کریستالهای فتونیکی یک بعدی رده جدیدی از مواد اپتیکی با مدولاسیون دوره ای در ثابت دی الکتریک می باشند. این مواد مصنوعی گستره ای از بسامدهای ممنوعه را بوجود می آورند که انتشار امواج الکترومغناطیسی در آن گستره کاملا ممنوع است که این گستره بسامد ممنوعه گاف نواری نامیده می شود. این ویژگی خاص از کریستالهای فتونیکی بطرز چشمگیری شارش نور را تغییر داده و با دستکاری فوتونها به کاربردهای بالقوه ای در زمینه اپتیک منجر می شود. در این پایان نامه، با استفاده از ثابت دی الکتریک دوره ای و روش بسط موج تخت، ساختار باند شبکه های مثلثی و مربعی محاسبه می شود. برای این منظور، ساختاری شامل آرایش منظم و دوره ای از استوانه های دی الکتریک موازی با سطح مقطع دایره ای در نظر گرفته شده است. ما دریافتیم که گاف های کامل به ازای قطبش های s و p در ساختار باند پدیدار می شوند. وابستگی پهنای گاف ها به نسبت ثابت دی الکتریک استوانه ها به محیط اطراف و کسر حجمی بررسی شده و در دو شبکه مقایسه گردیده است. همچنین با استفاده از ماتریس انتقال، خصوصیات بازتابی ساختار فتونیکی دوره ای یک بعدی بررسی و بازتابش چند جانبه ساختار یک بعدی شامل فیلم های متناوب مطالعه شده است. ساختارهای متفاوتی متشکل از لایه های مختلف بررسی شده و ساختاری با 100% انعکاس برای گستره وسیعی از طول موجها پیشنهاد شده است.

نانولوله های کربنی به عنوان یک سیستم نانومتری، پس از کشف به سرعت پیشرفت کرد. این مواد، با توجه به ویژگی های الکتریکی منحصر به فردشان کاربرد های فراوانی در نانوالکترونیک دارند. بنابراین، یافتن ویژگی های ذاتی آن ها ضروری است. شکل ظاهری نانولوله های کربنی استوانه تو خالی است که روی سطح آن اتم های کربن در گوشه های شش ضلعی قرار گرفته اند. بسیاری از ویژگی های این سیستم به شکل ظاهری آن وابسته است. نانولوله های کربنی به دلیل داشتن قطر کم و طول بلند نسبت به قطرشان، سیستم های جالبی برای مطالعه ی نظری و تجربی فیزیک یک بعدی هستند. در این پایان نامه، ویژگی های نانو لوله از تصویر کردن شبکه ی آن بر لایه ی گرافن در دستگاه مختصات دوبعدی و همین طور، به صورت سیستمی در دستگاه مختصات استوانه ای، بدست می آید و شرط رسانا یا نیمه رسانا بودن نانولوله تعیین می شود. ویژ گی های ساختاری نانولوله های کربنی در فضای حقیقی و فضای وارون بیان می شود و تقارن های بلوری آن ها مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از مفهوم گروه عامل بردار موج، گروه تقارنی بردار موج در نقاط مختلف از فضای وارون تعیین می گردد. تقارن فضایی نانولوله تأثیر مستقیمی بر فعالیت های اُپتیکی نانولوله های کربنی دارد. تعداد ارتعاشات فعال رامان و مادون قرمز در نانولوله های کربنی تک دیواره با استفاده از نظریه ی گروه، تعیین می شود. در مهم ترین بخش این پایان نامه، جمله های موثر در هامیلتونی نانولوله های کربنی که ناشی از اختلالات داخلی (بردار موج) و اختلالات خارجی (اعمال میدان) است، با استفاده از مفهوم ناوردایی هامیلتونی تحت تأثیر عملگرهای گروه تقارنی آن، به دست می آید.

