رفتار دوقطبی همسان و تونل زنی نوار به نوار در ترانزیستورهای ساخته شده از نانولوله های کربنی، سد راه مجتمع سازی این افزاره ها است. از این رو، بر آن شدیم تا ساختاری را طراحی و پیشنهاد کنیم که این دو مشکل را مرتفع سازد. در این پایان نامه، ساختار ماسفت جدیدی بر پایه ی نانوله های کربنی پیشنهاد و شبیه سازی می شود. نواحی سورس درین این ترانزیستور تشکیل شده از نانولوله ی چند جداره که با پیش روی به سوی کانال جداره های آن ها به طور پلکانی برش داده می شود، تا نهایتا از هردو سو به نانولوله ی تک جداره ای منتهی شود که نقش کانال را ایفا می کند. نانولوله ی آغازین از نوع زیگزاگ هفت جداره با پیچش (0، 16) درونیترین نانولوله است. با این انتخاب، بخش هفت جداره ی سورس و درین با چگالی حامل های n=109 m?1 دارای خاصیت کاملا فلزی است و با پیش روی به سوی کانال و حذف هر جداره ی خارجی، از چگالی حامل ها و همچنین خاصیت فلزی آن کاسته می شود، به گونه ای که چگالی حامل ها در کانال تک جداره ی ترانزیستور، با خاصیت نیم رسانایی، n=107 m?1 است. در حقیقت با این روش، ساختار نوار به گونه ای مهندسی می شود که هم نواحی سورس و درین ترانزیستور از ناخالص سازی بی نیاز می شوند و هم تونل زنی نوار به نوار تاحدی کاهش می یابد که رفتار دوقطبی همسان ناشی از آن تقریبا به طور کامل حذف می شود. با توجه به طول های انتخابی، ترابرد حامل ها در سراسر طول ترانزیستور به صورت حرکت پرتابی (ترابرد بالیستیکی ) است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که نسبت جریان های روشن به خاموش ترانزیستور پیشنهادی 100 برابر بزرگتر از ساختارهای ارائه شده ی پیشین با ابعاد مشابه است. به علاوه، مزیت دیگر این ساختار بر ساختارهای پیشین عدم نیاز به ناخالص سازی شیمیایی برای ایجاد نواحی سورس و درین است. در همه ی ساختارهای پیشین، برای ایجاد سورس و درین از ناخالص سازی نانولوله تک جداره ی نیم رسانا به روش متداول شیمیایی استفاده شده است. لازم به ذکر است که نه تنها تاکنون روشی برای کنترل دقیق چگالی ناخالصی های شیمیایی وجود ندارد، بلکه این گونه ناخالصی خود موجب ناپایداری قطعه نیز می شوند. لذا انتظار براین است که در صورت میسر شدن امکان ساخت ماسفت پیشنهادی، افزاره ی پیشنهادی از افزاره های موجود پایدارتر خواهد بود. در ضمن امکان کنترل دقیق تر توزیع چگالی حامل های در طول افزاره، با برش های انتخابی وجود خواهد داشت. مشخصه های ماسفت پیشنهادی از حل هم زمان معادله های پواسن و شرودینگر به روش خودسازگار و با بهره گیری از یک تابع گرین غیرتعادلی با درنظرگرفتن فضای مدی شبیه سازی شده است. درضمن، برای شبیه سازی ساختار نوار مهندسی شده، صرفا اوربیتال های pz را درنظر گرفته و از تقریب تنگ بست استفاده کرده ایم.

