فهرست مطالب

Journal of Interface, Thin Film and Low Dimension Systems
Volume:6 Issue: 1, Summer-Autumn 2022

  • تاریخ انتشار: 1402/10/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رجب یحیی زاده صدقیانی*، زهرا هاشم پور صفحات 547-558
    در این مطالعه، یک مدل عددی برای تجزیه و تحلیل میزان بازترکیبی اوگر در دیود های لیزری با چاه کوانتم ‏چند گانه ‏‎ C-plane InGaN/GaN ‎تحت فشار هیدرواستاتیک استفاده شده است ‏‎. ‎برای به دست آوردن ‏مقادیر ویژه انرژی و توابع ویژه مربوط به‎ ‎دیود های لیزری ‏‎ ‎از تکنیک های دیفرانسیل محدود استفاده شد و ‏حالت های ویژه حفره ها با استفاده از روش‎6‎×6 k.p ‎تحت فشار هیدرواستاتیک اعمال شده محاسبه شد ه است ‏‎. ‎مشخص شد که تغییر فشار تا 10 گیگا پاسکال، چگالی حامل را به ترتیب تا‎ ‎0.75×10^19 cm-3 ‎و‎ ‎‎0.56×10^19cm-3 ‎ ‎برای حفره ها و الکترون ها و شکاف باند موثر را افزایش می دهد‎. ‎بر اساس نتیجه، می تواند ‏انرژی بستگی اکسایتون را کاهش دهد، نرخ میدان الکتریکی را تا‎ ‎0.77MV/cm ‎و نرخ نوترکیبی اوگر را به ‏میزان ‏cm^3s^-1‎‏ 27^10×0.6 ترتیب در نواحی چاه های کوانتومی چندگانه کاهش دهد‎. ‎همچنین محاسبات ‏نشان داد که سرعت نوترکیبی اوگر حفره-حفره-الکترون‎ (CHHS) ‎و الکترون-الکترون-حفره‎ (CCCH) ‎بیشترین سهم را در نرخ نوترکیبی اوگر داشته است‎. ‎مطالعات ما بینش دقیق تری را در مورد منشاء افت ‏میزان بازترکیبی اوگر تحت فشار هیدرواستاتیک در‎ ‎‏ دیود های لیزری مبتنی بر‎ InGaN ‎ارایه می کند.‏
    کلیدواژگان: بازترکیبی اوگر، انتگرال های همپوشانی، دیود لیزری، ‎ چاه کوانتم چند گانه ‎ ‎
  • علی محمد یدالهی*، محمدرضا نیازیان، معصومه فیروزی، ابوالفضل خدادادی سریزدی صفحات 559-571

    در این مقاله، ویژگیهای ترموالکتریکی نانو لوله نیترید بور دو سر بسته (6،0) در حالت بدون ناخالصی و ناخالصی تک اتم کربن به جای اتمهای بور و نیتروژن در مرکز ، سمت چپ و راست این نانولوله در رنج انرژی 5.5- تا 5.5+ الکترون ولت و دماهای 200، 300، 500، 700، 900، 1100 و 1300 کلوین مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد با افزایش دما و ایجاد ناخالصی، باند گپ تحت تاثیر قرار گرفته و به طور جزیی کاهش یافته است. بیشترین کاهش در باند گپ و کمترین کاهش در ارتفاع پیک مربوط به دمای 1300 کلوین می باشد. با افزایش دما تعداد پیکها کاهش یافته است که نشان می دهد تحرک الکترونها و حفره ها افزایش یافته و جایگزیدگی آنها کاهش یافته است. همانطور که دما افزایش می یابد، ارتفاع پیکهای رسانش گرمایی افزایش می یابد. اما رسانش گرمایی در رنج 10-9 در مقیاس نانو می باشد که عدد کوچکی می باشد. ضریب شایستگی با افزایش دما افزایش یافته است و بیشترین افزایش مربوط به دمای 1300 کلوین می باشد. مقادیر ضریب شایستگی مخصوصا در دماهای بالا بیشتر از 1 می باشد که نشان می دهد نانولوله نیترید بور دو سر بسته (6،0) شایسته برای انتخاب به عنوان ماده ترموالکتریک می باشد.

