بررسي تئوري و عددي نانولوله هاي كربني به عنوان يك كانال در ترانزيستورهاي اثر ميداني

فهرست مطالب :

چكيده
مقدمه    1
فصل اول    3
مقدمهای بر کربن و اشکال مختلف آن در طبیعت و کاربرهای آن    3
1-1 مقدمه    3
1-2 گونه های مختلف کربن در طبیعت    4
1-2-1 کربن بیشکل    4
1-2-2 الماس    4
1-2-3  گرافیت    5
1-2-4 فلورن و نانو لولههای کربنی    5
1-3 ترانزیستورهای اثر میدانی فلز- اکسید – نیمرسانا و ترانزیستور های اثرمیدانی نانولولهی کربنی    8
فصل 2    11
بررسی ساختار هندسی و الکتریکی گرافیت و نانولولههای کربنی    11
2-1 مقدمه    11
2-2 ساختار الکترونی کربن    12
2-2-1 اربیتال p2 کربن    12
2-2-2 روش وردشی    13
2-2-3 هیبریداسون اربیتالهای کربن    15
2-3 ساختار هندسی گرافیت و نانولولهی کربنی    19
2-3-1 ساختار هندسی گرافیت    19
2-3-2 ساختار هندسی نانولولههای کربنی    22
2-4 یاختهی واحد گرافیت و نانولولهی کربنی    26
2-4-1 یاختهی واحد صفحهی گرافیت    26
2-4-2 یاخته واحد نانولولهی کربنی    27
2-5 محاسبه ساختار نواری گرافیت و نانولولهی کربنی    29
2-5-1 مولکولهای محدود    29
2-5-2 ترازهای انرژی گرافیت    31
2-5-3 ترازهای انرژی نانولولهی کربنی    33
2-5-4 چگالی حالات در نانولولهی کربنی    37
2-6 نمودار پاشندگی فونونها در صفحهی گرافیت و نانولولههای کربنی    38
2-6-1 مدل ثابت نیرو و رابطهی پاشندگی فونونی برای صفحهی گرافیت    39
2-6-2 رابطهی پاشندگی فونونی برای نانولولههای کربنی    46
فصل 3    48
پراکندگی الکترون فونون    48
3-1 مقدمه    48
3-2 تابع توزیع الکترون    49
3-3 محاسبه نرخ پراکندگی کل    53
3-4 شبیه سازی پراکندگی الکترون – فونون    56
3-6 ضرورت تعریف روال واگرد    59
فصل 4    62
بحث و نتیجه گیری    62
4-1 مقدمه    62
4-2 نرخ پراکندگی    62
4-3 تابع توزیع در شرایط مختلف فیزیکی    64
4-4 بررسی سرعت میانگین الکترونها، جریان، مقاومت و تحرک پذیری الکترون    66
4-4-1 بررسی توزیع سرعت در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا    66
4-4-2 بررسی جریان الکتریکی در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا    68
4-4-3 بررسی مقاومت نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا    68
4-4-3 بررسی تحرک پذیری الکترون در نانولولههای زیگزاگ نیمرسانا    69
نتیجه گیری    71
پیشنهادات    72
ضمیمهی (الف) توضیح روال واگرد.    73
منابع    75
چکیده انگلیسی    78

فهرست شکل¬ها

شکل1-1. گونه¬های مختلف کربن    6
شکل 1-2. ترانزیستور اثر میدانی    9
شکل 1-3. ترانزیستور نانولوله¬ی کربنی    10
شکل 2-1. اربیتال      15
شکل 2-2. هیبرید      17
شکل 2-3. ساختار      18
شکل 2-4. شبکه گرافیت    21
شکل 2-5. یاخته¬ی واحد گرافیت    21
شکل2-6. یاخته¬ی واحدنانولوله¬ی کربنی    23
شکل 2-7. گونه¬های متفاوت نانولوله¬های کربنی    25
شکل 2- 8. تبهگنی خطوط مجاز در نانولوله¬ی کربنی    36
شکل 2-9. مؤلفه¬های ماتریس ثابت نیرو    43

فهرست جدول¬ها
جدول 2-1 عناصر ماتریس ثابت نیرو    43

فهرست نمودارها
نمودار 2-1. نوار انرژی الکترونی گرافیت    33
نمودار 2-2. نوار انرژی الکترونی نانولوله¬ی کربنی    36
نمودار 2-3. چگالی حالات در نانولوله¬ی کربنی    38
نمودار 2-4. نوار سه بعدی انرژی فونونی گرافیت    45
نمودار 2-5. نوار انرژی فونونی در راستای خطوط متقارن منطقه اول بریلوئن    45
نمودار 2-6. نوار انرژی فونونی نانولوله¬ی کربنی    47
نمودار 3-1. سطح فرمی در نانولوه¬های کربنی    54
نمودار 3-2. منطقه¬ی تکرار شونده در نانولوله¬های کربنی    60
نمودار 3-3. نقاط متقارن در مسئله پراکندگی    61
نمودار 4-1.  نرخ پراکندگی در دو نانولوله¬ی زیگزاگ   و      63
نمودار 4-2. وابستگی دمایی نرخ پراکندگی    63
نمودار4-3. تابع توزیع در میدان ضعیف و قوی   نانولوله¬ی      64
نمودار4-4. تابع توزیع در میدان ضعیف و قوی   نانولوله¬ی     65
نمودار 4-5.  وابستگی سرعت میانگین الکترون به دما در نانولوله¬ی کربنی    67
نمودار 4-6.  توزیع سرعت در نانولوله¬های زیگزاگ    67
نمودار 4-7. نمودار جریان – ولتاژ در مورد نانولوله¬های زیگزاگ    68
نمودار 4-8. مقاومت نانولوله¬های مختلف ¬    69

فهرست پیوست¬ها
پیوست الف: توضیح روال واگرد    73
چکیده انگلیسی    78