wqdled دیود های نورانی سفید هستند که بر اساس نقاط کوانتومی کار می کنند. یعنی برخلاف led (دیود نورانی) های تجاری معمول که از فسفر برای تبدیل نور تابیده شده از نیمه هادی به رنگ سفید استفاده می کنند، نقاط کوانتومی در پیوند دیودی led جایی که بازترکیب تابشی صورت می گیرد رشد داده می شوند تا رنگ های مورد نیاز برای تولید نور سفید را فراهم کنند. در فصل یک مروری داریم بر مقدمات و تئوری های مربوطه و نیز کارهایی که صورت گرفته است. فصل دو به ارائه مدلی برای led سفید بر اساس نقاط کوانتومی می پردازد، روش شبیه سازی نیز توضیح داده شده است. در فصل 3 نتایج شبیه سازی آورده شده است، و در نهایت به نتیجه گیری و چند پیشنهاد می پردازیم. ما در این پایان نامه قصد داریم که مدلی را برای چنین ledای ارائه کنیم و توان خروجی آن و کیفیت نور خروجی را بررسی نماییم. کیفیت نور را با cri (color rendering index) یا به عبارت دیگر شاخص تعبیر رنگ مشخص می کنند. علاوه بر اینها ما به بررسی اثرات توزیع غیر یکنواخت نقاط کوانتومی نیز خواهیم پرداخت ، چرا که در فرایند رشد هرگز تمامی نقاط کوانتومی به یک اندازه رشد نمی کنند. این غیر یکنواختی را با توزیع گوسین بیان کردیم. پدیده های دیگری که مورد بررسی قرار خواهد گرفت اثر خطای اندازه لایه های رشد داده شده و تاثیر دما بر کیفیت نور خروجی می باشد. تمامی شبیه سازی ها با نرم افزار matlab صورت گرفته است.

با کشف مدارات مجتمع، پیشرفت های خیره کننده ای در چهار دهه، در فناوری های الکترونیکی که بر اساس سیلیکون کار می کردند، اتفاق افتاد. این فرآیند در ابتدا توسط پشتیبانی از ترانزیستورهای ماسفت در ابعاد فیزیکی کوچک بدست آمد که در نهایت منجر به تولیدات موفقیت آمیز بسیاری در ساخت ادوات شد که باعث افزایش چگالی و بهبود عملکردی ترانزیستورها گردید. بیشتر کارشناسان بر این باورند که اگر همین مسیر مقیاس را ادامه دهیم، جوامع اقتصادی و فناوری به زودی در انتهای این دهه به پایان خود خواهند رسید. بنابراین فراهم کردن یک فناوری جدید که با آن بتوانیم سیر فزاینده ی بهبود و عملکردی قطعات را باز هم تأمین نمائیم، حیاتی است. برای رسیدن به این هدف دو راه در پیش روی ماست. ایده ی اول آنکه در کل در این فناوری یک تحول اساسی ایجاد نمائیم، مانند ادوات مولکولی دو پایانه ، اسپینترونیک محاسبات کوانتمی که در آینده ی نزدیک می توان برای ساخت ادوات به آنها تکیه کرد. ایده ی دیگر استفاده از همان ایده ی ترانزیستورهای سه پایه است. منتها با بهره از مواد مختلف، خصوصا نانوتیوب های کربنی که بسیاری از مشکلات موجود در ادوات سیلیکونی را پاسخ می دهند. در حقیقت صنعت الکترونیک سیلیکونی، مواد بنیانی گوناگونی را نظیر sige و soi به صورت تصاعدی تجربه کرده است. این بار جهت بهبود عملکرد قطعات از ترانزیستور بر پایه ی نانوتیوب های تک دیواره استفاده می کنیم که خصوصیات نوری و الکترونیکی را به خوبی بهبود می دهند. از کاربردهای الکترونیکی نانوتیوب ها می توان به cntfetها اشاره نمود که در ساختارهای الکترونیکی به عنوان کلید و در الکترونیک نوری به مانند گسیل دهنده ی نوری یا آشکارسازها استفاده می شوند. برای اینکه عملکرد نانوتیوب ها را در درون قطعات الکترونیکی بررسی نمائیم، ابتدا نیاز است که خود نانوتیوب ها را بشناسیم و به ویژگی های آنها احاطه ی کامل داشته باشیم. نانوتیوب ها یک ماده ی تازه کشف شده هستند که کاملا به صورت اتفاقی در مطالعات روی فولرین کشف شدند و توجهات زیادی را در بسیاری از رشته های علم و فناوری از نقطه نظر ساختار جالب و ویژگی های الکترونیکی و پتانسیل عملکردی در ادوات الکترونیکی در مقیاس نانو، جذب نموده است. لذا ما در این پایان نامه بدنبال تحلیل این ساختارها هستیم که به عنوان مهندس الکترونیک آنها را وارد دنیای الکترونیک نمائیم، بنابراین ابتدا گریزی به ساختار فیزیکی آنها زده ایم، تمامی بردار هائی که یک نانوتیوب بر اساس آنها تعریف می شود یا نسبت به آنها تقارن دارد را بیان می نمائیم. متوجه می شویم که نانوتیوب ها می توانند هم هادی باشند و هم نیمه هادی، آنهم بسته به نوع پیچیده شدن استوانه. این ویژگی یک ویژگی خیره کننده برای الکترونیک است. سپس برای ورود به الکترونیک از دنیای فیزیک باید از درگاه ساختار باند بگذریم. از روش تنگ- بست با تقریب اربیتال تنها، استفاده نمودیم تا به آن برسیم. به اینجا رسیدیم که نانوتیوب ها بر چه اساسی هادی یا نیمه هادی می شوند. سپس چگالی حالت ها را بدست آوردیم و نشان دادیم که این مواد یک بعدی دارای قله های بسیار تیز در انرژی های خاص خواهند بود. بعد از آن تنش مکانیکی را به این مواد اعمال کردیم و متوجه شدیم که باند گاف این مواد مهندسی می شوند. نانوتیوب های زیگزاگ در اثر تنش کشش و فشرده سازی تغییر حالت از نیمه هادی به هادی دارند، در صورتی که برای آرمچیر به دلیل تقارن، هیچ اتفاقی نمی افتد، در حالی که برای تنش پیچشی این اتفاق بر عکس است. در آخرین گام، میدان الکتریکی عرضی را به صورت یکنواخت، به نانوتیوب اعمال نمودیم. باز هم نانوتیوب آرمچیر بدلیل تقارن، هادی بودن خود را از دست نداد. ولی نانوتیوب زیگزاگ نیمه هادی را می توان در میدان های خاص، هادی کرد و یا از هادی به نیمه هادی تبدیل نمود. البته اگر بتوانیم با ایجاد نقص یا ناخالصی، تقارن نانوتیوب آرمچیر را از بین ببریم، آنها نیز به میدان الکتریکی حساس خواهند شد. این مشاهدات خاصیت کلیدزنی نانوتیوب ها را در اثر تنش مکانیکی و میدان الکتریکی نمایش داد.