  • مسعود هنریار، سید علی حسینی*، سید حسین پیشگار صفحات 573-581
  • سید مهدی بیضائی*، خدارحم قندی، پیمان امیری صفحات 583-589
    پایداری ساختاری، خواص الکترونیکی و مغناطیسی نانولوله آرمچر(5، 5) InP آلاییده شده با اتمهای وانادیم، منگنز و نیکل با استفاده از محاسبات اصول اول بررسی شده است. محاسبات توسط کد PWscf انجام شد. اتمهای وانادیم، منگنز و نیکل بجای اتمهای P در نانولوله InP جایگزین شدند. زوایای بهینه بین آنها و طول پیوند محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که تغییرات ممان مغناطیسی با مقدار پیش بینی شده قانون هوند مطابقت دارد. نتایج نشان می دهد که نانولوله های InP آلاییده شده با منگنز، فلز فرومغناطیسی است، در حالی که نانولوله های InP آلاییه شده با نیکل، یک فلز غیر مغناطیسی است. بعلاوه، مهمتر از همه دوپینگ V در نانولوله های InP منجر به فرومغناطیس نیمه فلزی می شود. بنابراین نتایج حاضر پیش بینی می کنند که نانولوله InP آلاییده شده با V برای کاربردهای صنعتی، به ویژه در دستگاه های اسپینترونیک و نانومغناطیس ها مفید است. برای شناسایی پایدارترین پیکربندی، انرژی تشکیل بستگی و انرژی همبستگی برای همه ترکیبات محاسبه شد. در نهایت، نانولوله InP آلاییده شده با نیکل پایدارتر از سایرین بود.
    کلیدواژگان: نظریه تابعی چگالی، فلز واسطه 3d، نانولوله های فسفید ایندیم، ویژگی الکترونیکی و ساختاری، دستگاه های اسپینترونیک
  • سمیه عسگری*، ژاله ابراهیمی نژاد، امیرهوشنگ رمضانی صفحات 591-602

    لایه های نازک قلع با روش کندوپاش مگنترون DC تهیه شد و تاثیر عملیات بازپخت بر روی خواص فیزیکی، ساختاری، ریخت شناسی و نوری لایه های قلع با پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و اسپکتروفتومتر UV-VIS بررسی شد.تغییر مقاومت الکتریکی و سختی فیلم نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج XRD، افزایش دمای بازپخت در استوکیومتری فیلم تغییری نکرد، اما کیفیت کریستالی فیلم را بدتر کرد. فیلم انباشت شده با ساختار آمورف به یک ساختار کریستالی تک فازی که جهت گیری ترجیحی در امتداد (111) دارد و ساختار پلی کریستالی در دمای بازپخت بالاتر تغییر یافت. با توجه به تصاویر SEM، یک ساختار متراکم در طول بازپخت به یک ساختار منطقه برهنه تبدیل شد. بازتاب فیلم های TiN حداقل را در ناحیه مریی نشان می دهد و بیانگر افزایش قابل توجه بازتاب در ناحیه مادون قرمز است. مقدار انرژی فاصله باند نوری با افزایش دمای بازپخت افزایش می یابد، در حالی که مقاومت الکتریکی و مقادیر سختی کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: فیلم های قلع، کندوپاش مگنترون DC، جهت گیری ترجیحی رشد
  • رضا ترکمانی، باقر اصلی بیکی*، حمید نقش آرا، مسیح دربندی صفحات 603-612
|
  • Rajab Yahyazade Sedghiani *, Zahra Hashempour Pages 547-558
    In this study, a numerical model was used to analyze the Auger recombination rate in c-plane InGaN/GaN multiple-‎quantum-well lasers(MQWLD) under hydrostatic pressure. Finite difference techniques were employed to acquire ‎energy eigenvalues and their corresponding eigenfunctions of ‎ MQWLD, and the hole eigenstates ‎were calculated via a 6‎×6 k.p method under applied hydrostatic pressure. It was found that a change in pressure ‎up to 10 GPa increases the carrier density up to‎ ‎0.75×1019 cm-3 and ‎0.56×1019cm-3 ‎ for the holes and electrons, ‎respectively, and the effective band gap. Based on the result, it could decrease the exaction binding energy, rise the ‎electric field rate up to 0.77 MV/cm ‎, and decrease the Auger recombination rate up to 0.6‎×1027cm3s-1 in the ‎multiple-quantum well regions. Also, calculations demonstrated that the hole-hole-electron (CHHS) and electron-electron-hole (CCCH) Auger recombination rate had the largest contribution to the Auger recombination rate. Our ‎studies provided more detailed insight into the origin of the Auger recombination rate drop under hydrostatic ‎pressure in InGaN-based LEDs.‎
    Keywords: Auger Recombination, Overlap integrals, Laser diode, multi-quantum well
  • Ali Mohammad Yadollahi *, MohammadReza Niazian, Masoumeh Firouzi, Abolfazl Khodadadi Pages 559-571

    In this study, the thermoelectric properties of (6, 0) two sided-closed single-walled boron nitride nanotube ((6, 0) TSC-SWBNNT) in the state without impurity and a single carbon atom impurity instead of boron and nitrogen atoms in the center, left and right The nanotube was investigated in the energy range of -5.5 to 5.5 eV and temperatures of 200, 300, 500, 700, 900, 1100 and 1300 K. The results show that, with the increase in temperature and the creation of impurity, the band gap is affected and becomes noticeably smaller. The highest decrease in band gap is at 1300 K. With increasing temperature, the number of peaks has decreased, which shows that the mobility of electrons and holes has increased and their localization has decreased. As the temperature increases, the height of the thermal conduction peaks increases. But in general, the thermal conduction values are in the range of 9-10 nanoscale. Merit coefficient (ZT) values have increased with the increase in temperature, and the highest values are related to the temperature of 1300 K. The high values of 1 for ZT especially at high temperatures indicates that (6, 0) TSC-SWBNNT are suitable for choosing as thermoelectric material.