هدف از این پژوهش طراحی و ساخت حسگرهای گاز مبتنی برنانولوله های کربنی (cnt) است. با توجه به اینکه تشخیص گاز متان در صنایع کشور اهمیت خاصی دارد بنابراین تمرکز ما برروی ساخت حسگر گاز متان بوده است. حسگرهای اکسید فلز که از رایج ترین حسگرها هستند معمولاً در دماهای بالا (500-300 درجه سانتی گراد) کار می کنند. با توجه به اینکه متان مولکولی پایدار و غیر قطبی است تشخیص آن در دماهای پایین مشکل است. برای تشخیص متان در محیط هایی مثل پالایشگاه های گاز، کار در دمای بالا احتمال انفجار را زیاد می کند علاوه براین که با افزایش دما مصرف توان هم زیاد می شود. با استفاده از نانولوله های کربنی می توان حسگرهای گاز با قابلیت کارکرد در دمای پایین ساخت. کارهای اندکی در زمینه ساخت حسگر گاز متان مبتنی بر نانولوله های کربنی با قابلیت کارکرد در دماهای نزدیک به دمای اتاق انجام شده است. باتوجه به اینکه نانولوله خالص نسبت به متان حساس نیست محققان سعی کرده اند با افزودن نانوذرات پالادیوم به سطح cnt، آن را نسبت به متان حساس کنند. در این پژوهش، چندین حسگر با قابلیت کارکرد در دمای پایین ساخته و مشخصه یابی شدند. در حسگرهای ساخته شده از نانوذرات al/al2o3 یا ag2o/sio2/mgo/zno و یا sno2 برای حساس کردن cnt نسبت به متان استفاده شد. نتایج نشان می داد که حسگر مبتنی بر نانوذرات sno2 بیشترین حساسیت را به گاز متان در دمای اتاق داشت و حسگر مبتنی بر نانوذرات ag2o/sio2/mgo/zno سریع ترین پاسخ را دارا بود. در همه حسگرها زیرلایه مورد استفاده sio2/si بود. با توجه به اینکه حسگرهای ساخته شده برمبنای تغییر رسانایی کار می کنند برای اینکه درک صحیحی از نحوه کار حسگر برای طراحی حسگرهای با حساسیت بیشتر داشته باشیم به مدلسازی رفتار الکتریکی cntهای فلزی و نیمه هادی پرداختیم و روابطی جدید برای محاسبه مقاومت الکتریکی آنها بر حسب قطر، طول و دما به دست آوردیم. به دلیل اینکه در حسگرهای ساخته شده، cntهای فلزی و نیمه هادی به صورت توام با قطرهای متفاوت وجود دارند. نتایج حاکی از آن است که نانولوله های نیمه هادی به دلیل مقاوت خیلی بالا نسبت به فلزی ها، عملاً نقشی در پاسخ ندارند پس در صورتی که حسگری مبتنی بر نانولوله نیمه هادی ساخته شود ممکن است حساسیت به میزان زیادی افزایش یابد. ضمناً پیش بینی می شود که تغییر طول نانولوله ها و فاصله بین الکترودها بتوان حساسیت حسگر را بهبود بخشید.

در این پایان نامه از ساختارهای متناوب سیال (بستر)- جامد (درون گیره) به عنوان بلورهای فونونی برای طراحی دی مالتی پلکسر آکوستیکی دو کاناله بهره گیری شده است. بلور فونونی به کار رفته در این طراحی از میله های استوانه ای (استیل) در بستر آب با شبکه مربعی تشکیل شده است. دراین طراحی فرض شده است شعاع استوانه های استیل برابر mm 1.25 و ثابت شبکه برابر با mm 3 می باشد. برای طراحی دی مالتی پلکسرمورد نظر ابتدا دو کوپلر آکوستیکی که یکی فرکانس khz 290 و دیگری فرکانس khz 293 را جدا می کند طراحی شده است. در پایان با تجمیع این دو کوپلر در یک بستر، دی مالتی پلکسر مورد نظر طراحی شده است. فرکانس های پیش گفته درگستره فراصوت قرار دارند که در نتیجه افزاره طراحی شده در حوزه پزشکی، تشخیص و شناسایی اشیا، اندازه گیری مسافت ها و استفاده های سونار می تواند مفید واقع گردد.

