تحلیل رفتار چگالی حامل های بار روی یک سطح گرافنی تحت بایاس در دو مدل ظرفیت کوانتومی و کلاسیکی

در این مقاله چگالی حاملهای بار القاء شده توسط بایاس درگاهی روی یک سطح گرافنی در یک ساختار خازنی مسطح که یک صفحه آن گرافن و صفحه دیگر آن فلز ( درگاه ) است به ازای مقادیر مختلف ولتاژ درگاه محاسبه شده است ؛ سپس ولتا‍ژ درگاهی و ولتاژ در کل ناحیه بین فلز و گرافن یعنی دی الکتریک بدست آمده است. ولتاژ و چگالی حاملها در نقاط مختلف این ساختار با استفاده از جعبه ابزار PDE در نرم افزار متلب به روش ظرفیت کوانتومی بررسی و محاسبه شده است . نتایج نشان می دهند که ظرفیت کوانتومی خصوصا برای سیستمهای با چگالی حالت پایین مهم است ( مانند یک سیستم دو بعدی الکترونی در سطح یک دی الکتریک و یا سطح مشترک گرافن ) . در آخر به تحلیل و مقایسه نتایج حاصل از مدل ظرفیت کوانتومی با نتایج مدل ظرفیت کلاسیکی و روش پوآسون – دیراک به عنوان یک روش عددی خود سازگار پرداخته ایم تا نشان دهیم وجه تمایز ظرفیت کلاسیکی و کوانتومی در نظر گرفتن تصحیح کوانتومی در مدل کوانتومی است که تنها هنگامی نقش آشکاری ایفا می کند که صفحه فلزی بسیار نزدیک به صفحه گرافن باشد و در این حالت نتایج مدل کوانتومی و روش خودسازگار پوآسون – دیراک یکسانند .