    Keywords: nanotube, Seebeck coefficient, coefficient of merit, Thermal conductivity, Electrical conductivity
  • Masoud Honaryar, Seied Ali Hosseini *, Seyyed Hossein Pishgar Komleh Pages 573-581

    This paper, in the first step, introduces a low-power oscillator in the GHz range using the CNFET technology with a Schmitt Trigger, in which the Upper Trigger Point and Lower Trigger Point can be adjusted only through a change in the diameter of the nanotubes of two CNFETs. In this oscillator, the frequency and duty cycle of the output signal can be adjusted via a change in the physical parameters of the transistors and capacitor capacity. The relation of frequency based on Physical parameters is analysed and obtained. The power consumption of the proposed oscillator at 2 GHz frequency is only 2.7 µWatt. The circuit has an output frequency variation range of 50 KHz to 3.5 GHz with a power consumption rate of 0.15 to 12 µwatts in the without offset mode. Through the use of frequency shift in the with offset mode, we can access a wide range of frequency ranges by changing the input voltage. Proposed Circuits are evaluated with the Stanford CNFET Model at 32nm technology in terms of output frequency linear range, power consumption and frequency stability against temperature and process variation and are approved.

    Keywords: Schmitt Trigger, Carbon Nanotube, Voltage Controlled Oscillator, Chirality Vector, Offset Frequency
  • Seyyed Mahdy Baizaeea *, Khodarahm Ghandi, Peiman Amiri Pages 583-589
    Structural stability, electronic and magnetic properties of armchair (5, 5) InP nanotube doped with V, Mn, and Ni are investigated using first-principles calculations. The calculations are performed by the PWscf code. The V, Mn, and Ni metals are replaced by the P position in the InP nanotube. The optimized angles between them and bond lengths are calculated. The results illustrate that the magnetic moment changes are in agreement with the predicted value of Hund’s rule. The results show that Mn-doped InPNT is a ferromagnetic metal, whereas Ni-doped InPNT is a non-magnetic metal. More; importantly doping V in InPNT leads to half-metallic ferromagnetism. Thus, the present results predict that the InP nanotube doped with V is useful for industrial applications, especially in spintronic devices and Nano magnets. To identify the most stable configuration, the formation binding energy and cohesive energy are calculated for all compounds. In the end, the InP nanotube doped with Ni is more stable than others.
    Keywords: density functional theory, 3d Transition metal, InP nanotubes, Electronic, Structural properties, spintronic devices
  • Somayeh Asgary *, Zhaleh Ebrahiminejad, AmirHoshang Ramezani Pages 591-602

    TiN thin films are prepared by the DC magnetron sputtering method, and the effect of post annealing treatment on the physical, structural, morphological, and optical properties of TiN layers are investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM), and UV-VIS spectrophotometer. Variation of electrical resistivity and film’s hardness are also investigated. Based on the XRD results, increasing annealing temperature would not change film’s stoichiometry, but deteriorates improvement of the films crystalline quality. The as-deposited film with amorphous structure changes to a single-phase crystalline structure that has a preferred orientation along (111) and the polycrystalline structure at higher annealing temperatures. According to SEM images, a dense structure transforms to a denuded zone structure during annealing temperature. The reflectance of TiN films shows a minimum in the visible region indicating a significant increase in the infrared region. The optical band gap energy value increases by increasing the annealing temperature while, the electrical resistivity and hardness values decrease.

    Keywords: TiN films, DC magnetron sputtering, preferred growth orientation
  • Reza Torkamani, Bagher Aslibeiki *, Hamid Naghshara, Masih Darbandi Pages 603-612
    In this study, the effect of oxidation temperature and substrate type on the morphology and optical properties of the ZnO films were investigated. The films were prepared by oxidation of metallic zinc layer under air atmosphere. To examine the effect of oxidation on the growth process, the temperatures of 400, 600, and 800 C were considered. To study the impact of the substrate, amorphous quartz and crystalline silicon substrates were used. At 400 C and quartz substrate, the thin layer grows in the form of particles, while it grows in the nanoflake-like shape when using silicon substrate. The surface roughness increases by the increasing the oxidation temperature. The samples prepared on silicon substrate indicate higher surface roughness than those prepared using quartz substrate. The band gap energy of the films elevated by increasing the oxidation temperature from 400 to 600 C, and then decreased by further increasing the annealing temperature to 800 C. The photoluminescence (PL) spectra of the films confirmed the emission due to exciton recombination related to near band edge emission (NBE) and emission due to defects.
    Keywords: ZnO, Thin film, Sputtering, Substrate, optical properties