هدف این پایان¬نامه، بررسی ساختارهای فراماده و دستیابی به ساختاری نوین با خاصیت فراماده¬ای برای استفاده در جاذب نوری است. در این راستا، ابتدا ساختارهای فراماده¬ای بررسی کرده و بر اساس دو مشخصه بنیادین یعنی گذردهی¬الکتریکی و نفوذپذیری مغناطیسی مواد تشکیل دهنده ی ساختار فراماده آن را تحلیل می کنیم. سپس اصول فیزیکی نانوساختارهایی که خاصیت فراماده¬ای آن ها در حوزه ی نور¬مرئی بروز می کند، بررسی و تحلیل می شود. بر اساس نتایج حاصل از تحلیل پیش گفته و بهره گیری از اطلاعات مربوط به نانوساختارهای فراماده¬ای موجود، نانو¬ساختار جدیدی برای استفاده در جاذب فراماده¬ای با جذب مطلوب طراحی و ارائه می شود. با بررسی و تحلیل طیف جذبی و با کمک تئوری محیط موثر به آنالیز ضریب شکست، پلاسمون¬های سطحی پرداخته خواهد شد. از ویژگی های این نانوساختار می¬توان به جذب حدود صددرصدی دو رزونانسی در حوزه فرکانس¬های نوری و طراحی جاذب نوری پهن¬باند به کمک چنین نانوساختاری با جذب فراتر از 80 درصد در پهنای باند وسیع در حوزه فرکانس نوری اشاره کرد. نتایج نشان می¬دهد که ساختار طراحی شده نسبت به ساختارهای موجود در پیک¬های رزونانسی دارای مقدار جذب بزرگتر خواهند بود.

در این رساله با کمک ساختار های متقارن pt چندین افزاره نوری در حوزه خطی و غیرخطی طراحی و شبیه¬سازی خواهد شد. یکی از بارزترین ویژگی ساختارهای pt وارون ناپذیر بودن آن ها است. برای اولین مرتبه در آزمایشگاه شبیه سازی افزاره های پیشرفته در دانشگاه تربیت مدرس نشان داده می شود، کوپلر نوری با ساختار متقارن pt در حوزه ی خطی به ازای طول های معینی وارون پذیر می شود. با بهره گیری از این نکته یک سوییچ مکانی نوری طراحی و شبیه¬سازی می شود. این شبیه سازی نشان می¬دهد، اگر یکی از بازوهای کوپلر عاری از تلفات باشد و بازوی دیگر آن دارای بهره ی (?) تنظیم پذیر در بازه ی صفر تا چهار برابر ضریب جفت شدگی (?) باشد یعنی 0???4?، آنگاه ساختار کوپلر می تواند به عنوان یک سوییچ مکانی 2?2 نوری عمل کند. در حوزه ی غیر¬خطی، همچنین برای اولین بار، رفتار دینامیک انتشار سالیتون های مکانی در نواحی زیر و بالای گذرِ فاز pt شبیه سازی می شود. نشان داده می¬شود، رفتار پایدار پیش بینی شده توسط دیگران برای انتشار سالیتون ها دراین گونه ساختارها، صحیح نیست، بلکه صرفا در حالتی خاص پاسخی تقریبی است. با شبیه سازی برهمکنش دو سالیتون مکانی هم دامنه که به طور همزمان یکی به ناحیه ی بهره و دیگری به ناحیه ی اتلاف یک موجبر با تقارن pt وارد می¬شود، امکان طراحی گیت¬های منطقی نوری or وnot با این گونه ساختارها نمایش داده می شود. در ادامه، انتشار نور کوپل شده از یک موجبر به دو ریزدیسک غیرخطی با تقارن pt (یک دیسک با بهره و دیگری با اتلاف)، درنواحی زیر و بالایِ گذر¬فازpt شبیه¬سازی می¬شود. در طیف گذر این ساختار اثر فانو مشاهده خواهد شد. این شبیه سازی نشان می¬دهد، در حوزه ی زیرگذر فاز یعنی زمانی که دو ریزدیسک غیرخطی کوپل شده به موجبر کناری به شدت به هم دیگر جفت شده باشند، با جابجایی محل ورودی نور از یک دهانه ی موجبر