پایان نامه کامل ارزیابی نانو لوله های کربنی و اثر میدانی نانو لوله ها

اختصاصی از کوشا فایل پایان نامه کامل ارزیابی نانو لوله های کربنی و اثر میدانی نانو لوله ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

پس از کشف نانولوله­های کربنی توسط ایجیما و همکارانش بررسی­های 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 داده­اند جایگزین مناسبی برای سیلیکون و ترکیبات آن در قطعات الکترونیکی خواهند شد. در اینجا به بررسی خواص الکتریکی نانولوله­های کربنی زیگزاگ که به عنوان یک کانال بین چشمه و دررو قرار داده شده پرداختیم و نحوه­ی توزیع جریان در ترانزیستور­های اثر میدانی را در شرایط دمایی و میدان­های مختلف بررسی کرده ایم. از آنجایی که سرعت خاموش و روشن شدن ترانزیستور برای ما در قطعات الکترونیکی و پردازنده­های کامپوتری از اهمیت ویژه­ای برخوردار است، انتخاب نانولوله­ای که تحرک پذیری بالایی داشته باشد بسیار مهم است. نتایج بررسی­ها نشان می­دهد تحرک پذیری الکترون در نانولوله­­های کربنی متفاوت به ازای میدان­های مختلفی که در طول نانولوله­ها اعمال شود، مقدار بیشینه­ای را خواهد گرفت. بنا بر این در طراحی ترانزیستورها با توجه به مشخصه­های هندسی ترانزیستور و اختلاف پتانسیلی که بین چشمه و دررو آن اعمال می­شود باید نانولوله­ای را انتخاب کرد که تحرک پذیری مناسبی داشته باشد.

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 شکل­ها

شکل1-1. گونه­های مختلف کربن.. 6

شکل 1-2. ترانزیستور اثر میدانی 9

شکل 1-3. ترانزیستور نانولوله­ی 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. یاخته­ی واحد گرافیت 21

شکل2-6. یاخته­ی واحدنانولوله­ی کربنی 23

شکل 2-7. گونه­های متفاوت نانولوله­های کربنی 25

شکل 2- 8. تبهگنی خطوط مجاز در نانولوله­ی کربنی 36

شکل 2-9. مؤلفه­های ماتریس ثابت نیرو. 43

 فهرست نمودارها

نمودار 2-1. نوار انرژی الکترونی گرافیت 33

نمودار 2-2. نوار انرژی الکترونی نانولوله­ی کربنی. 36

نمودار 2-3. چگالی حالات در نانولوله­ی 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 نانولوله­ی کربنی 47

نمودار 3-1. سطح فرمی در نانولوه­های کربنی.. 54

نمودار 3-2. منطقه­ی تکرار شونده در نانولوله­های کربنی 60

نمودار 3-3. نقاط متقارن در مسئله پراکندگی 61

نمودار 4-1. نرخ پراکندگی در دو نانولوله­ی زیگزاگ و ...... 63

نمودار 4-2. وابستگی دمایی نرخ پراکندگی 63

نمودار4-3. تابع توزیع در میدان ضعیف و قوی نانولوله­ی 64

نمودار4-4. تابع توزیع در میدان ضعیف و قوی نانولوله­ی 65

نمودار 4-5. وابستگی سرعت میانگین الکترون به دما در نانولوله­ی کربنی   67

نمودار 4-6. توزیع سرعت در نانولوله­های زیگزاگ.... 67

نمودار 4-7. نمودار جریان – ولتاژ در مورد نانولوله­های زیگزاگ.... 68

نمودار 4-8. مقاومت نانولوله­های مختلف ­ 69