فهرست مطالب

Interface, Thin Film and Low Dimension Systems - Volume:4 Issue: 1, Summer-Autumn 2020

Journal of Interface, Thin Film and Low Dimension Systems
Volume:4 Issue: 1, Summer-Autumn 2020

  • تاریخ انتشار: 1400/08/19
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رجب یحیی زاده*، زهرا هاشم پور صفحات 311-322
    در این مقاله ، از یک مدل عددی برای تجزیه و تحلیل پارامترهای فتو-ولتیک با توجه به خصوصیات الکترونیکی سلول های خورشیدی InGaN/GaN با چاه کوانتومی چندگانه (MQWSC) تحت فشار هیدرواستاتیک استفاده شده است. از تکنیک های دیفرانسیل محدود برای بدست آوردن مقادیر ویژه انرژی و توابع ویژه الکترونی و روش k.p برای حفره ها تحت فشار هیدرواستاتیک اعمال شده استفاده می شود. تمام گذارهای مجاز متقارن تا زیر باند پنجم چاه های کوانتوم (مدل چند زیر باند) و جذب نوری سد در نظر گرفته شده است. عرض خطی ناشی از پراکندگی های حاملها باهم و حامل ها با فونونهای طولی (LO) نیز در نظر گرفته شده است. تغییر فشار تا 10 گیگا پاسکال باعث افزایش زمان پراکندگی داخل باند تا 38 فمتو ثانیه برای حفره های سنگین و 40 فمتو ثانیه برای حفره های سبک می شود، ارتفاع تابع لورنتس را افزایش می دهد، انرژی گذار بین نواری را کاهش می دهد و سرعت بازترکیبی تابشی را کاهش می دهد. مدل چند زیر باند تاثیر مثبتی بر میزان بازترکیبی تابشی دارد.
    کلیدواژگان: آهنگ بازترکیب، سلول خورشیدی، جذب نوری، چاه کوانتومی چند گانه
  • محمدرضا سلطانی*، سعید مهدوی فر، مریم محمودی، آرزو جهانشیر صفحات 323-329

    در این تحقیق، دینامیک درهم تنیدگی یک سیستم دو اسپینی با برهمکنش بلندبرد مورد بررسی قرار می گیرد.برای این منظور، ما از نگاتیویته بعنوان معیاری برای اندازه گیری درهم تنیدگی استفاده می کنیم. با استفاده از عملگر تحول زمانی، دینامیک درهم تنیدگی سیستم در زمان t بدست می آید. دو حالت اولیه مختلف برای سیستم در نظر گرفته می شود و رفتار دینامیکی سیستم برای هر کدام بطورجداگانه مورد مطالعه قرار می گیرد. در نهایت، پارامترهای J و D نیز بصورت تابعی از R در نظر گرفته و تحول زمانی در هم تنیدگی در R های مختلف بررسی می شود. ما دریافتیم که در برهمکنش بلند برد، وابستگی رفتار دینامیکی سیستم به R، در سیستم ها با حالت های اولیه مختلف، متفاوت است. اما در هر دو حالت، برهمکنش DM و میدان مغناطیسی تاثیری بر دینامیک درهم تنیدگی ندارند.

    کلیدواژگان: دینامیک درهمتنیدگی، بلندبرد، منفی شدگی، برهمکنش ژیالوشینسکی - موریا، میدان مغناطیسی
  • فائزه حسنی، بتول سجاد*، سیده ثریا موسوی، مهرناز سیمدر، محمدامین بسام صفحات 331-338