به دهانه ی دیگر آن، طیف نور گذر کرده از ساختار تقریبا یکسان و فرکانس تشدید فانو ثابت می ماند. اما در ورای گذرِ¬فاز، یعنی وقتی جفت شدگی مستقیم دو ریز دیسک ضعیف باشد، طیف نور گذر کرده از ساختار با جابجایی ورودی نور از یک دهانه ی موجبر به دهانه ی دیگر آن تفاوت چشمگیری خواهد داشت و فرکانس فانو جابجا می شود. با یک طراحی هوشمندانه نشان داده می¬شود با کمک این ساختار pt در ورای گذر فاز، می توان به یک ایزولاتور نوری دست یافت. نتایج شبیه سازی نشان می دهد هنگامی که نوری با طول موج مخابرات نوریnm 1568 از دهانه ی نزدیک به دیسک بهره¬دار به موجبر وارد شود، مقدار عبور از دهانه ی خروجی db 5? است. با جابجایی دهانه ورودی شدت نور عبوری از درگاه خروجیdb 47 کاهش خواهد یافت. در پایان با بهره گیری از روش تنگ بست با تقریب همسایه ی مجاور، ساختار موجبر جفت شده به دو ریزدیسک با تقارن pt را الگوسازی خواهیم کرد که با تقریب نسبتا خوبی نتایج شبیه سازی را پیش بینی می کند. کلید واژه: تقارن¬pt، سوییچ مکانی، سالیتون مکانی، ریزدیسک ، ایزولاتور نوری، اثر فانو

با توجه به مشکلاتی که با کاهش مقیاس مدارها به ابعاد زیر میکرون (به منظور افزایش سرعت، افزایش چگالی ادوات و ...) برای ادوات سیلیکونی پیش آمده است نیاز به استفاده از مواد جدیدی در ساخت ترانزیستورها مطرح شده است. یکی از موادی که به عنوان نامزدی برای استفاده در ترانزیستورها به عنوان ماده کانال مطرح است نانولوله کربنی است. نانولوله کربنی با توجه خواص فوق العاده اش مانند رسانندگی بالا، انتقال بالیستیک، تحمل چگالی جریان بالا می تواند در آیند? مدارهای الکترونیکی نقش مهمی داشته باشد. همچنین انتظار می رود بتوان از ترانزیستورهای نانولوله کربنی به عنوان افزاره های فرکانس بالا استفاده کرد. از لحاظ تئوری می توان فرکانس قطعی در حد تراهرتز برای این ترانزیستورها انتظار داشت. به همین علت بررسی رفتار فرکانسی این ترانزیستورها و تاثیر پارامترهای مختلف بر آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه ضمن بررسی عوامل موثر در پاسخ فرکانسی افزاره های نانولوله کربنی و افزایش سرعت آن ها، بر اساس فیزیک و روابط حاکم بر این افزاره ها و به کمک انجام شبیه سازی های متعدد نقش پارمترهای مختلف در افزایش سرعت افزاره به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است.

در این پایان نامه طراحی و شبیه سازی گیت های منطقی بولی صوتی بر بستر بلورهای فونونی با روش چند موجبری ارائه شده است. برای طراحی این گیت ها از بسترهای فونونی سیلیکنی جهت مجتمع سازی با سایر ادوات اپتوالکترونیکی که یکی از مزایای این طرح نیز می باشد استفاده شده است. در ابتدا به مطالعه و بررسی انواع بلور فونونی و حوزه های مختلف فرکانس کاری و پارامترهای موثر بر رفتار آنها می پردازیم. پس از آن انواع روش های عددی جهت تجزیه و تحلیل بلورهای فونونی را توضیح داده و سپس به بررسی و شبیه سازی ساختار باندی بلورهای فونونی الاستیک و آکوستیک جهت روشن تر شدن تفاوت ها و تحلیل رفتار فیزیکی آنها می پردازیم. سپس، فیلترهای