در این پایان نامه رفتار دمای پایین سیستم نردبان دو پای اسپین 2/1 در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت مورد بررسی قرار گرفته است. برهم کنش تبادلی بین اسپین ها در هر دو راستای پله ها و پاها از نوع پاد فرومغناطیس انتخاب شده است. یک روش مناسب برای بررسی رفتار سیستم ها انجام آزمایش عددی است. برای انجام یک آزمایش عددی، بایستی هامیلتونی سیستم را به طور عددی قطری کرد. برای این منظور از روش عددی قطری سازی کامل برای به دست آوردن طیف کامل انرژی سیستم استفاده شده است. با استفاده از طیف کامل انرژی سیستم به منظور بررسی ترمودینامیک سیستم، آنتروپی، انرژی داخلی و گرمای ویژه محاسبه و از طرفی اثر مگنتو کالریک نیز بررسی شده است. در این پایان نامه نشان داده شده که در حضور میدان مغناطیسی گرمای ویژه سیستم رفتارهای گوناگونی را نشان می دهد. در میدان مغناطیسی ثابت، ساختاری نوین شامل سه قله در گرمای ویژه نسبت به دما دیده شده است. همچنین گرمای ویژه سیستم نسبت به میدان مغناطیسی اعمال شده نیز رفتارهای فیزیکی بسیار جالبی را نشان می دهد. به ویژه آزمایش عددی ما نشان می دهد که در دماهای نزدیک به صفر مطلق، منحنی گرمای ویژه دارای تقارن آیینه ای است که در توافق بسیار خوبی با نتایج تجربی است. از طرفی میدان مغناطیسی خارجی باعث تغییر نسبتاً بزرگی در آنتروپی سیستمهای اسپینی در دماهای محدود می شود که منجر به اثر مگنتوکالریک (تغییر دما در طی یک فرآیند وامغناطش بی دررو) می شود. علاوه بر این توابع پاسخ اثر مگنتو کالریک نیز مطالعه شده و نتایج به دست آمده نشان دهنده ی این است که در طی یک فرآیند وامغناطش بی دررو، دمای سیستم در مجاورت گذار فازهای کوانتومی کمینه می شود.

در این پایان نامه، ما ترابرد الکترون درون یک دیود تونل زنی تشدیدی متشکل از چاه کوانتومی از جنس gaas و سدهایی از جنس algaas را مطالعه می کنیم. در قطعات نیمرسانای در مقیاس نانو، اثرات کوانتومی در پدیده های ترابرداهمیت بسیار زیادی پیدا می کنند. صرفنظر از سیستم تحت بررسی، معادله بولتزمان نیمه کلاسیک تقریب مناسبی نمی باشد و یک رهیافت کوانتومی مورد نیاز است. در بین فرمول بندی های کوانتومی توسعه یافته در دهه های اخیر، توابع گرین غیر تعادلی بعنوان ابزاری قدرتمند بکار رفته است.به همین دلیل از روش تابع گرین غیر تعادلی برای شبیه سازی قطعه استفاده می کنیم. مشخصه جریان-ولتاژ ، مقاومت دیفرانسیلی منفی و چگالی قطعه با حل خودسازگار معادلات شرودینگر و پواسن بدست آمده است. رفتار تشدیدی نسبت به ضخامت سدها و پهنای لایه حائل را با جزئیات بررسی می کنیم . در ادامه به مطالعه و شبیه سازی یک قطعه اتصال تونل مغناطیسی می پردازیم. این قطعات کاربردهای مهمی از قبیل استفاده در قطعات حافظه مغناطیسی با دسترسی تصادفی دارند. در بسیاری از موارد نسبت تونل زنی مقاومت مغناطیسی بالا مطلوب می باشد. در این مدل نظریه جرم موثر تک باندی و برای فرومغناطیس کبالت مورد استفاده قرار می گیرد. اتصال تونل مغناطیسی شامل دو فرومغناطیس می باشد که توسط یک لایه عایق یا نیمه هادی از یکدیگر جدا شده اند. حتی با وجود تقریب ساده الکترون آزاد، جریان تونل زنی وابسته به اسپین و تونل زنی مقاومت مغناطیسی به مشخصه های سد تونل زنی همچون ضخامت و ارتفاع سد بستگی دارد. مشخصه های ذاتی اتصالگر فرومغناطیس همچون انرژی فرمی، انرژی شکافت بین حامل های اکثریت و اقلیت نیز تاثیرات قابل توجهی بر تونل زنی مقاومت مغناطیسی می گذارد. محاسبات را در غیاب برهم کنش اسپین-مدار و مکانیزم واهلش اسپین انجام می دهیم.

