حل تحلیلی میدان های الکتروالاستیک در محیط های پیزوالکتریک همسانگرد جانبی با توزیع متناوب نانوساختارهای کوانتومی: بررسی اثر هندسه نانوساختارها

تعیین دقیق میدان های الکتروالاستیک در مواد پیزوالکتریک دارای نانوساختارهای کوانتومی به منظور تعیین رفتار و عملکرد دقیق الکترومکانیکی اینگونه مواد دارای اهمیت فراوان است. در این مقاله دستگاه معادلات دیفرانسیل پاره ای حاکم بر محیط پیزوالکتریک در حضور نانوساختارهای کوانتومی تشکیل داده شده و با استفاده از روش سری فوریه، راه حلی تحلیلی، کلی و جامع برای حل و بدست آوردن میدان های الکتروالاستیک در مواد پیزوالکتریک همسانگرد جانبی در اثر وجود نانوساختارهای کوانتومی با توزیع متناوب ارائه می شود. از ویژگی های منحصر بفرد این روش حل، درنظر گرفتن کلیه اندرکنش های میدان های الکتریکی و مکانیکی از یک سو و کلیه اندرکنش های میان نانوساختارها از سوی دیگر می باشد. نشان داده می شود که بر خلاف توزیع متناوب نقطه های کوانتومی، در حالت توزیع متناوب سیم های کوانتومی هیچگونه میدان الکتریکی و پتانسیل الکتریکی در محیط پیزوالکتریک القا نخواهد شد. به علاوه، با استفاده از این روش حل می توان میدان های الکتروالاستیک را بر اثر وجود نانوساختارهای کوانتومی با شکل های دلخواه تعیین نمود. مسائل متنوعی از توزیع متناوب سیم های کوانتومی با هندسه های مختلف مقاطع آن ها و همچنین توزیع متناوب نقطه های کوانتومی با هندسه های متداول مورد حل و بررسی قرار می گیرند و اثر تغییر در هندسه نانوساختارهای کوانتومی تشریح می شود. بر اساس نتایج بدست آمده تغییر در هندسه نانوساختارهای کوانتومی می تواند تا چندین برابر میدان های الکتروالاستیک ایجاد شده در محیط پیزوالکتریک را تحت تاثیر قرار دهد و لذا تعیین هندسه نانوساختارهای کوانتومی و متعاقبا تعیین دقیق میدان های الکتروالاستیک ناشی از آن ها از اهمیت زیادی در استفاده از این نانوساختارها در زمینه های مختلف تحقیقاتی و تکنولوژیکی برخوردار می باشد.