دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق گرایش قدرت

با عنوان :اثر انواع برهم کنش های اسپین – مدار بر حالت های الکترونی در پادنقطه ی هیدروژنی دو بعدی مدور

استادان راهنما

دکتر سعید دعوت الحق

دکتر محمد مهدی گلشن

اسفند ماه 1393

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

چکیده

اثر انواع برهم­کنش­های اسپین – مدار بر حالت­های الکترونی

در پادنقطه­ی هیدروژنی دو بعدی مدور

محدودیت کوانتومی حامل­های بار در پادنقطه کوانتومی منجر به تشکیل ترازهای انرژی گسسته می­شود. از اینرو خواص فیزیکی، به­ ویژه خصوصیات الکترونیکی، بستگی شدیدی به محدودیت­های کوانتومی داشته و با تغییر در طراحی ساختار آنها می­توان این ویژگی­ها را کنترل نمود. از آنجا که امروزه نیم­رساناهای محدود شده کوانتومی در زمینه ­های میکروالکترونیک، اپتیک، تکنولوژی اسپینترونیک و … کاربردهای فراوانی پیدا کرده­اند، در این رساله ویژه مقادیر و ویژه حالت­های الکترون در یک پادنقطه­ی هیدروژنی مورد مطالعه قرار می­گیرد. در مطالعه­ این ویژه حالت­ها و ویژه مقادیر توجه خاص به اثرات ذاتی نانو ساختار، مشخصاً جفتیدگی اسپین – مدار راشبا، جفتیدگی درسلهوس و نیز جفتیدگی پائولی (جفتیدگی ) مبذول می­شود. به این منظور معادله شرودینگر پادنقطه کوانتومی در حضور ناخالصی هیدروژنی را بدون در نظر گرفتن اثرات برهم کنش اسپین – مدار به روش تحلیلی حل کرده و ویژه مقادیر انرژی و ویژه توابع متناظر با آنها را بدست می­آوریم. در ادامه هر یک از جفتیدگی­های اسپین – مدار مذکور را به صورت اختلال به هامیلتونی اولیه سامانه اضافه می­کنیم. چنانچه نشان خواهیم داد ­برای دو جفتیدگی راشبا و درسلهوس اختلال مرتبه اول صفر می­شود و به ناچار اختلال مرتبه دوم مورد استفاده قرار می­گیرد. از طرف دیگر، نشان می­دهیم که اگر پایه­ های مناسبی انتخاب شود، جفتیدگی قطری است و اثر آن به صورت دقیق محاسبه می­شود. نتایج بدست آمده نشان می­دهد که شکافتگی تبهگنی برای حالت وجود نداشته اما برای حالت شکافتگی جزئی تبهگنی را داریم. در ادامه تصحیحات انرژی ناشی از سه جفتیدگی اسپین – مدار را بر حسب شعاع پادنقطه، ثابت جفتیدگی راشبا و ثابت جفتیدگی درسلهوس رسم نموده، اثر هر یک بر ویژه مقادیر انرژی و شکافتگی تبهگنی­ها را ارائه خواهیم کرد.

کلید واژگان: نقطه کوانتومی- پاد نقطه کوانتومی– اثر راشبا- اثر درسلهوس- اثر پائولی

فهرست مطالب

عنوان                                                                                 صفحه

