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 ترانزیستورهای 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
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 نانوله 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
شامل 83 صفحه word
دانلود تحقیق بررسی خواص الکتریکی نانولوله های کربنی زیگزاگ