باند نانولوله های کربنی تک دیواره دارای حداقل سه مکان جذب می باشند که عبارتند از : 1- میان سه نانولوله در داخل باند 2- بین دو نانولوله در خارج از باند و 3- روی سطح خارجی نانولوله و در صورت باز بودن انتهای نانولوله مکان جذب دیگری در داخل نانولوله وجود دارد. در این پایان نامه قصد داریم جذب گازهایی چون (هلیوم - هیدروژن) را روی دو مکان جذب خارجی باند نانولوله های کربنی تک دیواره بررسی کنیم. بدین منظور با در نظر گرفتن پتانسیل برهم کنشی ذرات گاز و نانولوله کربنی به شکل پتانسیل لنارد – جونز ، انرژی پیوندی را در این سه مکان جذب و با حل عددی معادلات شرودینگر محاسبه می کنیم. مقایسه این مقادیر نشان می دهد که مکان جذب میان دو نانولوله دارای انرژی بیشتر نسبت به مکان جذب روی سطح خارجی و درون نانولوله می باشد. در ادامه رابطه میان جذب گاز را با اثر انحنا بررسی کنیم. محاسبات نشان می دهند که اثر انحنا برای جذب در ناحیه میان نانولوله بسیار قابل ملاحظه تر از روی سطح خارجی نانولوله می باشد. میزان جذب باافزایش شعاع کاهش یافته تا به یک مقدار حدی برسد. به منظور مطالعه دقیق تر جذب گاز روی نانولوله های کربنی ، نانولوله های کربنی تک دیواره با شعاع و کایرالیتی های متفاوت را در دماهای متفاوت شبیه سازی می کنیم. برای انجام این کار از تکنیک شبیه سازی دینامیک مولکولی کلاسیک استفاده شده است. پتانسیل برهم کنشی بین اتمهای کربن از پتانسیل شبه کلایسکی برنر نوع دوم و برای اندرکنش میان ذرات گاز با یکدیگر و با نانولوله های کربنی از شکل پتانسیل لنارد - جونز استفاده شده است. دمای سیستم را با روش مقیاس بندی سرعت و به منظور بررسی بهتر فرآیند جذب ثابت نگاه می داریم. نتایج شبیه سازی نشان دهنده وابستگی فرآیند جذب به دما می باشد.

ترابرد الکترون از طریق نقطه های کوانتومی در سال های اخیر به طور گسترده ای مطالعه شده است. اثرات بس ذره ای بدیعی همانند اثرات انسداد کولنی و اسپینی، اثر کندو، مقاومت دیفرانسیلی منفی و ... در مطالعه ی نظری و تجربی چنین ساختارهایی مشاهده شده است. در این پایان نامه، به بررسی ترابرد الکترونی از میان تک نقطه کوانتومی و جفت نقطه کوانتومی با استفاده از رهیافت ماتریس چگالی کاهش یافته پرداخته می شود. اثر پراکندگی اسپین روی جریان اسپینی، بررسی می شود که نتیجه آن، کاهش قابل ملاحظه جریان می باشد. هدفی که در ادامه به دنبال آن خواهیم بود مطالعه ی ترابرد الکترون وابسته به زمان در دو حد ولتاژ بالا و پمپاژ می باشد، که رفتار سیستم در این دو حد بررسی می شود.

مواد ترموالکتریک گرادیان دمایی را به الکتریسیته تبدیل می کنند و همچنین قادر به انجام عکس این عمل می باشند . اما ترموالکتریک ها به خاطر کمیت شایستگی پایین خود ، که در کارآیی آنها نقش تعیین کننده ای دارد ، محدودیت کاربردی دارند . از طرفی کمیت شایستگی نانوساختار های یک بعدی به مراتب از همتای کپه ای بزرگ تر است . در این میان نانوسیم سیلیکون به خاطر ویژگی های بدیع از اهمیت بسیاری برخوردار است . در این پایان نامه سعی شده است با مطالعه عوامل موثر بر کمیت شایستگی نانوسیم سیلیکون به مقدار کارآمدی برای آن دست یابیم . ابتدا مدل نانوسیم سیلیکون و ساختار باند الکترونی و چگالی حالت های مربوط به آن را معرفی کرده و تابع توزیع غیر تعادلی را توسط تقریب زمان واهلش و معادلات نیمه کلاسیک حرکت به دست می آوریم . در بخش بعد با استفاده از مدل شرایط مرزی ناحیه ی بریلوئن و فاکتور فوکس-ساندهایمر رسانندگی گرمایی فونون را محاسبه می کنیم . سپس به سهم الکترونی انتقال ترموالکتریکی پرداخته و با کمک تابع توزیع غیرتعادلی و انتگرال های چگالی جریان روابطی برای رسانندگی گرمایی الکترون،رسانندگی الکتریکی و ضریب سی بک تعریف می کنیم . در نهایت با بررسی اثر غلظت الکترون ، سطح مقطع نانوسیم ، دما و زمان واهلش ، در مورد شرایط مناسب جهت بهینه سازی کمیت شایستگی بحث می کنیم .

