13633

13633

بررسي ترانزيستورهاي اثرميداني مبتني بر نانونوارهاي گرافين و سيليسين در حضور اثر راشبا

كارشناسي ارشد

فيزيك - حالت جامد

آبان 1393

آبان 1393

دكتر مهدي اسماعيل زاده

دكتر اديب ابريشمي فر

چكيده در اين پژوهش ابتدا به بررسي ويژگي¬هاي منحصر به فرد گرافين و سيليسين و طرز ساخت آن¬ها پرداخته شده است. نمودار¬هاي رسانش و قطبش اسپيني با استفاده از روش تابع گرين غيرتعادلي و هاميلتوني بستگي قوي، براي نانونوارهاي گرافيني محاسبه شده اند. با درنظر¬گرفتن الكترود¬هاي گرافيني و استفاده از زيرلايه¬هاي فرومغناطيسي مناسب، تأثير اثر راشبا بر¬¬روي اين سيستم را بررسي كرده¬ايم. هم-چنين از مدل هابارد براي وارد كردن برهم¬كنش الكترون-الكترون استفاده شده است. با توجه به جهت مغناطش الكترود¬هاي گرافيني، سيستم مورد¬ بررسي رفتار¬هاي متفاوتي از خود نشان مي دهد. نشان مي دهيم كه در اين حالات اثر راشبا مي¬تواند بر روي مقدار رسانش تأثير بگذارد و جهت اسپين الكترون را بچرخاند. با كنترل ولتاژ¬هاي اعمالي، قدرت راشبا و يا طول نمونه مي¬توان حالت¬هايي را به¬وجود آورد كه در سيستم جريان داشته باشيم و يا هيچ عبور الكتروني صورت نگيرد، بنابراين مي¬توان اين سيستم را يك نوع ترانزيستور اثرميداني درنظر¬گرفت. با در نظر¬گرفتن يك زيرلايه مغناطيسي براي قسمت مركزي نانونوار¬هاي مورد بررسي و استفاده از اثر راشبا مي¬توان يك گاف قابل كنترل در سيستم ايجاد كرد. هم¬چنين در اين پژوهش رسانش و قطبش اسپيني براي نانونوارهاي سيليسين مورد بررسي قرار داده شده است. نشان خواهيم داد كه بدون استفاده از ميدان مغناطيسي يا زيرلايه فرومغناطيسي، و تنها با اعمال دو ميدان الكتريكي عمود برهم مي توان در اين سيستم رسانش وابسته به اسپين مشاهده كرد. با تغيير مقدار ولتاژعمودي و عرضي مي¬توان قطبيدگي اسپين را از 1(كاملا بالا) تا 1- (كاملا پايين) تغيير داد. تأثير بي-نظمي¬هاي تصادفي نيز بر روي اين سيستم بررسي شده¬است و نشان خواهيم داد نتايج نسبت به بي¬نظمي هاي ضعيف تغيير نمي¬كند. واژه‌هاي كليدي:گرافين، سيليسين، ترانزيستوراثرميداني، اثر راشبا