شناسایی مولکول توسط ترانزیستور اثر میدان نانو نوار گرافنی
/هاله کردحقی
: پژوهشکده فیزیک کربردی و ستاره شناسی
، ۱۳۹۶
، افشاری
چاپی
کارشناسی ارشد
فوتونیک( گرایش الکترونیک)
۱۳۹۶/۰۶/۱۵
تبریز
چکیده در دههصی اخیر استفاده از نانو ساختارها مثل نانو لولهصها ، نانو سیمصها یا نانو نوارها برای شناسایی مولکولصها بر اساس خواص الکتریکی این ساختارها توجه بسیاری را به خود جلب کرده است .اخیرا نشان داده شده است که به دلیل حساسیت بالای خواص الکتریکی نانو ساختارهای گرافنی، شناسایی مولکولصها با استفاده از این ساختارها، دارای دقت بالاتری است .یکی از این نانو ساختارها که در این پایان نامه مورد توجه قرار گرفته، نانو نوار گرافنی است .شناسایی و تشخیص مولکولصها دارای کاربردهای متعددی از جمله در پزشکی مانند تعیین توالی دی ان ای، شناسایی انواع پروتئین و ... است .روشصهای متعددی برای شناسایی مولکولصها با استفاده از این نانو ساختارها وجود دارد که یکی از آنصها استفاده از ترانزیستور اثر میدان است .به این صورت که نانو نوار گرافنی مانند یک ترانزیستور اثر میدان عمل میصکند که شامل دو الکترود از جنس نانو نوار گرافنی و یک ناحیهصی پراکندگی میصباشد .با قرار گرفتن مولکولصها روی نوار گرافنی مشخصهصی عبور الکترونی تغییر میصکند .با مقایسهصی مشخصهصی عبور الکتریکی با حالتی که هیچ مولکولی روی نوار وجود ندارد، میصتوان مولکول را از طریق نوع پیوند آن با نانو نوار شناسایی کرد .روش مورد استفاده در این پایان نامه بر اساس محاسبهصی چگالی حالت، ساختار باندی و بررسی نمودار احتمال عبور الکترونی بر مبنای فیزیک تشدید فانو از طریق بستهصهای نرم افزاری قدرتمند سیستا(SIESTA) و ترنسیستا (TRANSIESTA) میصباشد
In the last decade, the use of nano-structures such as nanotubes, nanowires or nanoribbons has attracted a lot of attention for the electrical identification of molecules. It has been shown that due to the high sensitivity of the electrical properties of graphene, the identification of molecules using these structures has a higher accuracy coefficient. One of the nanostructures used in this thesis is graphene nanoribbon. Identification and diagnosis of molecules have many applications, including in medicine such as DNA sequencing, identification of protein types, and so on. There are several methods for identifying molecules using these nanostructures, one of which is the use of a field effect transistor (FET). As the graphene nano-ribbon acts like a field effect transistor, it consists of two electrodes of its own graphene nano-ribbon and a scattering region. By placing the molecules on the graphene nanoribbon, the electron transport curve changes. By comparing this transport diagram with the absence of any molecules on the nanoribbon, the molecule can be identified by its type of bond with the nanoribbon. The method used in this thesis is based on the calculation of the density of state (DOS), the band structure, and the evaluation of the electron transport chart through the powerful SIESTA and TRANSIESTA softwares