در این پایان نامه، کارایی تبدیل توان گرمایی به توان الکتریکی یا کمیت شایستگی در نانو ساختارهای دو بعدی مورد مطالعه قرار گرفته است. در صورتی که بتوان به کمیت شایستگی بالایی دست یافت، ماده ای وجود خواهد داشت که بوسیله ی آن می توان گرما را به الکتریسیته تبدیل کرد، واضح است که به این ترتیب می توان از گرمای اتلافی به خوبی استفاده نمود. به این منظور، با حل معادله انتقال بولتزمن و تابع توزیع غیر تعادلی، ویژگی های ترموالکتریکی موثر بر کمیت شایستگی، مانند توان ترموالکتریکی (ضریب سی بک)، رسانندگی الکتریکی، رسانندگی گرمایی فونونی و رسانندگی گرمایی الکترونی محاسبه شده است. در تقریب زمان واهلش، با در نظر گرفتن زمان واهلش وابسته به انرژی به صورت ، ویژگی های ترموالکتریکی کادمیوم سولفید در حالات دو بعدی در حضور پراکندگی های ناشی از فونون آکوستیکی ، فونون اپتیکی و ناخالصی یونیزه به دست آمده است. در بررسی نتیجه، مشاهده گردید که کمیت شایستگی در پراکندگی ناخالصی یونیزه نسبت به پراکندگی های دیگر بیشتر است. علاوه برآن کمیت شایستگی بیسموت تلوراید با محاسبه ی نرخ پراکندگی فونونی با استفاده از قائده ی طلایی فرمی بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که کمیت شایستگی در حضور پراکندگی ناشی از فونون اپتیکی غیر قطبیده با دما افزایش یافته و در دمای k300 به حالت نهایی خود ، حدود0.9رسیده، در حالی که در حضور پراکندگی ناشی از فونون آکوستیکی در همین دما، به مقدار قابل توجه1.2 می رسد.

مشخصه یابی مواد از روی سنجش ویژگی های انتقالی ، بینش ارزشمندی را درباره ی خصوصیات فیزیکی آنها ارایه می دهد. برخی از معمولترین پدیده های انتقالی عبارتند از رسانندگی ، اثر سی بک و اثر هال . پدیده های کمتر شناخته شده دیگر عبارتند از اثر نرنست ،اثر اتینگشاوزن و اثر ریگی – لدیوس. در این پژوهش ضرایب گفته شده در موادی از قبیل نیمه رساناهایی با ساختارهای سه بعدی و نانو ساختار های دو بعدی ویک بعدی بررسی شده است. مهمترین ویژگی فیزیکی مورد بررسی تغییرات ضریب شایستگی الکتریکی مواد، zt ،است. هرچه مقدار این ضریب بیشتر باشد ماده ی مورد نظر می تواند انرژی حرارتی اتلافی بیشتری را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. zt وابسته به رسانندگی الکتریکی، ضریب سی بک و رسانندگی گرمایی است. به علاوه اثر میدان مغناطیسی بر ضریب شایستگی الکتریکی مواد به صورت نظری مورد مطالعه قرار گرفته است . برای توصیف این ضرایب از روش نیمه کلاسیکی معادله ی انتقال بولتزمن با تقریب زمان واهلش استفاده می شود. حرکت حامل ها در نتیجه ی فرایندهای پراکندگی و سوق صورت می گیرد، بر اساس این که پراکندگی حامل ها مهم ترین نقش را در شبیه سازی انتقال بار ایفا می کند ، پراکندگی های ناخالصی یونیزه و فونون آکوستیک را که منجر به زمان واهلش های مجزا می شود معرفی شده است. در ادامه با داشتن اطلاعات کافی از معادله ی انتقال بولتزمن، ضرایب ترموالکتریکی به ازای پراکندگی های مختلف در حضور میدان مغناطیسی برای ساختارهای ذکر شده بدست می آید.

