ترابرد الکتریکی وابسته به اسپین در نانو نوارهای گرافینی و نانو لوله کربنی

پایان نامه
چکیده

در این رساله رسانش الکترونی وابسته به اسپین در نانو ساختارهای پایه کربنی در چارچوب فرمولبندی ترابرد همدوس لاندائور و با استفاده از هامیلتونی بستگی قوی تک باندی و چند باندی، توابع گرین سطحی و ماتریس های انتقال بررسی و محاسبه می شود. ویژگی های مغناطیسی مورد بررسی، ناشی از خواص مغناطیسی تهی جای ها، اتمهای مغناطیسی ناخالصی و میدانهای خارجی است. بعلاوه خواص مغناطیسی نانو دیسک ها و نانو نوار های گرافینی با لبه های زیگزاگ و آرمچیر نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند. هامیلتونی در برگیرنده این اثرات از مدل هابارد و مدل تنگ بست وابسته به اسپین به دست می آید و با روش حل خود سازگار و تقریب هارتری-فاک غیرمحدود محاسبه می شود. اثرات مغناطیسی و میدانهای خارجی در ترکیبات پایه کربنی، جریان هایی با قطبیدگی اسپینی و مقاومت مغناطیسی بالا ایجاد می نمایند. با استفاده از اثرات مربوط به اتم های مغناطیسی و ممان های مغناطیسی جایگزیده حاصل از تهی جای ها و لبه های مغناطیسی و درنظر گرفتن قضیه لایب، و اتصالات مغناطیسی می توان نانوساختارهای جدیدی را با خواص نیم رسانایی و یا فلزی برای تولید جریان هایی با اسپین، قطبیدگی بالا طراحی نمود. در ادامه برخی از دستاوردهای مهم رساله با ذکر جزئیات آن ذکر می شود. اول؛ با استفاده از نانو نوارهای آرمچیری با طراحی خاصِ کانال در ترانزیستورهای اثر میدانی نشان دادیم که بدون استفاده از میدان های مغناطیسی خارجی و اتم های مغناطیسی تنها با طراحی در نانو نوارهای آرمچیری ممان های مغناطیسیِ پایدار و جریان هایی با قطبیدگی بالا ایجاد می شوند. جریان های عبوری از این نوع فیلترهای اسپینی حساسیت بالایی را به ممان های جایگزیده و لبه-های زیگزاگ نشان می دهند و با اعمال ولتاژ الکتریکی می توان جریان های عبوری از کانال را کنترل و قطبیدگیی بیش از %90 ایجاد نمود. دوم؛ انتقال همدوس وابسته به اسپین الکترون در (نانولوله کربنی/ نانولوله کربنی دارای نقص/ نانولوله کربنی) نشان می دهد که تفاوت قابل ملاحظه ای در خواص الکترونی و ترابردی سیستم ذکر شده با یک نانولوله بدون نقص با در نظر گرفتن اثرات نقص های تهی جای وجود دارد. در نظر گرفتن آثار مغناطیسی مربوط به اختلال تهی جای سبب شکافتگی بین دو زیر نوار اسپینی الکترون می شود. با انتخاب مناسب پتانسیل های الکتریکی روی کانال و الکترودها می توان شدت های قطبیدگی جریان های اسپینی را کنترل کرد. سوم؛ اتصال نانو دیسک با طرح ها و لبه های مختلف آرمچیر و زیگزاگی نشان می دهد که ممان های مغناطیسی لبه ها در نانو دیسک با لبه زیگزاگی شکل، به صورت آنتی فرو مغناطیس با اتصالات فرومغناطیسی آهن جفت می شوند حضور اتصالات آهنی حالت های الکترونی ومغناطیسی نانو دیسک ها را در لبه های زیگزاگ و آرمچیری تغییر می دهد، و سبب ایجاد مغناطش در لبه های دیسک می گردد. علاوه بر آن مقاومت مغناطیسی بالایی در انواع مختلف نانو دیسک گرافینی ایجاد می شود که در انرژی های پایین تغییرات شدیدی را بر حسب ولتاژ و تغییر مغناطش های لبه ای نشان می دهند. چهارم؛ با اتصال نانو دیسک گرافینی با لبه های زیگزاگی به الکترودهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی، دیسکِ گرافینی همانند یک فیلتر اسپینی عمل می کند و جریان هایی با قطبیدگی بالا را ایجاد می نماید. نهایتاً؛ با استفاده از نانو نوار زیگزاگی گرافین و اعمال میدان الکتریکی و مغناطیسی در قسمت کوچکی از نوار به عنوان کانال، جریان های اسپین قطبیده ایجاد کرده ایم. اعمال میدان الکتریکی و مغناطیسی در قسمت بسیار کوچکی از نانونوار زیگزاگی به عنوان کانال جریان های اسپین قطبیده با قطبش بالا ایجاد می نماید. اتصال طراحی شده در برخی از انرژی ها حتی با وجود نقص های شبکه ای و نواقص مغناطیسی همانند یک اسپین فیلتر با قطبیدگی کامل عمل می کند.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