    لایه نشانی لیزر پالسی به دلیل مزیت های منحصر به فردی که در رشد مواد مختلف دارد یک روش سنتز کارآمد است. علاوه بر این کیفیت لایه های نازک به پارامترهای مختلف فرآیند لایه نشانی بستگی دارد. ضمن این که اکسید روی به خاطر ویژگی های منحصر به فردش کاربردهای فراوانی در ساخت ادوات اپتیکی، الکترونیکی و الکترواپتیکی دارد. ما یک چیدمان لایه نشانی لیزر پالسی را برپا کرده ایم تا لایه های نازک ZnO را روی زیرلایه های شیشه ای انباشته کنیم. این پژوهش مشخصه های ساختاری و اپتیکی لایه های انباشته شده با دو نرخ تکرار پالس متفاوت را بررسی می کند. براساس عکس های میکروسکوپ اپتیکی و میکروگراف های میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM  به دست آمده از لایه ها افزایش نرخ تکرار پالس، یکنواختی توزیع اندازه ذرات را افزایش می دهد و ضخامت لایه را بیش تر می کند. هم چنین مشخصه های اپتیکی که به کمک اسپکتروسکوپی مریی- فرابنفش بررسی شده، نشان می دهد نرخ جذب و عبور، گاف انرژی و کیفیت کریستالی لایه ها با تغییر نرخ تکرار پالس قابل تنظیم است.

    کلیدواژگان: لایه نشانی لیزر پالسی، نرخ تکرار پالس، اکسید روی، ویژگی های اپتیکی، ساختار مورفولوژی، شاریدگی لیزر
  • آرزو جهانشیر* صفحات 339-346
    اثر جفت شدگی اسپین مدار، تغییرات تابع موج و مقادیر ویژه انرژی در دمای محدود ساختارهای مقید اکسیتون و چند اکسیتونی بخش مهمی از چالش های پیش رو در فیزیک سیستم های مقید با بعد کم است. در این مقاله یک روش نظری برای بدست آوردن پارامترهای ذکر شده در سیستم های مقید با بعد کم ارایه شده است. به همین دلیل با توجه به اهمیت موضوع، با استناد بر اصول نظریه میدان های کوانتومی و روش بازنمایی نوسانگر و بهنجارش عملگرهای زاد و فنا اثرات نسبیتی برهم کنش بر روی تغییرات هامیلتونی سیستم مقید در دمای محدود اعمال شده است. نتایج نظری برای تحول فناوری های نوین در ساخت مواد جدید، تراشه های الکترونیکی و میکروالکترونیک، نیمه رساناها، سلولهای سوختی، سلول های فتوولتاییک کاربرد قابل توجهی دارد.
    کلیدواژگان: ساختار مقید، اکسیتون، جرم نسبیتی، برهم کنشهای اسپینی
  • محسن قاسمی*، سوده مومنی، افروز طاهریان صفحات 347-356
    در این پژوهش ، لایه های نازک ZnSe با روش تبخیر حرارتی با آهنگ انباشت 0.2 ، 0.4 ، 0.6 و 0.8 نانومتر بر ثانیه و با ضخامت ثابت 250 نانومتر بر روی بستره شیشه ای انباشت شدند. همه نمونه ها به مدت 100 دقیقه در دمای 400 درجه سانتیگراد آنیل شدند. تکنیک های مختلفی مانند طیف سنجی UV-Vis ، آنالیز پراش اشعه X (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای بررسی پارامترهای فیزیکی مختلف مانند گاف انرژی ، ضریب شکست ، ضریب خاموش شدن ، ثابت دی الکتریک و تخلخل استفاده شد. تاثیر آهنگ انباشت بر پارامترهای ذکر شده مورد بررسی قرار گرفت. طیف های XRD نشان داد که لایه های نازک ZnSe دارای ساختار مکعبی هستند و پارامترهای ساختاری مانند ثابت شبکه ، اندازه بلورها ، کرنش و چگالی دررفتگی برای نمونه های مختلف تعیین شد. حداکثر میانگین عبور93.1٪ در ناحیه طول موج مریی برای آهنگ انباشت 0.6 (نانومتر بر ثانیه) بدست آمد. گاف انرژی با استفاده از روش استخراج از برازش طیف جذب (DASF) محاسبه شد و مقادیر گاف انرژی در محدوده 3.71±0.01 تا 3.98±0.01 الکترون ولت بدست آمد. در نهایت، رابطه بین ویژگی های اپتیکی و ریزساختاری لایه های ZnSe مورد مطالعه قرار گرفت.
    کلیدواژگان: تکنیک تبخیر حرارتی، لایه های ZnSe نانوساختار، آهنگ انباشت، خواص اپتیکی، خواص ریزساختاری
  • سمیرا نصیری، اسلام قره شعبانی* صفحات 357-364
    لایه نازک سه تایی تیتانیوم کروم نیتراید روی زیر لایه سیلیکون (100) بدون دمای خارجی به وسیله کندوپاش مگنترونی رادیو فرکانسی نهشت شد. زیر لایه در فاصله 35 میلی متری از هدف قرار داده شد. ریخت شناسی رشد، ساختار کریستالی، زبری، زاویه تماس و ضخامت پوشش به صورت تابعی از توان رادیو فرکانسی ورودی و ولتاژ بایاس منفی مطالعه شد. نتایج پراش اشعه ایکس نشان می دهد که پیکهای پراش تیتانیوم کروم نیتراید فقط در نمونه های با بایاس منفی 70 ولت زیرلایه رویت شد. ریخت شناسی سطح به وسیله میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان بررسی شد. فیلمها با افزایش ولتاژ بایاس منفی از آبدوستی به آبگریزی تغییر می کنند. زبری و زاویه تماس نمونه ها با کاهش توان رادیو فرکانسی از 300 وات به 200 وات افزایش می یابند. در هر دو حالت (الف) و (ب) آهنگ نهشت با افزایش توان هدف، افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: تیتانیوم کروم نیتراید، کندوپاش مگنترونی رادیو فرکانسی، ولتاژ بایاس، اشعه پراش ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان
|
  • Rajab Yahyazadeh *, Zahra Hashempour Pages 311-322
    In this paper, a numerical model is used to analyze photovoltaic parameters according to the electronic properties of InGaN/GaN multiple-quantum-well solar cells (MQWSC) under hydrostatic pressure. Finite difference techniques have been used to acquire energy eigenvalues and corresponding eigenfunctions of InGaN/GaN MQWSC, where all eigenstates are calculated via a 6×6 k.p method under applied hydrostatic pressure. All symmetry-allowed transitions up to the fifth subband of the quantum wells (multi-subband model) with barrier optical absorption are considered. The linewidth due to the carrier-carrier and carrier-longitudinal optical (LO) phonon scattering are also considered. A change in pressure up to 10 GPa increases the intraband scattering time up to 38 fs for heavy holes and 40 fs for light holes. The raise in the height of the Lorentz function reduces the excitonic binding energy and decreases the radiative recombination rate up to 0.95×1025 cm-3S-1.  The multi-subband model has a positive effect on the radiative recombination rate.
    Keywords: recombination rate, Solar cell, optical absorption, multi-quantum well
  • MohammadReza Soltani *, Saeed Mahdavifar, Maryam Mahmoudi, Arezu Jahanshir Pages 323-329
    Introduction