در این پایان نامه انتقال ناهمدوس در دستگاه های در مقیاس نانو بوسیله ی فیزیک کوانتومی مدل سازی شده است. ما روشی را برای بررسی و محاسبه ی مشخصه ی جریان-ولتاژ نانوساختارهایی که به دو هدایتگر فلزی متصل شده اند، با درنظر گرفتن برهم کنش الکترون-فونون بیان می کنیم. روش مورد مطالعه، جریان عبوری از ناحیه ی برهم کنشی را بر اساس فرمول بندی تابع گرین غیر تعادلی بررسی می کند. فرمول بندی تابع گرین غیر تعادلی یک روش کلی برای مدل سازی ترابرد کوانتومی غیر تعادلی در سیستم های باز با درنظر گرفتن اثرات پراکندگی ها است. بنابراین، ابتدا تابع گرین غیر تعادلی را تشریح کرده و سپس اثر پراکندگی های کشسان و ناکشسان را در تابع گرین غیر تعادلی بر اساس مدل های ترابرد کوانتومی توصیف می کنیم. در ابتدای فصل چهارم یک نمونه ی تک ترازی را به عنوان کانال با پراکندگی های کشسان و ناکشسان درنظر می گیریم. جریان محاسبه شده در حضور پراکندگی های فونونی و عدم حضور آنها (پراکندگی های کشسان و ناکشسان) هیچگونه تفاوت آشکاری را نشان نمی دهد. اما تفاوت اصلی در ضریب رسانندگی ظاهر می شود. جایی که در حالت پراکندگی ناکشسان زمانیکه پتانسیل اعمال شده برابر با انرژی فونون می شود، ناپیوستگی ظاهر می شود. این ناپیوستگی در نمودار مشتق ضریب رسانندگی بر حسب پتانسیل بصورت پیک دیده می شود. سپس اصول اساسی مربوط به اثرات پراکندگی های کشسان و ناکشسان را با استفاده از یک رسانای ساده که با ماتریس هامیلتونی توصیف می شود (مدل دو ترازی) نشان می دهیم. نتایج نشان می دهد که پراکندگی ها در نقش هدایتگر سوم عمل کرده و الکترون ها را از سطح انرژی بالاتر جذب کرده و آن ها را به سطح انرژی پایین تر تزریق می کند. و در انتهای فصل چگونگی بکار گیری این روش را برای سیستم های با ابعاد بالاتر که با هامیلتونین توصیف می شوند، نشان داده و مشخصه ی ولتاژ-جریان نانوسیم کوانتومی را در حضور پراکندگی کشسان و غیر کشسان محاسبه می کنیم. نتایج حاصل نشان می دهد که الکترون ها انرژی خود در حرکت در نانو سیم بخاطر پراکندگی های ناکشسان از دست می دهند. با درک این نمونه ها و نتایج مربوط به آن ها، قادر خواهیم بود تا نقش پراکندگی-های اتلافی را در شبیه سازی های تابع گرین غیر تعادلی وارد کنیم.

پایان نامه به مطالعه خصوصیات ترابرد و ترموالکتریکی سیستم های تشکیل شده از نقطه های کوانتومی در رژیم انسداد کولنی اختصاص دارد. ترابرد بار و اسپین درون این سیستم ها هم با استفاده از فرمول بندی تابع گرین غیر تعادلی و هم بوسیله معادله نرخ بررسی می گردد. ما نشان می دهیم که نوع الکترودها می تواند روی خصوصیات ترابرد نقطه های کوانتومی تاثیر بگذارد. به عنوان مثال، یک نقطه ی کوانتومی جفت شده به دو الکترود فلزی را می توان به عنوان یک شیر اسپینی در نظر گرفت، مادامی که نقطه ی کوانتومی جفت شده به یک الکترود فلزی و یک الکترود فرومغناطیس همانند یک دیود اسپینی رفتار می نماید. کارکرد یک دیود اسپینی متشکل از یک نقطه ی کوانتومی جفت شده به یک الکترود فلزی و یک فرومغناطیس با استفاده از مطالعات نرخ بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که چرخش اسپینی باعث کاهش محسوس قطبیدگی جریان می گردد و قدرت اتصال بین نقطه ی کوانتومی و الکترودها تاثیر عظیمی بر کارکرد دیود دارد. علاوه بر این، مشاهده می شود که هندسه مذکور می تواند در حضور گرادیان دما نیز به عنوان یک دیود اسپینی در نظر گرفته شود. اثر تداخل کوانتومی، برهم کنش کولنی، و تونل زنی بین نقطه های کوانتومی بر خصوصیات ترابرد سیستم های دو نقطه ی کوانتومی بررسی می شود. علاوه بر این، خصوصیات ترموالکتریکی نقطه های کوانتومی در رژیم پاسخ خطی نیز بررسی می شود. مشاهده می گردد که این وسایل نسبت به نمونه های کپه ای دارای کارایی ترموالکتریکی بهتری می باشند. ترابرد وابسته به فونون درون نقطه های کوانتومی با استفاده از فرمول بندی های معادله نرخ و تابع گرین غیر تعادلی مطالعه می گردد. برهم کنش الکترون-فونون منجر به ظهور پدیده های جالب و بدیعی همانند هدایت دیفرانسیلی منفی و زیرنوارهای نوسانی در طیف هدایت می گردد. تاثیر این برهم کنش بر خصوصیات ترموالکتریکی نقطه های کوانتومی هم بررسی می گردد. نتایج نشان می دهد که برهم کنش الکترون-فونون باعث افزایش نوسانات توان گرمایی، افزایش تعداد پیک های عدد شایستگی و کاهش بزرگی آن می شود. علاوه بر این، ترابرد وابسته به فوتون در نقطه های کوانتومی و در رژیم بی دررو مورد بررسی قرار می گیرد. جریان وابسته به اسپین و زمان درون یک نقطه ی کوانتومی تحت تاثیر ولتاژ گیت پله ای و میکروموج با استفاده از فرمول بندی تابع گرین بررسی می شود. علاوه براین، اثر میدان های وابسته به زمان بر مقاومت مغناطیسی تونل زنی نیز مورد مطالعه قرار می گیرد.