صوتی مبتنی بر بلورهای فونونی را بررسی خواهیم کرد، بعد از آن طراحی گیت های منطقی بولی صوتی not و nand و nor در محدوده های 107 تا 108 هرتز به وسیله ساختار چند موجبری با استفاده از کوپلرهای صوتی و ماخ زندر صوتی ارائه شده است، پس از آن به طراحی عدسی صوتی جهت تنظیم و متمرکز کردن منبع ورودی جهت تزویج بهتر منبع صوت ورودی با موجبرها می پردازیم. در انتها نیز شبیه سازی سه بعدی امواج صوتی سطحی در محدوده 187 تا 304 گیگاهرتز با استفاده از بلور فونونی به منظور کاربرد در طراحی آنتن ها و حسگرها با تلفات کمتر مبتنی بر تکنولوژی سیلیکن را ارائه می کنیم.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه به بررسی نمودار نوار ساختارهای کامل کریستال فوتونی غیرخطی و نیز روابط پاشندگی موجبرهای عادی و موجبرهای مبتنی بر کاواک های جفت شده کریستال فوتونی غیرخطی می پردازیم. اثر غیرخطی در نظر گرفته شده برای این ساختارها اثر کِر یا ضریب شکست غیرخطی وابسته به شدت است و برای شبیه سازی از الگوریتم تفاضل متناهی در حوزه زمان بهره برده ایم. این الگوریتم برای در نظر گرفتن ساختارهای غیرخطی اصلاح شده است. علاوه بر رسم روابط پاشندگی برای انواع موجبرها، منحنی های سرعت گروه و پاشندگی سرعت گروه آنها نیز به ازای شدت میدان های اعمالی مختلف در حالت غیرخطی بدست آمده اند. ابتدا با در آمدی بر اپتیک غیرخطی و توضیحاتی درباره اثر کر و ضریب شکست غیرخطی، روابط مورد نیاز برای شبیه سازی ساختارهای غیرخطی استخراج شده اند و سپس در آمدی بر ساختارهای کریستال فوتونی و ادوات مبتنی بر آنها خواهیم داشت. در مرحله بعد الگوریتم تفاضل متناهی در حوزه زمان برای ساختارهای خطی، دسته بندی مسائل مربوطه و چگونگی بدست آوردن نمودار نوار و روابط پاشندگی با استفاده از این روش ارائه شده است. در ادامه درباره نحوه اصلاح و گسترش الگوریتم تفاضل متناهی در حوزه زمان برای در نظر گرفتن ساختارهای غیرخطی بحث و در نهایت نتایج شبیه سازی ها و توضیحات مربوطه ارائه شده است.

در این رساله رفتار پالس های نوری در ناحیه نور کند در موجبرهای بلور های فوتونی شبیه سازی خواهد شد. مدیریت پاشندگی در ناحیه نور کند در بلور فوتونی با ایجاد نقص در بلور، توسط سیال نوری صورت گرفته است. سپس نشان داده می شود که با استفاده از این تکنیک، می توان بافرهای نوری طراحی کرد که میزان تاخیر آنها با تغییر ضریب شکست سیال نوری قابل تنظیم است. همچنین با استفاده از این روش سرعت گروه بین 30/c تا 110/c با پهنای نوار(1%) از nm3 تا nm10 حاصل شده است.جهت اندازه گیری آثار غیرخطی در بلور فوتونی، انتشار پالس نوری در بلور فوتونی تیغه ای سیلیکونی به طور عملی اندازه گیری می شود. ناحیه نورکند با پاشندگی ناچیز در بلور فوتونی در ساختار عملی به صورت نقص در دوردیف اول نزدیک به هسته، تغییر مکان دو ردیف اول، در ضریب شکست وارد می شود. سپس رفتار انتشار پالس نوری در ناحیه نور کند با ضرایب گروه متفاوت اندازه گیری می شود. بر اساس داده های اندازه گیری شده نحوه وابستگی آثار غیرخطی خود مدوله شدگی فازی، جذب