فصل اول: مقدمه. 2

فصل دوم: نانو ساختارها

2-1-ویژگی‌های نانو ساختارها 8

2-2-چگالی حالت‌ها……………………….. 10

2-2-1- چگالی حالت در سامانه های گسترده (ماده کپه‌ای) 10

2-2-2- چگالی حالت سامانه‌هایی با یک بعد در مقیاس نانو یا یک بعد کوانتیده

(چاه کوانتومی).. 12

2-2-3-چگالی حالت سامانه‌هایی با دو بعد در مقیاس نانو یا دوبعد کوانتیده

(سیم کوانتومی).. 14

2-2-4- چگالی حالت سامانه‌هایی با سه بعد در مقیاس نانو یا سه بعد کوانتیده

(نقطه کوانتومی) 16

2-3- ناخالصی‌ها…………………………. 17

2-3-1- نیم­رساناهای غیرذاتی نوع … 18

2-3-2- نیم­رساناهای غیرذاتی نوع … 19

2-4-نقطه کوانتومی هیدروژنی دو بعدی………… 20

2-5-پادنقطه کوانتومی هیدروژنی دوبعدی.. 23

فصل سوم: انواع برهم‌کنش‌های اسپین مدار

3-1- استخراج برهم‌کنش اسپین-مدار از معادلات دیراک.. 27

3-2-اثرراشبا.. 31

3-3- اثر درسلهوس.. 32

3-4- اثر …….. 33

3-5- بازگشت زمان و تبهگنی کرامرز.. 35

3-5-1- عملگرهای غیر یکانی.. 36

3-5-2- بازگشت زمان.. 37

3-6- تقارن وارونگی.. 40

3-7- هامیلتونی تحت تقارن بازگشت زمان و وارونگی فضا   41

فصل چهارم: تصحیحات انرژی ناشی از برهم‌کنش‌های اسپین- مدار در پادنقطه

کوانتومی هیدروژنی

4-1- پادنقطه کوانتومی هیدروژنی دو بعدی مدور.. 45

4-2- اختلال تبهگن مرتبه اول.. 47

4-3- اختلال تبهگن مرتبه دوم.. 48

4-4- تصحیح انرژی ناشی از جفتیدگی راشبا.. 49

4-5-تصحیح انرژی ناشی از جفتیدگی درسلهوس.. 53

4-6-تصحیح انرژی ناشی از جفتیدگی (پائولی).. 55

منابع

منابع فارسی ……………………………

منابع انگلیسی ………………………….

چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی

فهرست جدول‌

عنوان                                                                                               صفحه

جدول 4‑1 ویژه مقادیر انرژی برای شعاع‌های مختلف پادنقطه هیدروژنی                 46

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                               صفحه

شکل 1-1- مقابسه روش بالا به پایین و روش پایین به بالا 3

شکل 2-1- طرحواره یک سامانه کپه­ای…………. 10

شکل 2-2-چگالی حالت برای یک سامانه کپه­ای…… 12

شکل 2-3- الکترون در یک سامانه دو بعدی…….. 13

شکل 2-4- چگالی حالت­ها برای یک سامانه با یک بعد کوانتیده (محدودیت در یک بعد)…………………………….. 14

شکل 2-5- سیم کوانتومی – جامد یک بعدی……… 14

شکل 2-6- چگالی حالت­ها برای سیم کوانتومی…… 16

شکل 2-7- الکترون در یک نقطه کوانتومی……… 16

شکل 2-8- چگالی حالت­ها برای نقطه کوانتومی….. 17

شکل 2-9- نیم­رسانای غیر ذاتی نوع N و P…….. 19

شکل 2-10- پتانسیل نقطه هیدروژنی………….. 21

شکل 2-11- پتانسیل پادنقطه هیدروژنی……….. 24

شکل 3-1- الکترون در حال حرکت در یک مدار دایروی از دیدگاه هسته……………………………………… 34

شکل 3-2- تحول زمانی در فضای هیلبرت با حرکت پیکان­ها 37

شکل 4-1- تغییرات انرژی حالت پایه، اولین حالت برانگیخته و دومین حالت برانگیخته بر

حسب شعاع پادنقطه………………….. 47

شکل 4-2- تغییرات انرژی تصحیح یافته بر حسب پارامتر راشبا 52

شکل 4-3- انرژی تصحیح یافته ناشی از جفتیدگی راشبا بر حسب شعاع پادنقطه……………………………….. 53

شکل 4-4- تغییرات انرژی تصحیح یافته بر حسب پارامتر درسلهوس   54

شکل 4-5- انرژی تصحیح یافته ناشی از جفتیدگی درسلهوس برحسب شعاع پادنقطه……………………………….. 55