این پایان نامه به مطالعه عددی انتقال همدوس در نانو ساختارها می پردازد.اگر انتقال الکترون درقطعات مقیاس نانو کمتر از مسیر آزاد میانگین در برخورد غیر کشسان بشود ؛ طبیعت کوآنتومی الکترون ها ظاهر می شود.اگر مقیاس ابعاد کمتر از 100 نانومتر بشود , اثرات کوآنتومی ظاهر شده و بر عملکرد قطعه تاثیر می گذارد.انتقال بالستیک انتقال الکترون ها با مقاومت الکتریکی ناجیز در پراکندگی است. بنابراین در شبیه سازی دستگاه های آینده به مدل هایی نیاز داریم که فیزیک انتقال کوآنتومی را در نظر بگیرد. در این پایان نامه انتقال الکترون در رژیم بالستیک مطالعه شده است. در رژیم بالستیک , روش تابع گرین غیر تعادلی برای توصیف اثرات کوآنتومی مورد استفاده قرار گرفته است. در این دستگاه با اعمال ولتاژ سطوح انرژی کوآنتومی جابه جا می شود. نمودارهای جریان-ولتاژ دیود تونل زنی تشدیدی در حالت های متقارن و نامتقارن رسم شده است.

در این رساله پراکندگی القایی بریلوئن با استفاده از یک و دو سلول sbsبرای تقویت کننده تک و دو عبوری با محیط فعال حالت جامدnd:yag مورد بررسی و تحلیل تجربی و نظری قرار گرفته است. اثر تعداد مد های طولی در فرایند sbs و تعیین تعداد مد های طولی برای داشتن بهینه انرژی بازتابی و جبران اثرات غیر خطی در شکل فضایی پالس لیزر و همچنین پالایش طیفی پالس استوکس و بررسی علل آن از جمله اهداف مورد نظر می باشد که برای اولین بار مد نظر قرار گرفته است.بدین منظور یک نوسانگر تک جهتی حلقوی در مد عرضی tem00با قابلیت تولید یک تا چند مد طولی بکار گرفته شد.ساختار مدی تشدیدگر به دو روش تبدیل فوریه سریع(fft)و نقش تداخلی ناشی از یک اتالن فابری_پرو،مورد تحلیل و مقایسه قرار گرفت. میدان لیزری با شدت های مختلف اعمال و شدت میدان استوکس بازگشتی برای تمامی حالات مدی در چیدمان تک و دو سلول sbs ارزیابی و نتایج با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج نشان می دهدساختار دو سلولی موجب پالایش مدی پالس استوکس گردیده و کیفیتفضاییاستوکس بسیار نزدیک به باریکه لیزر اولیه است، حذف ابیراهی هاناشی از قطعات اپتیکی کاملاً مشهود و از مزیت های بدست آمده می باشد. وجود سلول تقویت کننده موجب کاهش شدت پالس دمش ومانعی برای تشکیل مد های صوتی ثانویه می باشد که منجر به پالایش مدی در پالس استوکس می گردد. صحت نتایج بدست آمده با حل معادلات حاکم بر sbsدو سلولی همراه با شرایط مرزی و معادلات نرخ برای شدت و تفاوت انبوهی در تقویت کننده لیزری، به صورت عددی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که آینه مزدوج فازی نسبت به آینه معمولی تمام بازتابان، رفتار طیفی کاملاً متفاوتی از خود نشان می دهد که منجر به پالایش طیفی موج پراکنده می گردد که با نتایج تجربی تطابق خوبی دارد. مطالعه مختصری بر روی شفافیت القای الکترومغناطیسی به عنوان تکنیکی برای حذف اثر محیط در انتشار باریکه الکترومغناطیسی و به عنوان فرایندی که در کاربرد های sbsدر نیمه رسانا ها مورد توجه قرار گرفته و منجر به ایجاد رفتار های دو پایایی نوری نیز می گردد، انجام گرفت. نتایج اثر واهلش اسپینی بر رفتاردوپایایی از طریق همدوسی غیر تابشی بین ترازهای حفره سنگین و حفره سبک در نیمه رسانا با تنظیم میدان اتصالی و کاوش مورد مطالعه قرار گرفت و نشان داده شد، نرخ واهلش اسپینی باعث افزایش آستانه دو پایایی و چند پایایی نوری شده است. همچنین اثر فاز در یک موجبر چاه کوانتومی با ساختار چهار ترازی بر روی دو پایایی اپتیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که میدان لیزری اتصالی منجر به کاهش شدت آستانه ob شده و فاز نسبی بین میدان های بکار رفته می تواند جذب را فرونشاند و اثر شدیدی بر غیرخطی بودن ماده داشته باشد.

