شبیه سازی و تحلیل فوتو ترانزیستور مبتنی بر نانو نوارهای گرافینی آرمچیر

در این پایان نامه به بررسی و تحلیل عملکرد آشکارساز نوری با ساختار ترانزیستوری و ناحیه فعال از جنس نانونوار گرافین پرداخته شده است. در این راه ابتدا نانونوار گرافین معرفی و شیوه به دست آوردن هامیلتونین آن با رویکرد تنگ بست توضیح داده شده است. با استناد به نتایج حاصل از شبیه سازی ها در رویکرد تنگ بست نیاز به در نظر گرفتن سه همسایگی اول و آثار لبه ای مشهود است. سپس با استفاده از قانون طلایی فرمی ضریب جذب نوری و بازدهی کوانتمی برای نانونوار با طول نامحدود محاسبه گردید، که مقدار بازدهی کوانتمی از مرتبه %10 به دست آمد. هم چنین با استفاده از این قانون اثر اعمال بایاس به نانونوار بررسی شد. این بررسی ها نشان می دهند که با اعمال بایاس بین سورس و درین افزاره بازدهی کوانتمی افزایش می یابد، اما به طور کلی افزایش اندازه ولتاژ گیت موجب کاهش بازدهی کوانتمی می گردد. در موارد خاصی بایاس اعمالی به گیت منجر به از بین رفتن گرادیان رابطه پاشندگی انرژی-تکانه شده، لذا جذب موثر در ناحیه گسترده تری از ناحیه اول بریلوئن اتفاق می افتد و به تبع آن بازدهی کوانتمی از مرتبه %30 حاصل می شود. در ادامه با استفاده از توابع گرین غیر تعادلی به بررسی عملکرد افزاره پرداخته و جریان تاریک و سهم خطی جریان نوری محاسبه شده است. با انجام این شبیه سازی ها برای افزاره با ساختار ترانزیستوری جریان تاریک در مرتبه میکروآمپر پیش بینی می شود. برای کاهش جریان تاریک ساختاری با دو گیت پیشنهاد گردید که به گیت های آن ولتاژ با علامت مختلف متصل گردد. در صورت بایاس افزاره پیشنهادی در ولتاژ آستانه هدایت، شبیه سازی ها جریان تاریک از مرتبه نانوآمپر و بازدهی کوانتمی در حدود %7 را پیش بینی می نمایند. کلید واژه: نانونوار گرافین، آشکارساز نوری، توابع گرین غیر تعادلی، قانون طلایی فرمی