شکل 4-6- تغییرات انرژی اسپین – مدار پائولی بر حسب شعاع پادنقطه……………………………………… 56

شکل 4-7- شکافتگی حالت­ها ناشی از هر سه جفتیدگی 58

فصل اول

مقدمه

قرن بیست و یکم، قرن فناوری نانو، مهمترین دوران صنعت به شمار می­رود. فناوری نانو واژه­ای کلی است که به تمام فناوری­های پیشرفته در عرصه کار در مقیاس نانومتر اطلاق می­شود. ایده نانوتکنولوژی توسط فیزیکدان آمریکایی ریچارد فاینمن^[1] در یک سخنرانی در انجمن فیزیک آمریکا در دسامبر 1959 با عنوان «در پایین دست فضای زیادی وجود دارد» مطرح شد] 1و2[. اصطلاح نانو تکنولوژی برای نخستین بار در سال 1974 توسط دانشمند ژاپنی نوریو تانیگوچی^[2] در یک روزنامه تحت عنوان «موضوع و مفهوم اصلی و پایه­ای نانو تکنولوژی» بکار برده شد ]3[. واژه نانو تکنولوژی مجددا توسط اریک درکسلر^[3] در سال 1986 در کتابی تحت عنوان « موتور آفرینش: آغاز دوران فناوری نانو » تعریف شد ]4[. وی این واژه را به طور دقیق تری در رساله دکتری خود مورد بررسی قرار داد و بعد آنرا در کتابی به نام « نانو سیم­ها، ماشین­های مولکولی، چگونگی ساخت و محاسبات آنها » توسعه داد] 5،6[. دانش نانو مطالعه­ پدیده ­ها و بکارگیری مواد در مقیاس­های اتمی و مولکولی است که به طور عمده ویژگی های آنها با خواصشان در مقیاس­های بزرگتر تفاوت دارد. وقتی ذرات درمحیطی با مقیاس نانو (محدوده کمتر از 100 نانومتر) قرار می­گیرند، برای توصیف رفتار آنها، اصول مکانیک کوانتومی بر اصول فیزیک کلاسیک غلبه می­ کند. آنچه که فناوری نانو را از فناوری­های دیگر متمایز می­ کند این است که در فناوری نانو، زمانی که اندازه مواد در این مقیاس قرار می­گیرد، خصوصیات ذاتی آن از جمله رنگ، استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و همچنین خواصی مثل نقطه­ی ذوب، رسانایی الکتریکی و پذیرفتاری مغناطیسی به صورت تابعی از اندازه­ ماده تغییر می­ کند. به عنوان مثال شیشه­های رنگی قرون وسطی که از پاشیدن ذرات ریز طلا به داخل شیشه، ساخته می­شدند نتیجه ای از تغییر رنگ طلا (رنگ زرد اصلی به رنگ آبی، سبز یا قرمز دیده می­شد) در مقیاس نانو بوده است ]6و7[. امروزه ساختارهای نانو از نظر تکنولوژی در دسترس هستند. دو روش متداول برای ساخت و طراحی مواد در حوزه فناوری نانو وجود دارد:1- روش بالا به پایین: خردسازی یک سامانه ماکروسکوپی تا رسیدن به مقیاس نانو می­باشد. رویکرد بالا به پایین شامل روش هایی مثل لایه نشانی ماوراء بنفش، لایه نشانی پرتو الکترونی، پرتو مولکولی و پرتو یونی متمرکز و لایه نشانی نانو حک وغیره می­باشد. 2- روش پایین به بالا: در این روش اتم­ها و مولکول­ها به طور خیلی دقیق کنار هم قرار داده می­شوند تا به یک ساختار نانو مقیاس برسیم که این به واسطه خاصیت خود آرایی قابل حصول می­باشد. روش­هایی مانند خشک کنندگی گرمایی، لایه نشانی کلوییدی و روش­های شیمیایی دیگر در رویکرد پایین به بالا هستند ]6و8و9[.

[1] Richard Feynman

[2] Norio Taniguchi

[3]

K. Eric Drexler

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 و با فرمت ورد موجود است

متن کامل را می توانید دانلود نمائید

چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

 با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

تعداد صفحه :90

قیمت : 14700 تومان

—-

پشتیبانی سایت :       (فقط پیامک)       tez.21@chmail.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

  *