    In this study, we investigate the dynamics of the Entanglement in a two-spin system with long-range interaction.

    Method

    For this purpose, we use negativity as the entanglement measurement. Using the time evolution operator, we obtain entanglement dynamics of the system at time t. We consider two different initial states and investigate the dynamical behavior of the system for all of them separately. Finally, we consider both J and D as a function of R and then study the time evolution of the entanglement in different R.

    Results

    We find that in the long-range interaction, the R dependence of the dynamical behavior in the two systems is different. Depending on the initial states, the DM interaction and the magnetic field have no effect on the entanglement dynamics.

    Keywords: Entanglement dynamics, long range, negativity, Dzyaloshinskii-Moriya interaction, Magnetic field
  • Faezeh Hassani, Batool Sajad *, Seyede Soraya Mousavi, Mehrnaz Simdar, MohammadAmin Bassam Pages 331-338

    The pulsed laser deposition is a practical synthesis route because of its unique advantages in growing various materials. Furthermore, the quality of thin films depends on different parameters in the deposition process. Meanwhile, ZnO has many applications in manufacturing optics, electronics, and optoelectronics instruments because of its exclusive properties. We have set up a PLD array to deposit the ZnO thin films on glass substrates. This study investigates the structural and optical characteristics of the films deposited at two different pulse repetition rates. Based on the optical-microscopic images and the scanning electron microscope (SEM) micrographs of films, increasing pulse repetition rate increases the uniformity of the particle size distribution and enhances film thickness. Also, the optical characterization performed by UV-Visible spectroscopy shows that the absorption and transmission rate, bandgap energy, and crystalline quality of the films can adjust by tuning the pulse repetition rate.

