مطالعه خواص الکترونی نانو نوارهای سیلیسیم کاربید با استفاده از روش های مکانیکی کوانتومی
Abstract
یکی از عواملی که مانع کاربرد وسیع نانو¬نوارهای سیلیسیم کاربید در صنعت الکترونیک می¬شود. گاف انرژی نسبتا بزرگ در آن است. تلاش¬های بسیاری برای کاهش این گاف انجام گرفته که مهم¬ترین آن¬ها عامل¬دار کردن این نانو¬نوارها به وسیله گروه¬های عاملی مختلف است. عامل¬دار کردن مناسب و سنجیده نانو¬نوارها حلا¬لیت و فرآیند¬پذیری را می¬تواند بهبود بخشد و سبب ظهور خواصی می¬شود که ناشی از ترکیب خواص منحصر به فرد نانو¬نوار و گروه¬های عاملی هستند. این پایان نامه در سه بخش تدوین شده است. فصل اول به توصیف روش¬های نظری استفاده شده در این پروژه می¬پردازد، فصل دوم به بررسی خصوصیات نانو¬نوارهای سیلیسیم کاربید و مطالعاتی که روی آن انجام شده است اختصاص یافته است. فصل سوم شامل سه بخش است که در بخش اول با استفاده از محاسبات نظریه تابعی دانسیته اثر هیدروژن¬دار کردن لبه نانو¬نوار مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به بررسی¬های انجام شده اشباع شدن لبه نانو¬نوار بوسیله اتم هیدروژن باعث تغییر در خواص الکترونی آن می¬شود. به طوری که پیکربندی زیگزاگ با عرض6 خاصیت نیمه¬رسانای از خود نشان می-دهد. برای انجام بخش¬های بعدی نانو¬نوار سیلیسیم کاربید که لبه¬های آن بوسیله اتم هیدروژن پوشانده شده است به عنوان ساختار خالص در نظر گرفته شد. در بخش دوم نانو¬نوار مورد بررسی در بخش اول با دو گروه عاملی کربوکسیل و مولکول - در دو موقعیت اتم کربن و سیلیسیم عامل¬دار شدند و نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه شدند در هر دو مورد خاصیت نیمه¬رسانایی نانو¬نوار تبدیل به نیمه¬¬رسانایی نوع p می¬شود. در بخش سوم اثر افزایش اتم¬های خارجی بر روی خواص الکترونی نانو¬نوار سیلیسیم کاربید مورد مطالعه قرار گرفت. به عنوان اتم خارجی از فلز لیتیم و فلز واسطه آهن در موقعیت¬h استفاده شد و نتایج بدست آمده با یکدیگر مقایسه شدند. هر دو اتم با کاهش گاف نواری ضمن حفظ خاصیت نیمه¬رسانایی، رسانایی را در این دسته از نانو¬نوارها افزایش می¬دهند و با جا به جایی تراز فرمی به سمت پایین خاصیت نیمه¬رسانایی آن را تبدیل به نیمه¬رسانایی نوع p ¬ می¬کنند.