در سالهای اخیر بررسی اثرات همدوسی و تداخل کوانتومی از سیستم های اتمی و مولکولی به سیستم های نیمه هادی خصوصا در حالت های با ابعاد کاهش یافته گسترش پیدا کرده است. برهمکنش نور همدوس با مواد نیمه¬هادی، پدیده های کوانتومی بسیار جالبی را موجب می¬شود. از جمله این پدیده ها می توان به شفافیت القایی الکترومغناطیسی اشاره کرد. در این اثر تغییر خواص محیط اپتیکی درحضور میدان الکترومغناطیسی انجام می شود. در ادامه ما این پدیده را در نانوساختار نقطه¬ی کوانتومی بررسی کردیم. یکی از اهداف مهم تحقیق حاضر حل دقیق خودسازگار شرودینگر-پوآسون برای نقطه های کوانتومی است که از طریق حل این خودسازگار سطوح انرژی و توابع موج این نانوساختار بدست آمد. در راستای تحقق اهداف این پروژه به بررسی شفافیت القایی الکترومغناطیسی در سیستم های سه ترازه و چهار ترازه پرداختیم که هدف بدست آوردن پذیرفتاری مغناطیسی و در راستای آن بررسی جذب و پاشندگی این پدیده در ساختارهای نقطه ی کوانتومی بود.

در سال های اخیر انتقال قطبیده ی اسپینی در ساختارهای نیمه رسانا به دلیل ظهور در شاخه ی اسپینترونیک، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. آینده ی سازه های دیجیتال ممکن است علاوه بر دست کاری بار الکتریکی، با اسپین الکترون نیز سروکار داشته باشد. فرآیندهایی که علاوه بر بار الکتریکی از اسپین الکترون نیز بهره می جویند، به عنوان اسپینترونیک شناخته می شوند. از این روی، جریان وابسته به اسپین در اتصالات مولکولی از اهمیت والایی برخوردار است. در این پایان نامه، جریان اسپینی در حالت موازی و پادموازی، مقاومت مغناطیسی تونل زنی و جریان قطبیده ی اسپینی برای الکترودهای فرومغناطیس از جنس کبالت متصل به مولکول های آلی گروه فنیل مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین اثر افزایش طول مولکول روی جریان قطبیده ی اسپینی در اتصالات مولکولی گوناگون مطالعه شده است. این مطالعات با بهره جستن از فرمول بندی تابع گرین غیر تعادلی و نظریه ی هاکل صورت گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی و بررسی های انجام شده نشان می دهند که با افزایش قدرت جفت شدگی اتصالات، جریان اسپینی افزایش، و نرخ مقاومت مغناطیسی تونل زنی کاهش می یابد.