    Keywords: pulsed laser deposition, Pulse Repetition Rate, optical properties, Morphological Structure, Laser Fluency
  • Arezu Jahanshir * Pages 339-346
    Spin-orbit interactions of exciton relativistic bound states at a finite temperature in the framework of the projective unitary representation in a physics model with the Coulomb potential have been investigated. The ground state of the system in order to describe the temperature effect in a low dimension environment has been defined. The bound state, with electron-hole pair, has attracted a great deal of interest in thin films and nanophysics. The reality of the state has been the subject of intense concern among theoreticians and experimenters in recent years. Spin-orbit interactions of exciton are considered to be in an electron-hole pair bound state. The problem of spin interactions of coupled states based on the quantum field theory in its widest sense is a method to control and achieve reasonable goals; and in this article, the problem is examined in detail. The structure of the interaction Hamiltonian with the Coulomb type potential at finite temperatures is defined and then the mass and energy spectra of an exciton based on the spin interactions are determined theoretically. The defined properties at finite temperature can be used for new high technology materials of semi-conductive features for electronics, microelectronics, photovoltaic or solar cell manufacturing, and semiconductor chips.
    Keywords: Bound state, Exciton, Relativistic mass, Spin interactions
  • Mohsen Ghasemi *, Soodeh Momeni, Afrouz Taherian Pages 347-356
    In this research, ZnSe thin films were deposited on glass substrate by the thermal evaporation method with deposition rates of 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8 nm/s and with a constant thickness of 250 nm. All samples were annealed for 100 minutes at a temperature of 400 °C. Various techniques such as UV–Vis spectrophotometer, X-ray diffraction (XRD) analysis, and scanning electron microscope (SEM) were used to investigate different physical parameters such as energy band gap, refractive index, extinction coefficient, dielectric constant, and porosity of the ZnSe thin films.  The influence of the deposition rate on the mentioned parameters was investigated. The XRD patterns showed that the ZnSe thin films have a cubic structure. The structural parameters such as lattice constant, crystallite size, strain, and dislocation density were determined for different samples. The maximum average transmittance of %93.1 in the visible wavelength region was obtained for the deposition rate of 0.6 (nm/s). The optical band gap was calculated using the derivation of absorption spectrum fitting (DASF) method, and the values of the energy bandgap were obtained in the range of 3.710.01 to 3.980.01 eV. The XRD results acquired from the Williamson-Hall method showed that the crystallites size and strain of different samples were achieved in the range of 21.61.1 to 42.92.3 nm and (0.610.02)×10-3 to (2.890.04)×10-3, respectively. Finally, the relation between the optical and microstructural properties of the ZnSe films was studied.
    Keywords: Thermal evaporation technique, Nanostructured ZnSe films, Deposition rate, optical properties, Microstructural properties
  • Samira Nassiri, Eslam Ghareshabani * Pages 357-364
    The ternary titanium chromium nitride (TiCrN) thin film on Si (100) substrate without any external temperature was deposited by radio frequency (RF) magnetron sputtering. The substrate was kept at a distance of 35 mm from the target. The growth morphology, crystalline structure, roughness, contact angle, and thickness of the coatings were studied as a function of the input RF power and negative bias voltage. The grazing incident X-ray diffraction (GIXRD) results show that TiCrN diffraction peaks appeared only in samples with substrate bias = -70 V. The surface morphology was investigated by Atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The films change from hydrophilic to hydrophobic with the increase of negative bias voltage. The roughness and contact angle of the samples increase with the decrease in the RF power from 300 W to 200 W. In both cases (a) and (b), the deposition rate increases as a result of an increase in the target power.
    Keywords: TiCrN, RF magnetron sputtering, Bias voltage, GIXRD, FE-SEM