الکترون های آزاد، حذب دو فوتونی، و ترکیب چهارموج در ناحیه نور کند به ضریب گروه مدل سازی و شبیه سازی می شود. جهت شبیه سازی آثار غیرخطی پارامترهای γ و βtpa با ضریب s2 و α، σ، و kc با ضریب s در معادله شرودینگر غیرخطی اصلاح خواهد شد. در ادامه با استفاده از مزایای ناحیه نور کند به بررسی بهینه سازی در تقویت اثرغیرخطی چهارموجی پرداخته می شود. در این فصل نقاط مناسب برای طول موج پمپ و پروب برای افزایش بازدهی ترکیب چهارموجی ارائه خواهد شد. با استفاده از مزایای نور کند درتقویت آثار غیرخطی شیوه طراحی قطعه بازتولیدکننده سیگنال ارائه می شود

در این رساله، برای محاسبه بهره و ضریب نویز اضافی افزاره آشکارساز نوری بهمنی مدلی ارائه کرده ایم که تابع توزیع طول یونیزاسیون برخوردی در ناحیه تکثیر همگون و ناهمگون را با دو بخش خطی و نمایی تقریب می زند. بر اساس این مدل، چگونگی توزیع طول یونیزاسیون برخوردی به ازای مقدارهای مختلف شدت میدان الکتریکی، کسرهای مولی و مکان پیوند ناهمگون را محاسبه می کنیم. این مدل علاوه بر سادگی و قابلیت گسترش به سایر روش های عددی، باعث کمتر شدن زمان شبیه سازی نسبت به روش های متداول در مونت کارلو می شود. همچنین ساختار جدیدی برای آشکارسازهای alxga1-xn پیشنهاد و طراحی کرده ایم که در ناحیه تکثیر، دو پیوند ناهمگون (ناپیوستگی انرژی) دارد. فکر اصلی این طراحی به محاسبه مقدار بهینه ناپیوستگی انرژی باند رسانایی در محل پیوند ناهمگون اختصاص دارد. در حقیقت، مکان اولین و دومین یونیزاسیون برخوردی الکترون ها را در نزدیک سطح های ناهمگون متمرکز می کنیم. با محاسبه ناپیوستگی بهینه، باقیمانده مقدار ناپیوستگی بزرگ در پیوند ناهمگون اول را به عنوان یک پیوند ناهمگون دیگر درنظر می گیریم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که ساختار پیشنهادی نسبت به یک نمونه ساخته شده جدید حدود 60 درصد ضریب نویز اضافی کمتری دارد.

برای نخستین بار در این پایان نامه یک مدل عددی برای بررسی میزان گرمای القاء شده توسط جذب خطی و غیرخطی هنگامی که سیگنال نوری با توان زیاد داخل نانو موجبر سیلیکونی منتشر می شود، پیشنهاد داده ایم. با استفاده از این مدل به بررسی میزان جابجائی طول موج خروجی مبدل طول موج تمام نوری پرداخته ایم. بر مبنای نتایج شبیه سازی، مشخصات خروجی این افزاره برای پالس های در محدوده پیکوثانیه تغییرات قابل توجهی می کند و عملکرد آنرا با چالش جدی مواجه می سازد. این جابجائی ناخواسته را با کاهش شدت سیگنال پمپ جبران کرده ایم. در ادامه برای نخستین بار امکان بکارگیری نانو موجبر سیلیکونی به عنوان فیلتر تمام نوری کوک پذیر که علاوه بر انتخاب کانال دلخواه آنرا تقویت هم می کند، مورد بررسی قرار دادیم. اساس کار این افزاره اثر رامان متقابل است که انتخاب کانال دلخواه را با تغییر فرکانس مرکزی سیگنال پمپ که اختلاف فرکانسی آن با کانال دلخواه برابر با جابجائی رامان در سیلیکون است، انجام می دهیم. برای تعیین پارامترهای فیزیکی موجبر معادله هلم هولتز را بصورت عددی با استفاده از روش تفاضل محدود عددی حل کرده ایم.

