فونون ها یا بسته های انرژی ارتعاشات الاستیک شبکه کریستالی، در تعیین خصوصیات الکتریکی، نوری و حرارتی مواد و ساختار های نانو تاثیر به سزایی دارند .از این خصوصیات می توان به رسانایی الکتریکی ، رسانایی حرارتی ، اندرکنش فونون با حاملهای بار اشاره کرد .بنابر این می توان با مدیریت فونون در ساختار های نانو می توان در خصوصیات ذکر شده دستکاری کرد و عملکرد ادواتی که از این ساختارها استفاده می کنند را بهبود داد .در این پایان نامه ابتدا مروری بر فعالیت های انجام شده در زمینه مدیریت فونون ها پرداخته می شود .سپس در ادامه روابط فیزیکی حاکم بر امواج الاستیک یا همان فونون ها مورد بررسی قرار می گیرد .و در نهایت با ارائه روش هایی برای مدیریت فونون ها، دستکاری هایی در خصوصیات ساختار های الکترونیکی ، الکترونیک نوری در سایز نانو انجام می گیرد .در بخش اول این پایان نامه، رسانایی حرارتی نانو ساختارها محاسبه گردیده و میزان رسانایی حرارتی برای ساختارهای نانوی چند لایه بدست آورده می شود .از این نتایج می توان در بهبود ادوات ترمو الکتریک و نحوه انتقال حرارت از مدارات مجتمع الکترونیکی به بیرون از چیپ اسفاده نمود .در بخش دوم ، اندرکنش فونون ها با الکترون مورد بررسی قرار می گیرد و زمان واهلش الکترون در ادوات مبتنی بر انتقال بین زیر باندی محاسبه می شود .تاثیر کوچک شدن سایز بصورت کوانتیزه شدن مد های فونونی، در روی اندر کنش الکترون فونون های آکوستیکی در انتقال های بین زیر باندی در چاه کوانتومی استخراج می شود .همچنین با اضافه کردن یک لایه یک نانومتری به داخل چاه کوانتومی که دارای امپدانس آکوستیکی متفاوت با جنس چاه دارد، امکان کنترل زمان واهلش) افزایش و کاهش ( بوجود آورده می شود .کنترل زمان واهلش الکترون همان کنترل طول عمر حامل است .طول عمر حامل در ایجاد وارونگی جمعیت و یا تخلیه جمعیت از باند های انرژی ، پارامتر تعیین کننده می باشد .در قسمت آخر و در بخش بررسی امکان طراحی ادوات پسیو فونونی، ساختاری برای کوپلر فونونی پیشنهاد می شود و محاسبات مرتبط با آن انجام می گیرد
متن يادداشت
acoustic phonon relaxation time is proposed. Carrier relaxation time or carrier lifetime in the population inversion or depopulation of the subbands, is a decisive parameter. In the final part of the project, a review of the design of passive phononic devices is performed and phonon coupler structure is proposed and its related calculations are carried out-sized photonic and electronic. In the first part of this project, the thermal conductivity of nanostructures is calculated and the thermal conductivity for some new multilayered nanostructures is obtained. These results can used to improve the properties of thermoelectric devices, and also be useful for finding the methods for heat removing from electronic integrated circuits. In the second part of this project the interaction of electrons with phonons in intersubband relaxation based devices, is investigated. Also the effect of phonon mode quantization in nano scale devices on electron relaxation time is calculated. Based on these results a procedure to control the electron- structures, and improving the properties of electronic or photonic devices. In this thesis, an overview of the activities carried out on the phonon engineering was discussed. Then the theories and physics of elastic waves or phonons are studied. Finally, by providing methods for phonon engineering, manipulate properties of nano -Phonons or quantized energies of elastic vibrations of the crystal lattice, characterize the electrical, optical and thermal properties of materials and nanoscale structures such as electrical conductivity, thermal conductivity, carrier interaction. There for phonons play an important role in device developing and scaling down. By managing the phonon spectrum called Phonon engineering one can manipulate the specification of nano
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )