فهرست مطالب

نشریه اپتوالکترونیک
سال ششم شماره 1 (پیاپی 14، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/01/18
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اکبر خلج*، علی اصغر شکری، نادیا سلامی صفحات 1-12
    در این مقاله، با استفاده از رهیافت تابع گرین خواص ترابرد الکتریکی یک ساختار متجانس شبه یک بعدی مبتنی بر  (مانند سیم کوانتومی) در حضور برهمکنش الکترون- فونون به طور نظری مطالعه می شود. برای این منظور، ساختار مورد نظر با طول محدود  را بین دو الکترود نیم بی نهایت فلزی در نظر می گیریم. با استفاده از هامیلتونی این ساختار در چارچوب تقریب بستگی قوی، ضریب عبوردهی الکترون را در رهیافت تابع گرین در غلظت های مختلف Al و طول های متفاوت سیم کوانتمی ناحیه میانی به دست می آوریم. برای مطالعه اثر الکترون- فونون، یک نیروی واداشته تابع مکان و زمان را به هر اتم در یک زنجیره ی خطی در تقریب هماهنگ در نظر می گیریم. جابجایی هر اتم در انرژی پرش آن با همسایه ها موثر است. نتایج محاسباتی این مقاله می تواند به درک ما از برهمکنش الکترون - فونون و تاثیر آن در خواص ترابرد الکتریکی کمک کند.
    کلیدواژگان: برهمکنش الکترون - فونون، سیم کوانتومی، ضریب عبوردهی الکترونی، مدل تابع گرین، تقریب هماهنگ
  • سعید قنبری* صفحات 13-24
    ما یک شبکه مغناطیسی دائمی سه لایه ای را برای اتم های فرا سرد معرفی می کنیم که توسط دو آرایه دو بعدی از بره های مربعی مغناطیسی به همراه یک میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی ایجاد می شود. سه آرایه دو بعدی مجزا از میکروتله های مغناطیسی، در بالای لایه ی بالایی بره های مغناطیسی، زیر لایه ی پایینی و بین آنها تولید می شود. ما عباراتی تحلیلی برای تعیین مکان کمینه های میدان مغناطیسی غیر صفر و همینطور برای مشخص کردن مقادیر فیزیکی دیگری، مانند اندازه میدان مغناطیسی (B)، خمیدگی ها و بسامدهای تله در هر کمینه ارائه می کنیم. عبارت های تحلیلی برای B با نتایج عددی هم-خوانی خوبی دارند. بنابراین، تمام عبارت های تحلیلی به دست آمده از آن ها قابل اعتماد هستند. برخی از کمیت های فیزیکی مرتبط را می توان با استفاده از میدان مغناطیسی یکنواخت کنترل کرد. همچنین، بسامدهای تله بین لایه های مغناطیسی در یک شبکه سه لایه ای، در مقایسه با بسامدهای ایجاد شده توسط یک لایه از آهنربا ها در یک شبکه دو لایه ای بالاتر هستند. بنابراین، از دست دادن اتم ها کاهش می یابد و محدود سازی بهتری برای آن ها فراهم می شود.
    کلیدواژگان: اطلاعات کوانتومی، چگالیده های بوز-اینشتین، شبکه های اپتیکی، مدل های اسپینی کوانتومی، تراشه های اتمی
  • فهیمه بهزادی*، سید محمد قاضی صفحات 25-32
    در این مطالعه، خواص الکترونیکی و مغناطیسی فسفرین تک لایه به کمک نظریه تابعی چگالی اسپینی مورد بررسی قرار گرفت. فسفرین تک لایه یک نیمه رسانای ذاتی نوع p است که خاصیت مغناطیسی ندارد. فسفرین کاربردهای بسیاری در ادوات الکترونیکی مانند ترانزیستورها و یا باطری های یونی دارد. اما فسفرین اولیه به دلیل نداشتن خاصیت مغناطیسی، دارای کاربردهای محدود در ادوات اسپینترونیکی است. با اعمال نقص غیرنقطه ای تهی جای اتمها به صورت 6 تایی، نمونه خاصیت مغناطیسی پیدا می کند و این مساله مرتفع می گردد. برای این منظور، ما از یک سلول بزرگ 64 اتمی استفاده می کنیم. بعلاوه با اعمال نقص، گاف انرژی ساختار از 1.50eV به 0.33eV کاهش پیدا می کند و ساختار به نیمه رسانای نوع n تبدیل می گردد. با غیر فعال کردن پیوندهای آزاد نمونه دارای نقص با اتمهای H، گاف انرژی افزایش می یابد و به مقدار 1.73eV می رسد. نوع نیمه رسانای این نمونه، به نوع p بازمی گردد. با مهندسی ساختار می توان نمونه با گاف انرژی و خاصیت مغناطیسی دلخواه را طراحی و در آزمایشگاه جهت کاربرد مورد نظر ساخت.
    کلیدواژگان: فسفرین تک لایه، نقص غیرنقطه ای تهی جا، غیرفعال کردن با عنصر H، خواص الکتریکی، خواص مغناطیسی
  • الناز پوررضا، نوشین داداش زاده* صفحات 33-40
    پلاسمای جفت شده القایی چکیده (ICP) به طور گسترده در کاربردهایی مانند پردازش مواد و ساخت ادوات میکروالکترونیک استفاده می شود. با این حال، خواص الکترومغناطیسی آنها به طور کامل بررسی نشده است. بنابراین، ما شبیه سازی های المان محدود (2 بعدی)، وابسته به زمان را در این پژوهش انجام دادیم. نمودارهای میدان مغناطیسی، چگالی الکترون، و دما را برای گاز آرگون با اعمال توان متغیر 750 وات، 950 وات، 1100 وات و 1200وات انجام داده ایم. در یک مطالعه مقایسه ای، اثر تغییر توان ورودی بر پارامترهای پلاسما بررسی شد و نتایج مربوطه نشان داده شد. نشان داده شد که با افزایش توان، چگالی الکترون و دما در محفظه کار افزایش می یابد. در ادامه، با توان ثابت 1200 وات به عنوان یک توان بهینه شده، تاثیر جابجایی موقعیت سیم پیچها و کاهش ضخامت لایه دی الکتریک بر شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون و دما بررسی شد و نشان دادیم که با تغییر مکان سیم پیچها، شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون و دمای راکتور تغییری نمی کند.اما با کاهش ضخامت لایه دی الکتریک شار میدان مغناطیسی، چگالی الکترون، و دما به مقدار ناچیزی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: واکنش شیمیایی، دمای بالا، پلاسمای جفت شده القایی، روش اجزای محدود، دمای الکترون
  • محمدجواد ملکی، محمد سروش*، غلامرضا اکبری زاده صفحات 41-50

    در این پژوهش، با طراحی یک موج بر پلاسمونی با محدودکنندگی قوی، یک کلید کوچک الکترواپتیکی طراحی و شبیه سازی می شود. با استفاده از یک برجستگی سیلیکونی در نزدیکی گرافن و تنظیم پتانسیل شیمیایی آن، یک کانال پلاسمونی ایجاد می شود که بسته به مقدار پتانسیل شیمیایی گرافن، گذر سیگنال نوری را کنترل می کند. با اعمال پتانسیل شیمیایی 0/1 و 0/5 الکترونولت، تلفات کانال به ازای بسامدهای 25 تا 45 تراهرتز از 78/03 تا 0/23 دسی بل بر میکرومتر تغییر می کند. اندازه ساختار برابر 0/057 میکرومتر مربع است که نسبت به ساختارهای مشابه کوچک تر است. اندازه کوچک ساختار یکی از نیازهای اساسی در طراحی مدار مجتمع نوری است. این ویژگی همراه با طول تزویج 218/2 میکرومتر و ضریب شایستگی 1246 نشان می دهد که پلاسمون های سطحی به خوبی در کانال طراحی شده محدود و هدایت می شوند. با توجه به نتایج به دست آمده، کلید پلاسمونی طراحی شده را برای کاربردهای آنالوگ و دیجیتالی مختلف می توان پیشنهاد داد.

    کلیدواژگان: پلاسمون پلاریتون سطحی، کانال پلاسمونی، کلید الکترواپتیکی، گرافن
  • سجاد هاشمی عباس آبادی، سید یحیی میرافضلی*، حمیدرضا باغشاهی صفحات 51-58

    در ماشین های گرمایی کوانتومی با به کار بردن ماده کار کوانتومی می توان کار تولید کرد. در ماشین اتو کوانتومی اگر اختلاف بین سطوح انرژی در فرآیند بی دررو به صورت همسان تغییر کنند بازده این ماشین مشابه بازده همتای کلاسیکی خود است ولی اگر این اختلاف به صورت ناهمسان تغییر نماید بازده بیشتری نسبت به همتای کلاسیکی خود دارد. بعلاوه، با استفاده از منبع غیرگرمایی (چلانده گرمایی یا همدوس گرمایی) به جای منبع گرمایی می توان بازده و کار بیشتری تولید کرد. در این پژوهش با استفاده از نوسانگر هماهنگ ساده به عنوان ماده کار برای ماشین اتو کوانتومی و اضافه کردن سد دلتا به منظور ایجاد اختلافی ناهمسان در سطوح انرژی و همچنین در نظر گرفتن منبع غیرگرمایی، بازده و کار خالص بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که استفاده از این ماده کار و منبع غیرگرمایی باعث می شود در یک محدوده فرکانسی، بازده و کار خالص بیشتر گردد.

    کلیدواژگان: ماشین اتو کوانتومی، بازده، حمام همدوس گرمایی، حمام چلانده گرمایی
|
  • Akbar Khalaj *, Aliasghar Shokri, Nadia Salami Pages 1-12
    In this paper, the electrical transport properties of a quasi-one dimensional heterostructure based on the GaAs (such as quantum wire) are studied in the presence of the electron-phonon interaction, theoretically. In this regards, a homogeneous quasi-one dimensional quantum wire with a given length is considered which is coupled between two semi-infinite metal leads. Using the Hamiltonian of the system the framework of the tight binding method within the effective mass approximation, the electron transmission coefficient are studied as a function of the electron energy and also the applied filed frequency. Different values of the length as well as Al concentrations of the central region are considered. In order to investigate the electron-phonon effects, we consider a time and space dependent external field which is applied on each atoms in a linear chain within the harmonic approximation. The numerical results of this paper can have shed light on the electron-phonon impacts on the electron transport of the nanowire.
    Keywords: Electron-phonon interaction, Quantum wire, Transmission coefficient, Green’s function, Harmonic approximation
  • Saeed Ghanbari * Pages 13-24
    We introduce a trilayer permanent magnetic lattice for ultracold atoms which is created by two 2D arrays of square magnetic slabs plus a bias magnetic field. Three separate 2D arrays of magnetic microtraps located above the top layer of magnetic slabs, below the bottom layer and between them are produced. We provide analytical expressions for determining the location of non-zero magnetic field minima, as well as other physical quantities such as the absolute value of the magnetic field (B), curvatures, and trap frequencies at each minimum. The analytical expressions for B are in good agreement with the numerical results. Therefore, all the analytical expressions extracted from them are reliable. Some of the relevant physical quantities can be controlled using the bias magnetic field. Also, the trap frequencies between the magnetic layers in a trilayer lattice are higher compared to those in a bilayer lattice created by a single layer of magnets. Therefore, atom loss decreases and a better confinement is provided for them.
    Keywords: quantum information, Bose-Einstein condensates, optical lattices, quantum spin models, atom chips
  • Fahimeh Behzadi *, Seyed Mohammad Ghazi Pages 25-32
    In this study, the electronic and magnetic properties of monolayer phosphorene through spin polarized density functional theory are investigated. The monolayer phosphorene is a p-type nonmagnetic semiconductor. Phosphorene has many applications in electronic devices such as transistors and ionic batteries, but no magnetic properties of pristine phosphorene limits its applications in spintronic devices. By applying antidote vacancy defect with 6 atoms vacancies, the sample becomes magnetic and this issue is resolved. For this purpose, we use a supercell of 64 atoms. In addition, the energy bandgap of the structure decreases from 1.50eV to 0.33eV by applying defect, and the structure transits to the n-type semiconductor. By H-passivating, the energy bandgap increases to the value 1.73eV. The semiconductor type of this sample returns to its initial type, p-type. With structural engineering, it is possible to design the sample with the desired bandgap energy and magnetic property, and fabricate in the Lab for the desired application.
    Keywords: Monolayer phosphorene, antidote vacancy defects, H-passivation, electrical properties, Magnetic Properties
  • Elnaz Poorreza, Noushin Dadashzadeh * Pages 33-40
    Inductively coupled plasma (ICP) is widely used in applications such as material processing and microelectronic device fabrication. However, their electromagnetic properties have not been fully investigated. Therefore, we performed time-dependent (2D) finite element simulations in this study. We have made profiles of magnetic field, electron density, and temperature distribution for argon gas by applying variable power of 750 W, 950 W, 1100 W and 1200 W. In a comparative study, the effect of input power change on plasma parameters was investigated and the relevant results were shown. It was shown that with increasing power, the electron density and temperature in the working chamber increase. In the following, with a constant power of 1200 watts as an optimized power, the effect of changing the position of the coils and reducing the thickness of the dielectric layer on the magnetic field flux, electron density and temperature was investigated and we showed that by changing the position of the coils, the magnetic field flux, the electron density and the temperature of the reactor do not change. However, with the decrease in the thickness of the dielectric layer, the magnetic field flux, the electron density, and the temperature decrease to an insignificant amount.
    Keywords: chemical reaction, high temperature, inductively coupled plasma, finite element method, electron temperature
  • MohammadJavad Maleki, Mohammad Soroosh *, Gholamreza Akbarizadeh Pages 41-50