با توجه به اهمیت انرژی در سال های اخیر و جایگاه آن در سال های آتی، استفاده بهینه و کم از انرژی مورد استقبال جامه جهانی است. تولید ادواتی که بتواند با کمترین مصرف انرژی اهداف را راضی نماید از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. یکی از موارد مهم ، روشنایی است. طراحی المانهای خوب برای تولید نور برای اهداف روشنایی یکی از اهداف این پروژه است. در این کار می خواهیم دیود های نور گسیل سفید را با استفاده از ساختار های پلیمر های مزدوج را طراحی و تحلیل نماییم. ابتدا مروری بر کار های انجام شده می پردازیم، سپس با استفاده از ساختارهای لایه ای پلیمری، المان پایه طرح ریزی می کنیم. افزایش راندمان یا کاهش توان مصرفی و تنظیم خلوص رنگ دیود هدف های دیگری است که از طریق تغییر ساختار و افزودن نانو ذرات به پلیمر ها بررسی شده است.

پرتوهای فرابنفش به علت طول موج پایین و انرژی بالا دارای کاربردهای ویژه ای در صنعت و پزشکی هستند. بنابراین به آشکارسازهایی نیاز است که بتوانند این امواج را آشکار بکنند. به همین خاطر طی سال های اخیر تلاش های فراوانی در عرصه ی ساخت این آشکارسازها شده است. و انواع آشکارسازها با قابلیت های مختلف در این بازه فرکانسی ساخته شده است. که از آن جمله می توان به آشکارسازهای نور رسانا و دیود نوری اشاره کرد. ولی در سال های اخیر با پیشرفت علوم در عرصه ی فناوری نانو، نسل جدیدی از آشکارسازها با کارایی بهتر و ابعاد کوچکتر در حال ساخت می باشند. که از آن جمله می توان به آشکارسازهای بر پایه ی چاه های کوانتومی و نقاط کوانتومی اشاره کرد. در این پایان نامه، در قسمت های اول به بررسی انواع آشکارسازها پرداخته شده و نقاط ضعف و قوت آنها بیان شده است. و در ادامه تمرکز اصلی بر روی آشکارسازها با استفاده از ترکیبات نیتریتی قرار گرفته است و به بررسی نحوه ی عملکرد آنها پرداخته شده است. و آشکارسازهای چاه کوانتومی و نقاط کوانتومی شبیه سازی و به بررسی اثرات کشش در ساختار آنها پرداخته شده است. که نتایج بدست آمده نشان می دهد اثرات کشش در ساختار چاه کوانتومی بیشتر مشهود است و تغییرات گاف انرژی با تغییرات غلظت آلومینیوم در ساختار چاه کوانتومی نسبت به نقاط کوانتومی زیاد است. همچنین ضریب جذب را به صورت تابعی از قطبش میدان الکتریکی موج الکترومغناطیسی به دست آورده ایم. که نتایج بدست آمده نشان می دهد ضریب جذب در حالت قطبش te، نسبت به tm زیاد است. و در ادامه نقاط ضعف آنها ارزیابی شده و در پایان نیز روش هایی را برای بهبود این نقاط ضعف مطرح کرده ایم.