مطالعه ترابرد وابسته به اسپین در نانو نوارهای گرافینی خمیده

در این پایان نامه، ما ترابرد الکترونی در گرافین را در حضور برهم کنش اسپین-مدار راشبا با استفاده از روش ماتریس انتقال مورد مطالعه قرار می¬دهیم. ابتدا یک ناحیه¬ی اسپین-مدار ناهمگن بین دو ناحیه¬ی نرمال در یک گرافین تخت در نظر می¬گیریم، که در مرز ناحیه¬ی بین اسپین-مدار با ناحیه¬ی نرمال شدت اسپین- مدار به صورت خطی تغییر پیدا می¬کند و ناحیه-ی مرکزی اسپین-مدار دارای شدت اسپین- مدار ثابتی می¬باشد. احتم...

رسانش وابسته به اسپین یک نانو ساختار استخوان ماهی نوعی

In this study, we investigated the spin dependent electronic transport of a fishbone-like nanostructure including two magnetic atoms at its ends. The electronic conductance of this nanostructure for three different orientations of atomic magnetic moments was numerically studied when the structure was sandwiched between two nonmagnetic leads. By using Green’s function technique at the tight-bind...

متن کامل

ترابرد الکتریکی وابسته به اسپین در ساختارهای نامتجانس Fe-MgO-Fe

In this paper, spin-dependent electrical transport properties are investigated in a single-crystal magnetic tunnel junction (MTJ) which consists of two ferromagnetic Fe electrodes separated by an MgO insulating barrier. These properties contain electric current, spin polarization and tunnel magnetoresistance (TMR). For this purpose, spin-dependent Hamiltonian is described for Δ1 and Δ5 bands in...

متن کامل

رسانندگی الکتریکی نانو نوارهای گرافینی آرمچیر

از آنجا که ساختارهای کربنی اغلب دارای خواص اعجاب انگیزی هستند، همیشه بررسی رفتارهای الکترونیکی آنها دارای اهمیت بوده است. یکی از این ساختارهای کربنی، نانونوارهای کربنی آرمچیر هستند که در این پایان نامه به بررسی آنها می پردازیم. نانونوارها را میتوان بصورت برشی از یک لایه گرافین فرض کرد که دارای یک عرض مشخص است اما از دوطرف تا بینهایت ادامه دارد. ما در این پایان نامه، 7 نوار مختلف با عرضهای متفا...

تاثیرات جفت شدگی اسپین مدار روی نانو نوارهای گرافینی

در این رساله با استفاده از فرمول بندی پراکندگی لاندائو-بتیکر به بررسی رسانش در گرافین تک لایه می پردازیم . گرافین تک لایه یک نیمرسانای بدون گاف است که اخیرا توجه زیادی را به خود جلب کرده است . ما نشان خواهیم داد با حضور جفت شدگی اسپین مدار می توان در این ماده دو بعدی گاف ایجاد نمود . نتایج نشان می دهند جفت شدگی اسپین مدار راشبا علاوه بر ایجاد گاف در نوار، می تواند روی ترابرد اسپین حامل های ...

15 صفحه اول

اثر کرنش بر خواص ترابرد الکترونی نانو نوارهای گرافینی ابرشبکه

در این پایان نامه، پس از توصیف نظری ترابرد الکترونی در نانونوارهای گرافینی، اثر کرنش و میدان مغناطیسی را بر ویژگی های ترابرد الکترونی نانونوارهای گرافینی ابرشبکه با لبه ی زیگزاگ و دسته صندلی، در مدل بستگی قوی و رهیافت تابع گرین بررسی خواهیم کرد. اثر کرنش تحت زوایای گوناگون و همچنین اثر میدان مغناطیسی یکنواخت عمود بر سامانه را بر رسانش الکتریکی و چگالی حالات الکترونی، به روش عددی مطالعه خواهیم ن...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده علوم پایه

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023