Get a site

پایان نامه :پراکندگی رامان در نقاط کوانتمی نیم-رسانا

پایان نامه رشته :فیزیک

گرایش :اتمی و مولکولی

عنوان : پراکندگی رامان در نقاط کوانتمی نیم-رسانا

دانشگاه آزاد اسلامی

 واحد تهران مرکزی

        دانشکده علوم پایه ، گروه فیزیک

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.Sc)

گرایش : اتمی و مولکولی

 

عنوان :

پراکندگی رامان در نقاط کوانتمی نیم­رسانا

 

استاد راهنما :

دکتر قاسم رضایی

 

استاد مشاور :

دکتر سلیمه کیمیاگر

بهار   ۱۳۹۳

چکیده پایان نامه (شامل خلاصه، اهداف، روش های اجرا و نتایج به دست آمده) :
پیشرفت‌های اخیر در زمینه فناوری نانو، علاقه‌مندی به مطالعه‌ی ویژگی‌های فیزیکی نقاط کوانتمی نیم‌رسانا را افزایش داده است. محدودیت سه‌بعدی در این نانوساختارها، سبب کوانتیدگی ترازهای انرژی شده و ویژگی‌های فیزیکی جالبی را که در مواد کپه‌ای موجود نمی‌باشد، را در این ساختارها ایجاد می‌کند. به‌علت پیدایش این ویژگی‌های نوین و همچنین امکان کاربرد در صنعت، نقاط کوانتمی نیم‌رسانا به‌عنوان یک انتخاب مناسب در ساخت قطعات اپتوالکترونیکی معرفی شده‌است.
در این رساله یک نقطه کوانتمی دوبعدی دیسک شکل را در نظر گرفته و تاثیر اندازه نقطه و قدرت میدان مغناطیسی را بر ترازهای انرژی و پراکندگی رامان در این نانوساختارها مطالعه می‌کنیم. بدین منظور، ویژه مقدارهای انرژی به صورت تابعی از شعاع نقطه و اندازه میدان مغناطیسی محاسبه شده‌است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش شعاع نقطه ترازهای انرژی کاهش می‌یابند. همچنین ملاحظه می‌شود که با افزایش میدان مغناطیسی برخی از ترازها افزایش و برخی دیگر کاهش می‌یابند. علاوه براین، با افزایش میدان مغناطیسی حالت­های تقاطع و پادتقاطع (هنگامی که شکاف بین حالت‌ها کاهش یافته به کمترین میزان خود رسیده و دوباره افزایش یابد) زیر نوارها ممکن است رخ دهد.
وابستگی سطح مقطع دیفرانسیلی به میدان مغناطیسی خارجی و شعاع نقطه نیز بررسی شده‌است. نتایج نشان می‌دهند که میدان مغناطیسی و شعاع نقطه تاثیر به‌سزایی
فهرست مطالب
عنوان                                                                                                           صفحه
فصل اول
مقدمه­ای بر پراکندگی رامان.۱
۱-۱ مقدمه.۲
۱-۲ تاریخچه.۳
۱-۳ کاربردهای مهم پراکندگی رامان در فناوری نانو .۵
۱-۴ نانوفناوری چیست؟.۵
۱-۵ پیشگامان نانوفناوری۶
۱-۶ خواص نانومواد.۷
۱-۷ روش­های تولید نانوذرات.۸
۱-۸  مقدمه­ای بر نیم­رساناها.۹
۱-۹ طبقه ­بندی نانوساختارها.۱۰
فصل دوم
فرمول­بندی پراکندگی رامان.۱۴
۲-۱ سطح مقطع رامان.۱۵

الف

۲-۲ سطح مقطع دیفرانسیلی پراکندگی چاه کوانتمی.۱۷
۲-۲-۱ شدت پراکندگی رامان۱۹
۲-۳ سطح مقطع دیفرانسیلی برای چاه­سیم­های کوانتمی و سیم­های ساده کوانتمی۲۸
۲-۳-۱ شدت پراکندگی رامان.۳۰
۲-۴ سطح مقطع دیفرانسیلی برای نقطه کوانتمی۳۶
۲-۴-۱ شدت پراکندگی رامان۳۷
فصل سوم
بررسی سطح مقطع پراکندگی نقطه کوانتمی بر اساس قطبش­های متفاوت.۴۲
۳-۱ معادله شرودینگر.۴۳
۳-۱-۱ معادله شرودینگر در نقطه کوانتمی۴۴
۳-۲ سطح مقطع پراکندگی رامان۴۷
۳-۳ محاسبات عددی۵۰
فصل چهارم
نتیجه ­گیری و پیشنهادات۵۷
۴-۱ نتایج۵۸
۵-۱ پیشنهادات.۶۰
منابع و مآخذ.۶۱