    In this study, a small electro-optic switch is designed and simulated by designing a plasmonic waveguide with high confinement. By using a silicon ridge near graphene and adjusting its chemical potential, a plasmonic channel is provided that controls the optical signals transmission depending on the graphene chemical potential. By applying chemical potentials of 0.1 eV and 0.5 eV, the channel loss for frequencies ranging from 25 to 45 THz changes from 78.03 to 0.23 dB/µm. The structure size is 0.057 µm2, which is smaller than similar structures. The small size of the structure is one of the fundamental requirements of optical integrated circuit designing. This feature, along with a coupling length of 218.2 µm and a figure of merit of 1246, indicates that surface plasmons are well confined and guided in the designed channel. With regard to the obtained results, the designed plasmonic switch can be proposed for various analog and digital applications.

    Keywords: Surface plasmon polaritons, Plasmonic channel, Electro-optic switch, Graphene
  • Sajjad Hashemi Abasabadi, Sayyed Yahya Mirafzali *, HamidReza Baghshahi Pages 51-58

    In quantum thermal machines, by using a quantum working substance work can be produced. In a quantum Otto machine, if the difference between energy levels are changed by the same ratio in the adiabatic process, the efficiency of this machine is the same as its classical counterparts; However, if this difference is changed inhomogeneously, it will have larger efficiency. Additionally, by the use of non-thermal reservoir (squeezed thermal or coherent thermal) instead of thermal reservoir more work and efficiency can be produced. In this investigation, using a simple harmonic oscillator as the working substance in the quantum Otto machine and adding a delta barrier, in order to make the inhomogeneous difference in energy levels, also considering a non-thermal reservoir, the efficiency and work are investigated. The results show that by utilizing this working substance and non-thermal reservoir, will make efficiency and work to be increased in the special frequency interval.

    Keywords: Quantum Otto Machine, Efficiency, Coherent thermal reservoir, Squeezed thermal reservoir