عنوان
اسپينترونيك در ابرشبكه‌هاي مبتني بر نانونوارهاي فسفرن
نويسنده اصلي
آتنا بروغني
مقطع تحصيلي
دكترا
چكيده
در سال‌هاي پسين بررسي ويژگي‌هاي ترابردي، سازوكار تونل‌هاي مبتني بر ساختارهاي دوبعدي نظير گرافن، تحت بررسي ويژه‌اي قرار گرفته‌اند. اما گاف صفر گرافن، كاربرد اين ماده را در مدارهاي نانوالكترونيكي محدود كرده است. در حالي‌كه فسفرن به عنوان يك نيم‌رسانا با تحرك زياد حامل‌ها، گاف نواري قابل تنظيم و ويژگي ناهمسانگردي زياد مي‌تواند يك گزينه مناسب براي استفاده در تكنولوژي نيم‌رسانا باشد. در اين رساله دكتري، ويژگي‌هاي الكترونيكي و اسپينترونيكي در ابرشبكه‌هاي مبتني بر نانونوارهاي فسفرن بررسي شده است. با توجه به اين‌كه استفاده از اسپين الكترون به جاي بار الكترون براي پردازش و ذخيره‌سازي اطلاعات، نيازمند توليد جريان قطبيده اسپيني خالص با اسپين بالا يا پايين است بنابراين با استفاده از ماتريس انتقال، ضريب عبور در حضور و عدم حضور اثر راشبا، ميدان تبادلي و ولتاژ گرايش براي تك سد مستطيلي وابرشبكه مستطيلي به‌دست آمده است. نتايج نشان داده‌اند كه به دليل نداشتن پارادكس كلاين در سيستم‌هاي فسفرني مي‌توان به قطبش صددر صد اسپيني دست يافت. علاوه براين نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند كه با كنترل روي قدرت راشبا و ولتاژ گرايش، نانونوار فسفرن مي‌تواند به عنوان فيلتر اسپيني براي جريان ورودي عمل كند. هم‌چنين نتايج نشان مي‌دهد كه سيستم مي‌تواند به عنوان وارون‌گر اسپيني نيز عمل كند. نتايج نشان دادند كه با افزايش تعداد سدها به بيست سد، احتمال عبور كامل براي زوايه فرودي صفر مشاهده مي‌شود. هم‌چنين نشان داده شد كه با افزايش تعداد سدها، احتمال عبور كامل در انرژي‌هاي فرودي كم‌تر رخ مي‌دهد. علاوه براين مشاهده شد كه با افزايش تعداد سدها مي‌توان احتمال عبور كامل را در عرض سدهاي كوچك‌تر مشاهده نمود. علاوه براين نتايج نشان دادند كه احتمال عبور و قطبش اسپيني در حضور ميدان تبادلي كه با قرار دادن يك عايق فرومغناطيسي روي لايه فسفرن در ناحيه سد به‌وجود آمده است، با تنظيم عرض مانع مي‌تواند به يك برسد. هم‌چنين با افزايش تعداد سدها، احتمال عبور كامل در حضور ميدان تبادلي براي زاويه فرودي صفر رخ مي‌دهد درحالي‌كه احتمال عبور براي اين زاويه در تك سد كوچك گزارش شده است. هم‌چنين نتايج در حضور ميدان تبادلي نشان دادند كه احتمال عبور كامل و قطبش صد در صدي براي تعداد بيشتري از انرژي‌هاي فرودي رخ داده است. علاوه براين مشاهده شد كه احتمال عبور كامل در حضور ميدان تبادلي با افزايش تعداد سدها در انرژي‌هاي فرودي كم‌تر رخ داده است. نتايج نشان دادند كه درحضور ميدان تبادل بهترين نتايج در بيست سد رخ داده است. نتايج نشان دادند كه تعداد موانع در ساختار ابرشبكه نقش مهمي در قطبش اسپيني خروجي در حضور اثر راشبا بازي مي‌كند كه مي‌تواند در طراحي دستگاه‌هاي اسپينترونيك بهينه شده مورد استفاده قرار گيرد. علاوه براين با كنترل قدرت راشبا مي‌توان يك الكترون فرودي با اسپين بالا را به يك الكترون خروجي با اسپين پايين تبديل كرد. هم‌چنين كنترل قدرت راشبا اين امكان را فراهم مي‌كند كه پرتو الكترونيكي فرودي با قطبش اسپيني صفر به قطبش اسپيني دلخواه تبديل شود كه نقش به سزايي در مدارهاي كيوبيت دارد. هم‌چنين نتايج نشان دادند كه درحضور اثر راشبا بهترين نتايج در پنج سد رخ مي‌دهد.
شماره ركورد
196488
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
فيزيك حالت جامد
استاد راهنما
دكتر ادريس فيض آبادي