ب

چکیده انگلیسی
                                      
 
فهرست اشکال
عنوان                                                                                                 صفحه
شکل ۱-۱ نمایش ساختار نواری برای الف) رسانا، ب) نیم­رسانا، ج)عایق۹
شکل ۱-۲ ساختار یک چاه کوانتمی نیم­رسانا.۱۱
شکل ۱-۳: ساختار یک سیم کوانتمی نیم­رسانا۱۲
شکل ۱-۴: ساختار چاه، سیم و نقطه کوانتمی.۱۳
شکل ۲-۱: طیف گسیلی پراکندگی الکترونی رامان در چاه کوانتمی با قطبش  و عرض چندگانه۲۷
شکل ۲-۲: طیف گسیلی پراکندگی الکترونی رامان در چاه کوانتمی برای قطبش ۲۷
شکل ۲-۳: طیف گسیلی پراکندگی الکترونی رامان در چاه­سیم­های کوانتمی و نقاط کوانتمی برای قطبش ۳۵
شکل ۳-۱: چاه پتانسیل بی­نهایت یک بعدی۴۴
شکل ۳-۲ :  نمودار انرژی  زیر نوارهای  نقطه کوانتمی دیسک شکل بر حسب شعاع به ازای .۵۱

ج

شکل ۳-۳ : نمودار انرژی  زیر نوارهای  نقطه کوانتمی دیسک شکل بر حسب میدان مغناطیسی به ازای.۵۲
شکل ۳-۴: طیف گسیلی نقطه کوانتمی دیسک شکل برای قطبش .۵۳
شکل ۳-۵ : طیف گسیلی نقطه کوانتمی دیسک شکل برای قطبش ۵۴
شکل ۳-۶:  طیف گسیلی برای دو مقدار مختلف از شعاع نقطه کوانتمی برای قطبش .۵۵
شکل ۳-۷: طیف گسیلی برای دو مقدار مختلف از شعاع نقطه کوانتمی برای قطبش .۵۵

د

 

فصل اول
 
 
مقدمه­ای بر پراکندگی رامان

۱-۱ مقدمه
پراکندگی رامان مطالعه نوعی از برهم­کنش بین نور و ماده است که در آن نور دچار پراکندگی غیرکشسان می‌شود. در آزمایش­های طیف سنجی رامان، فوتون­های تک طول موج (در ناحیه‌ی مرئی، نور تکفام گفته می‌شود) روی نمونه متمرکز ‌می‌شوند. فوتون­ها با مولکول‌ها برهم­کنش می‌کنند و بازتابیده، جذب یا پراکنده می‌شوند. طیف سنجی رامان فوتون­های پراکنده شده را مطالعه می‌کند. غالباً فوتون‌هایی که با مولکول‌ها برهم­کنش می‌کنند، به طور کشسان پراکنده می‌شوند. به این نوع پراکندگی، پراکندگی ریلی گفته می‌شود و فوتون‌های پراکنده شده همان طول موج نور فرودی را دارند. اما تقریباً از هر یک میلیون فوتون، یک فوتون به طور غیرکشسان پراکنده می‌شود. در پراکندگی رامان، فوتون فرودی با ماده برهم­کنش می‌کند و طول موج آن به سمت طول موج‌های بیشتر یا کمتر جابجا می­شوند. جابجایی به طول موج­های بیشتر غالب است و این پراکندگی را رامان استوکس می‌گویند. اتفاقی که در اینجا می‌افتد آن است که فوتون با ابر الکترونی پیوندهای گروه­های عاملی برهم­کنش کرده و الکترون را به یک حالت مجازی برانگیخته می‌کند. سپس الکترون از حالت مجازی به یک حالت ارتعاشی یا چرخشی برانگیخته واهلش می‌یابد. این باعث می­شود که فوتون مقداری از انرژی خود را از دست بدهد و به صورت پراکندگی رامان استوکس آشکارسازی شود[۱]. انرژی از دست داده شده ارتباط مستقیمی با گروه عاملی، ساختار مولکولی متصل به آن، نوع اتم­های مولکول و محیط آن دارد. طیف­های رامان هر مولکول، منحصر به فرد است. از این رو می‌توان از آن مانند “اثر انگشت” در تشخیص ترکیبات مولکولی روی یک سطح، درون یک مایع یا در هوا استفاده کرد[۲] .
بر مکان تکینگی‌ها در طیف گسیلی دارند. علاوه براین، می‌توان فرکانس گذار در طیف رامان را با تغییر میدان مغناطیسی و اندازه نقطه کنترل نمود. همچنین، نتایج نشان می‌دهند که قطبش نور فرودی و پراکنده شده تاثیر چشمگیری بر اندازه قله‌ها دارد.

تعداد صفحه : ۸۳
قیمت : ۱۴۷۰۰ تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.