پایان نامه الکتریکی نانولوله¬های کربنی زیگزاگ86ص

چکیده:
پس از کشف نانولوله¬های کربنی توسط ایجیما و همکارانش بررسی¬های بسیار زیادی بر روی این ساختارها در سایر علوم انجام شده است. این ساختارها به دلیل خواص منحصر به فرد مکانیکی و الکتریکی که از خود نشان داده¬اند جایگزین مناسبی برای سیلیکون و ترکیبات آن در قطعات الکترونیکی خواهند شد. در اینجا به بررسی خواص الکتریکی نانولوله¬های کربنی زیگزاگ که به عنوان یک کانال بین چشمه و دررو قرار داده شده پرداختیم و نحوه-ی توزیع جریان در ترانزیستور¬های اثر میدانی را در شرایط دمایی و میدان¬های مختلف بررسی کرده ایم.

از آنجایی که سرعت خاموش و روشن شدن ترانزیستور برای ما در قطعات الکترونیکی و پردازنده¬های کامپوتری از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است، انتخاب نانولوله¬ای که تحرک پذیری بالایی داشته باشد بسیار مهم است. نتایج بررسی¬ها نشان می¬دهد تحرک پذیری الکترون در نانولوله¬¬های کربنی متفاوت به ازای میدان¬های مختلفی که در طول نانولوله¬ها اعمال شود، مقدار بیشینه¬ای را خواهد گرفت. بنا بر این در طراحی ترانزیستورها با توجه به مشخصه¬های هندسی ترانزیستور و اختلاف پتانسیلی که بین چشمه و دررو آن اعمال می¬شود باید نانولوله¬ای را انتخاب کرد که تحرک پذیری مناسبی داشته باشد.
واژه های کلیدی
نانولوله¬ی کربنی، ترانزیستور اثر میدانی، مدل ثابت نیرو ، تحرک¬پذیری الکترون
فهرست مطالب

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