در این رساله انتقال الکترون در ترانزیستور مسفست (mesfet) با استفاده از روش مونت کارلو تحلیل شده است . به دلیل مشابهت ساختار دیود n+-i-n+ از جنس gaas با ساختار ترانزیستور مسفت ، در ابتدا این دیود شبیه سازی شده است . اثرات تغییر ولتاژ آند، دما و طول کانال در مشخصه های انتقال این دیود بررسی و نشان داده شده است کاهش طول کانال باعث می شود رفتار انتقال حامل بیشتر بالستیک شود. با قرار دادن کاتد از جنس algaas به جای gaas شاهد افزایش متوسط سرعت حامل در مجاورت کاتد در ناحیه فعال خواهیم بود. همچنین نشان داده شده است که با افزایش درصد مولی al متوسط سرعت در طرف آند در کانال کاهش می یابد. تعمیم شبیه سازی به دو بعد از دیگر کارهای انجام گرفته درین دیود می باشد. در ترانزیسور مسفت چهار ساختار مسقت معمولی، مسفت با سورس algaas به همراه لایه کم غلظت در طرف درین دارای متوسط سرعت بیشتر و در سراسر کانال یکنواخت تر است . با استفاده از توزیع ناخالصی دلتاگونه، امکان افزایش ناپیوستگی در محل فصل مشترک سورس و کانال بدون افزایش درصد مولی فراهم آمده است که منجر به معرفی یک ترانزیستور جدید به نام -doped ldd hmesfet شده است . ضرورت ملایم بودن تغییرات بار در گره های مش در روش ذره-مش منجز به معرفی یک روش جدید در تخصیص بار به نام wngp شده است . از مقایسه شبیه سازی های انجام گرفته در ترانزیستورهای مسفت ساخته شده از جنس ingaas, gaas و inp، نشان داده شده است که ترانزیستورهای مسفت از جنس ingaas، متوسط سرعت بالاتری در سراسر کانال دارند. با قرار داددن سورس از جنس inp به جای ingaas در مسفت از جنس ingaas روی پایه inp، ساختار جدیدی معرفی شده است که دارای بهترین مشخصه سرعت در سراسر کانال است . برای اعمال تبهگنی به ترانزیستور مسفت ، روش لاگلی فری (lugli-ferry) استفاده شده است . ضعف این روش در میدانهای ضعیف مورد توجه قرار گرفته و در حالتی که میدان در دو جهت مولفه دارد، با ارائه یک روش اصلاحی، اشکال روش لاگلی-فری بر طرف شده است . با وارد کردن پراکندگی از الکترون-پلاسمون و الکترون-الکترون به شبیه سازی، اثر بر هم کنش الکترون-الکترون در مشخصه های انتقال بررسی شده است . برای سرعت دادن به محاسبات مربوط به پراکندگی از الکترون-الکترون، روش ذره-ذره-مش (p3m) به کار گرفته شوده است .

ادوات مجتمع اپتوالکترونیک ‏‎(optoelectronic integrated device)oeid‎‏ از عناصر بسیار مهم در تکنولوژی مدارات مجتمع نوری بشمار می روند. یک قطعه‏‎oeid‎‏ از مجتمع سازی ادوات اپتیکی و الکترونیکی ساخته می شود بطوریکه این ادوات بدون هیچ واسطه ای با یکدیگر در ارتباط هستند. در این ادوات دراثر برهمکنش بین نور و حاملهای الکتریکی وهمچنین وجود بازخوردهای نوری الکتریکی بین اجزا باعث بوجود آمدن قابلیتهای گوناگون کاری می شود. با توجه به مطرح شدن موضوع پردازش نوری اطلاعات و سیستمهای محاسبه گر نوری از دو دهه قبل توجه بسیار زیادی به ادوات چندمنظوره نوری که قابلیت تقویت کنندگی و سوئیچ را دارند معطوف شده است. ادوات مجتمع اپتوالکترونیک ‏‎oeid‎‏ با داشتن ابعاد کوچک و توان مصرفی بسیار پایین در این راستا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. تاکنون با استفاده از قطعات افزاره های مختلف نوری چون تقویت کننده ، سوئیچ و دروازه های منطقی نوری طراحی و ساخته شده اند.دراین رساله سعی شده که درابتدا با ارائه یک مدل فیزیکی مناسب و شبیه سازی مبتنی برآن ، رفتار حالت گذرا و دائمی افزاره ‏‎oeid‎‏توام با هم مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد.در ادامه ساختار جدید کوانتومی ‏‎oeid‎‏ برای نخستین بار طراحی و پیشنهاد شده است.