در این پایان¬نامه ترابرد الکترون در اتصالات مولکولی بر پایه گروه فنیل در حضور الکترودهای طلا با استفاده از تئوری هاکل و فرمول¬بندی تابع گرین غیرتعادلی بررسی می¬شود. ما چند مولکول را مورد مطالعه قرار می¬دهیم. برای محاسبه¬ی هامیلتونی مولکول از روش هاکل با استفاده از محاسبه¬ی ماتریس هم¬پوشانی اوربیتال¬های مولکولی مورد استفاده قرار می¬گیرد. تابع گرین و هامیلتونی اتصال با استفاده از ماتریس هم¬پوشانی اتصال بدست می¬آید. مولکول¬ها دارای ترازهای انرژی گسسته هستند زمانی که مولکول به الکترودها متصل می¬شود ویژه توابع پیوسته¬ی الکترود با توابع جایگزیده¬ی کانال (مولکول) هم¬پوشانی می¬کنند و موجب پهن¬¬شدگی سطوح انرژی و جابجایی اندک ترازهای انرژی می¬شوند. نتایج نشان می¬دهد، در مولکول¬های مطالعه¬شده، با افزایش تعداد اتم¬های کربن نرخ عبور الکترون به ترازهای انرژی مولکولی افزایش می¬یابد. این پدیده باعث افزایش ضریب عبور، چگالی حالت¬های اتصال مولکولی و در نتیجه افزایش جریان می¬شود. کلید واژه: هامیلتونی، تابع گرین غیرتعادلی، تئوری هاکل، چگالی حالت، پهن¬شدگی، ترازهای انرژی، ضریب عبور، مشخصه¬ی جریان-ولتاژ

در این پایان نامه، با استفاده از فرمول بندی تابع گرین غیرتعادلی، انتقال الکترون در نقطه های کوانتومی متصل به اتصالات فرومغناطیسی بررسی شده است. تابع گرین تاخیری سیستم از طریق معادله ی حرکت بدست آمده است و مشخصه های ترابرد به صورت خودسازگار محاسبه شده است. در ادامه، معادلات نرخ برای سیستم شامل تک نقطه ی کوانتومی و دو نقطه ی کوانتومی به طور ضعیف متصل به اتصالات فرومغناطیسی از طریق فرمول بندی تابع گرین غیر تعادلی کلدیش محاسبه شده است. در آخر تابع گرین در حضور واهلش اسپین الکترون حین تونل زنی بدست آمده است. نتایج نشان می دهد که افزایش قطبیدگی الکترودها و واهلش اسپین باعث کاهش جریان سیستم می شود.

در این پایان نامه انتقال الکترونی و انتقال اسپینی در ترکیبات مختلف نقاط کوانتومی بررسی می شود. نشان داده می شود که اثرات تشدید و ضد تشدید در نمودارهای جریان-ولتاژ به علت وجود نقاط جانبی رخ می دهد.این نتیجه حاصل می شود که می توان با تنظیم فاکتورهای فاز برهم کنش راشبا و شار مغناطیسی خارجی به قطبیدگی صددرصد دست یافت.

پایای اًه اختصاص داد شذ ب هطالع د پایای رًَی ها ب شکل ظًزی رفتار د پایایی چ ذٌ پایایی رًَی را در سیستن اّی اتوی س تزاسی هختلف بزرسی هی ک یٌن. سیستن اّی اتوی س تزاسی هختلف در ارایش اّی پلکا یً، شکل لا ذًا ب ارایش یٍ در ظًز گزفت شذ است. د پایایی رًَی در سیستن اّی اتوی س تزاسی سًبت ب سیستن اّی د تزاسی دارای ارجحیت هی باش ذٌ سیزا خ اَصی ظًیز جذب ، پاش ذٌگی خ اَص غیز خطی یک گذار اتوی هی ت اَ ذً ت سَط گذار دیگز اتوی ب دلیلی جٍ دَ وّذ سٍی بیی ایی د گذار ، دچار تغییزات ش دَ. در سیستن اّی ک د پایایی اپتیکی شًای هیذ ذٌّ شذت خز جٍی ق یَا اٍبستگی غیز خطی ب شذت رٍ دٍی داشت هی ت اَ ذً یک حلق یّستزسیس را شًای بذ ذٌّ. هف مَْ د پایایی رًَی هی ت اَ ذً بزای استفاد در تزا شًیست رَ اّی رًَی ، کلیذ س یً ، گیت اّی ه طٌقی حافظ اّ ه رَد استفاد قزار گیزد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.