%40تخفیف

اثر میدان الکتریکی بر خواص الکترونی یک سیستم دو ذره¬ای در نقاط کوانتومی¬ نیم¬کروی و نیم¬بیضی¬گون

تعداد 109 صفحه فایل word

چکیده

 با مطالعه ­نظری نقطه­های­کوانتومی­نیمرسانا می­توان خواص مختلف از جمله خواص الکترونی و اپتیکی این نقاط را پیش­بینی ونتایج تجربی را توجیه نمود. انتخاب شکل مناسب برای نقاط ومنظور نمودن تمامی اندرکنش­های موجود بین ذرات و اعمال تقریب­های مناسب می­تواند ما را در رسیدن به نتایج تجربی کمک نماید. در این پایان نامه به بررسی انرژی بستگی، انرژی بازترکیب وطول موج ناشی از بازترکیب اکسیتون­های سبک یا سنگین واقع در نقاط کوانتومی نیم­کروی و نیم­عدسی شکل تحت تاثیر یک میدان الکتریکی یکنواخت پرداخته­ایم. دلیل انتخاب این شکل خاص از نقاط کوانتومی این است که نتایج تجربی نشان می­دهند که در فرایند ساخت نقاط کوانتومی هندسه آنها تا حد زیادی شبیه به یک ساختار نیم­کروی یا نیم­عدسی می باشد. سیستم مورد نظر ما یک جفت الکترون­حفره است که به اصطلاح اکسیتون گفته شده و درون یک نقطه کوانتومی در نظر گرفته شده است. منظور ما از خواص الکترونی، محاسبه انرژی بستگی اکسیتون، انرژی بازترکیب آن، طول موج تابشی ناشی از بازترکیب اکسیتون­وجابه­جایی استارک انرژی بازترکیب و انرژی بستگی به صورت تابعی از میدان الکتریکی و پتانسیل نوسانگر می باشد. در اغلب بررسی­های انجام شده بر روی جفت الکترون­حفره نتایج برای محدودیت قوی یا به عبارت دیگر بدون در نظر گرفتن برهمکنش الکترون حفره گزارش شده­اند. ولی ما در این تحقیق با به کار بردن شکل پتانسیل نیم­سهموی برای شبیه­سازی هندسه نقطه­کوانتومی برهمکنش­کولنی بین الکترون و حفره را نیز مد نظر قرار داده­ایم. بنابراین در فصل­اول، ما به بررسی تاریخچه و تعريف متغير­ها و پيش فرض­هاي پژوهش خود پرداخته­ایم. در فصل­دوم به طور اجمالی به معرفی انواع اکسیتون­ها پرداخته و نهایتاًٌ هامیلتونی یک جفت الکترون­حفره را با در نظر گرفتن برهمکنش کولنی و تحت تاثیر میدان الکتریکی خارجی در دستگاه­مختصات مرکز­جرم و حرکت­نسبی نوشته­ایم. در فصل­سوم به صورت کاملا جزئی به معرفی نرم­افزار کامسول پرداخته و نحوه تعریف­کردن و شبیه­سازی معادله شرودینگر در این نرم­افزار را با ذکر مثال به طور کامل  توضیح داده­ایم. در فصل­چهارم به بررسی دقت جواب­های به دست­آمده از نرم­افزار کامسول پرداخته و به طور کاملاً مفصل به بررسی خواص الکترونی اکسیتون­های سبک و سنگین و تاثیر میدان الکتریکی بر آنها پرداخته­ایم و در فصل­پنجم یک جمع بندی و بحث کلی درباره نتایج به دست­آمده انجام داده­ایم.

کلیدواژه : انرژی بستگی، انرژی بازترکیب، نقاط­کوانتومی

فهرست مطالب

      عنوان                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه و تاریخچه…………………………………………………………………………………………… 2

1-2-ساختارنواري­جامدات……………………………………………………………………………………….. 3

1-2-1- طبقه­بندی جامدات ………………………………………………………………………………………4

1-2-2- تقسیم بندی مواد نیمرسانا ……………………………………………………………………………..5

1-3- نانوذرات ………………………………………………………………………………………………………6

1-4- حبس شدگی کوانتومی و نانو ساختارها ………………………………………………………………..7

1-5- چگالی حالت­ها در نانو ساختارها ……………………………………………………………………….9

1-6- چگالی حالت­ها در یک نقطه کوانتومی …………………………………………………………………9

1-7- رژیم های محدودیت حامل های بار …………………………………………………………………..11

1-8- مدل k.p و تقریب جرم موثر ……………………………………………………………………………14

 

فصل دوم: اکسیتون­ها، هامیلتونی و معادله شرودینگر یک سیستم دو ذره­ای

2-1-مقدمه …………………………………………………………………………………………………………..16

2-2- اکسیتون­ها …………………………………………………………………………………………………….16

2-3- معرفی انواع اکسیتون ……………………………………………………………………………………….18

2-4- هامیلتونی سیستم دو ذره­ای با در نظر گرفتن برهمکنش کولنی ………………………………….20

2-5- معادله شرودینگر سیستم دو ذره­ای با در نظر گرفتن برهمکنش­کولنی……………………………….20

 

فصل سوم: روش اجزاء محدود

3-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………….28

3-2-معرفی روش اجزای محدود ………………………………………………………………………………28

3-3- نرم افزار کامسول مولتی فیزیک  ………………………………………………………………………..30

3-4- توانایی­های نرم افزار کامسول ……………………………………………………………………………31

3-5- مدل ریاضی برای حل معادله شرودینگر ………………………………………………………………32

3-6-  حل معادله شرودینگر برای یک نوسانگر ساده در حضور میدان الکتریکی ……………………32

   

   فصل چهارم: خواص الکترونی یک جفت الکترون­حفره در نقاط­کوانتومی نیم­کروی و نیم­عدسی­شکل

4-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………….47

4-2- محاسبه خواص الکترونی یک چاه کوانتومی سه بعدی ………………………………………………47

4-3- محاسبه خواص الکترونی یک نوسانگر ساده یک بعدی ……………………………………………..48

4-4- محاسبه خواص الکترونی یک نوسانگر غیر هارمونیک سه بعدی…………………………………..50

4-5- انرژی و طول­موج تابشی ناشی از بازترکیب در نقاط­کوانتومی نیم­کروی و نیم­عدسی­شکل…………………………………………………………………………………………………………………….52

 

فصل پنجم:بحث و نتیجه گیری

نتایج …………………………………………………………………………………………………………………………….79

منابع…………………………………………………………………………………………………………………81

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo