تحليل رفتار تغييرات گاف انرژي ابرشبكه‌ي كوانتومي نيمه‌هادي مبتني بر AlGaAs به روش تنگ‌بست با درنظر گرفتن مهاجرت اتم‌ها با استفاده از مدل جنبشي

كارشناسي ارشد

در اين پروژه، با استفاده از روش تنگ‌بست و با تقريب sp3s* و با در نظر گرفتن اولين همسايگان نزديك و اثر برهمكنش اسپين اوربيت، به مدل‌سازي ابرشبكه (AlxGa1-xAs)m/(GaAs)n و محاسبه انرژي شكاف باند و طول‌موج اين ابرشبكه پرداخته خواهد شد و رفتار تغييرات گاف انرژي و طول موج در ابرشبكه (AlxGa1-xAs)m/(GaAs)n نسبت به ضرايب مولي مختلف Al و ضخامت هاي مختلف مواد سازنده ابرشبكه با و بدون مهاجرت اتم ها، براي افزايش دقت محاسبات با كمك مدل جنبشي، تحليل خواهد شد. با مدل‌سازي فوق به اين نتيجه مي‌رسيم كه با افزايش مقدار ضريب مولي Al انرژي شكاف باند ابرشبكه (AlxGa1-xAs)m/(GaAs)n افزايش خواهد يافت و در محدوده 1.42-1.63 الكترون ولت تغيير مي‌كند و در ضرايب مولي Al بزرگتر از 0.45 يك برآمدگي در نمودار تغييرات انرژي شكاف باند نسبت به ضخامت هاي مختلف مواد سازنده ابرشبكه فوق به وجود مي‌آيد كه به صورت فيزيكي به عمق سد پتانسيل و عرض سد وابسته است و از ديد مهندسي بيانگر ناحيه‌اي است كه شكاف باند از غير مستقيم به مستقيم شيفت پيدا مي‌كند. مهاجرت باعث مي‌شود كه محل رخداد اين برآمدگي 2 تك‌لايه به عقب شيفت پيدا كند و به عبارتي ابرشبكه فوق در ضخامت كمتري از چاه داراي شكاف غير مستقيم خواهد بود. همچنين مهاجرت باعث كاهش انرژي شكاف باند و افزاش طول موج شده و به اصطلاح باعث Redshift مي‌شود. اين مدل‌سازي ما را قادر مي‌سازد تا براي دستيابي به هدف مورد نظر در طول موجي خاص، مقدار ضريب مولي Al موجود در تركيب AlxGa1-xAs و تعداد لايه هاي هر ماده سازنده را پس از درنظر گرفتن مهاجرت و با در نظر گرفتن معياري چون سادگي روش ساخت، با خطاي كمتر تشخيص داده و با سهولت بيشتري به هدف برسيم.

205227

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق گرايش افزاره هاي ميكرو و نانوالكترونيك

دكتر وحيدرضا يزدان پناه