلایةسیلیكان رشددادهشده است………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..8
شکل 2-3: گاف انرژی درساختارچندلایه ای آلاییده مدوله شده………………………………………………………………………………………..9
شکل 2-4: انرژی بستگی ازالکترون های ترازسیلیسیوم بابارالکتریکی مثبتeکه بافاصله یdازصفحه یsi-sio_2قرارداردانرژی برحسب واحدریدبرگ(Ry) ̅^*~43mevوفاصله برواحدشعاع بوهر(a^* ) ̅~2.2nmرسم شده است……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..14
شکل 2- 5 : مقادیرE0وz0رادرحضوروعدم حضورجملات تصویری رانشان می دهد……………………………………………………..18
شکل4-1 : تغییرات انرژی الکترون برحسب پهنای گازالکترونی دوبعدی………………………………………………………………………….13
شکل 4 – 2: تغییرات انرژی الکترون برحسب پهنای لایه درحضورمیدان مغناطیسی………………………………………………………14
شکل4 – 3: تغییرات پتانسیل شیمیایی گازالکترونی دوبعدی برحسب پهنای لایه دردماهای مختلف…………………………….16
شکل4 – 4: تغییرات پتانسیل شیمیایی گازالکترونی دوبعدی برحسب پهنای لایه ودردماهای مختلف…………………………..18
شکل 4 – 5 : تغییرات پتانسیل شیمیایی گازالکترونی دوبعدی برحسب پهنای لایه درحضورمیدان مغناطیسی بازائ دماهای مختلف…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….19
شکل4 – 6 : تغییرات پتانسیل شیمیایی گازالکترونی دوبعدی برحسب پهنای لایه ودردماهای مختلف درحضورمیدان مغناطیسی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………20
شکل4 – 7: تغییرات مغناطش گازالکترونی دوبعدی برحسب پهنای لایه دردما های مختلف………………………………………..23
شکل4 – 8 : تغییرا تمغناطش گازالکترونی دوبعدی برحسب پهنای لایه دردما های مختلف درحضورمیدان مغناطیسی……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………24
شکل 4- 9: تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی گازالکترونی دوبعدی درمیدانهای مغناطیسی متفاوت…………………………………25
فصل اول
پیش گفتار
1-1مقدمه
مطالعه گاز الکترونی دو بعدی وگاز حفرهای در ساختار نیم رسانا از اهمیت ویژهای برخوردار است زیرا اخیرأ نتایج حاصل از مطالعه اینگونه ساختارها در نوع جدید از ترانزیستورها که به ترانزیستورهای نوع (MODFET)[1] مشهور میباشد به کار گرفته میشود و این ترانزیستورها عمدتأ در مدارهای مجتمع خصوصأ در تراشه های دیجیتال مورد استفاده قرار میگیرند.
اثر جوزفسون در ساختارهای ابررساناگاز الکترونی دو بعدیابر رسانا با حضور بر همکنش اسپین- مدار در لایهَ نرمال مطالعه شده است]1و2[ در مرجع 1 بر همکنش اسپین- مدار راشبا واثرشکافتگی زیمان اعمال شده وبا در نظر گرفتن مرزهای کاملآ شفاف، نشان داده شده است که اثر بر همکنش اسپین- مدار روی جریان جوزفسون تنها موقعی قابل مشاهده است که اثر شگافتکی زیمان هم وجود داشته باشد.در این صورت اثر جوزفسون به بر همکنش اسپین- مدار وابسته است.در مرجع 2 نیز یک اتصال ابر رسانا- گاز الکترونی دو بعدی ابررسانا با مرزهای کاملآ شفاف در نظر گرفته شده است.با اعمال بر همکنش اسپین- مدار راشبا وبرهمکنش الکترون- الکترون اثبات شده است که تنها زمانی که برهمکنش الکترون- الکترون در محاسبات وارد شود، جریان جوزفسون وابسته به برهمکنش اسپین- مدار راشبا خواهد بود.
[1]-ترانزیستورهای اثر میدانی آلاییده شده
تعداد صفحه : 61
قیمت : 14700تومان
