طراحي، شبيه سازي، ساخت و مشخصه يابي گسيلنده نوري مبتني بر پيوند ناهمگون هيبريدي با بكارگيري نانولوله هاي اكسيد روي

دكتري تخصصي

در اين پايان¬نامه، طراحي، شبيه¬سازي، ساخت و مشخصه¬يابي گسيلنده نوري مبتني بر پيوند ناهمگون هيبريدي با بكارگيري نانولوله¬هاي اكسيد روي مورد بررسي قرار گرفته است. ساختار افزاره¬ها، ابتدا طراحي و سپس شبيه¬سازي اتمي و افزاره¬اي دو بعدي و سه بعدي شده و در نهايت، ساخته شدند. براي رشد نانولوله¬هاي اكسيد روي، ابتدا نانوميله¬هاي اكسيد روي رشد يافته بر روي بستر ITO/AZO در غلظت¬هاي متفاوت از محلول زداينده KCl، دما و زمان متفاوت، تحت زدايش قرار گرفتند. شرايط زدايش بهينه شده عبارت است از محلول KCl با غلطت M 1، دماي زدايش °C 90 و زمان زدايش به مدت 4 ساعت. همچنين، خواص ساختاري (نظير تنش، كشش و ضريب بافت)، خواص الكتريكي (نظير انرژي نوار ممنوعه) و خواص نوري (نظير انرژي اورباك، نمودار جذب و طيف نورتابناكي) نانولوله¬هاي اكسيد روي زدايش شده در دما، زمان و غلظت¬هاي متفاوت بررسي شده¬اند. در ادامه، ديودهاي نوري فرابنفش هيبريدي مبتني بر نانوميله و نانولوله¬ي اكسيد روي ساخته شده¬اند. بر اساس نتايج حاصل شده، ديودهاي نوري ارگانيكي مبتني بر نانولوله اكسيد روي، خواص الكتريكي و نوري بهتري نسبت به ساختار مبتني بر نانوميله از خود نشان دادند. ولتاژ آستانه روشن شدن آنها كمتر (V 15 > V 2/11) و قله فرابنفش در طيف برق¬درخشي براي افزاره مبتني بر نانولوله اكسيد روي بيشتر بدست آمد. انرژي اورباك و چگالي كل تله¬ها براي افزاره ساخته شده مبتني بر نانولوله اكسيد روي به ترتيب برابر meV 325 و 3-cm 1014×39/2 بدست آمد. به جهت بررسي بهتر سازوكار توليد نور فرابنفش در افزاره¬ها، اين افزاره¬ها توسط نرم¬افزارهاي Silvaco TCAD و Lumerical FDTD شبيه¬سازي شدند. نتايج بدست آمده از شبيه¬سازي، تطابق قابل قبولي با نتايج حاصل از ساخت داشت. نرخ بازتركيب نوري بيشتر، ضريب پِرسِل بالاتر و عبور نور تك-مودي براي افزاره مبتني بر نانولوله اكسيد روي بدست آمد.

205513

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق - الكترونيك

دكتر شهرام محمدنژاد