طراحي و مدل‌سازي نانوافزاره و نانوسامانه QCA مولكولي

دكتري

تحليل افزاره‌هاي مولكولي نيازمند محاسبات شيمي كوانتمي است. اين محاسبات پرهزينه با افزايش تعداد اتم‌ها و الكترون‌هاي سامانه مولكولي بسيار دشوار مي‌شوند. در اين پژوهش مدلي شبه‌كلاسيك را از نظريه انتقال الكترون در شيمي كوانتمي براي تحليل توزيع بار الكتريكي مراكز اكسايش-كاهش در دروازه‌هاي اتوماتاي سلولي نقطه-كوانتمي مولكولي (mQCA) به دست آورديم. با ارائه معماري جديد براي دروازه‌هاي چند‌ورودي، مدل را براي تحليل قطبيت دروازه‌هاي معكوس‌كننده و اقليت چند‌ورودي به كار برديم. از سوي ديگر محاسبات بسيار پيشرفته فضاي كامل فعال ميدان خودسازگار (CASSCF) را با استفاده از قدرت‌مندترين ابررايانه‌ها بر روي اين دروازه‌ها انجام داديم و توزيع بار الكتريكي آن‌ها را به دست آوريم. نتايج به دست آمده از مدل با نتايج محاسبات شيمي كوانتمي هم‌خواني دارند و با خطايي كمتر از 10% براي مولكول‌هاي نمونه صحت مدل را تأييد مي‌كنند. هم‌چنين نشان داديم مشابه فن‌آوري CMOS، دروازه معكوس‌كننده بنيان ساير دروازه‌ها در QCA مولكولي است. با استفاده از خاصيت جمع‌پذيري، نتايج حاصل از دروازه‌هاي معكوس‌كننده را به ساير دروازه‌ها تعميم داديم و قطبيت آن‌ها را به دست آورديم. با گسترش مدل شبه‌كلاسيك و درنظر گرفتن قطبيت وابسته به فاصله، به مدل جامع الكترواستاتيك براي تحليل شعاع تأثير دست يافتيم. با اين مدل فاصله قابل اطمينان چينش مولكول‌ها در دروازه و سامانه را تحليل كرديم. واژه‌هاي كليدي: فرآيندهاي انتقال الكترون در افزاره‌هاي مولكولي، اتوماتاي سلولي كوانتمي، نقاط كوانتمي مولكولي، دروازه‌هاي مولكولي، الكترونيك مولكولي، فن‌آوري نانو

183012

دانشگاه علم و صنعت ايران

برق - الكترونيك

دكتر شهرام محمدنژاد