در این پایان نامه ابتدا به بررسی مشخصات دینامیکی و اشباع تقویت کننده ی نوری نیمه هادی می پردازیم و روش تئوری کنترل را برای کنترل و بهینه سازی یک سیستم، در فصل اول تشریح می کنیم. در فصل دوم، برای نخستین بار ساختاری ارائه می شود که مشخصات دینامیکی و اشباع تقویت کننده ی نوری نیمه هادی را تا حد زیادی بهبود می بخشد. بطوریکه با استفاده از این ساختار در bulk-soa زمان بازیابی گینی در حد زمان بازیابی گین qd-soa بدست آورده ایم و زمان بازیابی گین qd-soa هم بسیار کاهش یافته است. با استفاده از این ساختار می توان به نرخ بیت پردازشی بسیار بالا دست یافت. همچنین در این فصل اثبات می شود که با دورتر شدن قطب تقویت کننده از مبدا مختصات، زمان بازیابی گین این تقویت کننده ها نیز بهبود می یابد.

هدف اصلی در انجام این پایان نامه طراحی بلوک های اصلی یک گیرنده- فرستنده مخابراتی بی سیم با توان مصرفی بسیار پایین است. در طراحی مدار ها برای تحقق بخشیدن به خواسته توان مصرفی بسیار کم از نانو ترانزیستور ها استفاده خواهیم کرد. کار اصلی انجام شده در این پایان نامه ترکیب ترانزیستورهای تک الکترونی (set) با mosfet ها در طراحی یک مدار سازنده ی فرکانسی است که یکی از بلوک های اصلی گیرنده- فرستنده های مخابراتی می باشد. سازنده های فرکانسی یک بلوک بسیار مهم در مدارهای مخابراتی است که توان مصرفی در آن نقش بسیار مهمی دارد. کارهایی زیادی در این خصوص تا کنون انجام شده است که در آنها با استفاده از ساختارهای متنوع و یا یا کاهش تکنولوژی ساخت توان مصرفی را کاهش می دهند. در این خصوص قصد داریم برای اولین بار با استفاده از مدارهای ترکیبی (set-mosfet) این بلوک را طراحی و شبیه سازی کنیم. در این پایان نامه همچنین با تکنولوژِی 90nm تقویت کننده ی نویز پایین طراحی می کنیم و مخلوط کننده یی برای سیستم با استفاده از یک مدار ترکیبی ساده ارائه می دهیم.از طرفی قصد این کار طراحی سیستمی موقعیت یاب است که در توان بسیار پایین کار کند و لذا در نهایت الگوریتمی ارائه می دهیم که موقعیت یابی را در توان بسیار پایین در محدوده کاری مدار های طراحی شده انجام دهد. در طراحی سیستمی این پروژه باید در نظر داشت که با توجه به پایین بودن توان های ارسالی و دریافتی، سیگنال به نویز (snr) در گیرنده بسیار پایین بوده و باید بتوان اطلاعات را به صورت صحیح استخراج کرد. مخابرات در توان پایین یکی از مباحث مهم روز است که کارهای بسیار زیادی در این زمینه شده است. مدار های ترکیبی همان طور که خواهید دید، منجر به کارایی بیشتر مدار در توان های بسیار پایین می شود و می تواند در آینده توجه زیادی را جلب کند

پرتوهای فرابنفش به علت طول موج پایین و انرژی بالا دارای کاربردهای ویژه ای در صنعت و پزشکی هستند. بنابراین به آشکارسازهایی نیاز است که بتوانند این امواج را آشکار بکنند. به همین خاطر طی سال های اخیر تلاش های فراوانی در عرصه ی ساخت این آشکارسازها شده است. و انواع آشکارسازها با قابلیت های مختلف در این بازه فرکانسی ساخته شده است. که از آن جمله می توان به آشکارسازهای نور رسانا و دیود نوری اشاره کرد. ولی در سال های اخیر با پیشرفت علوم در عرصه ی فناوری نانو، نسل جدیدی از آشکارسازها با کارایی بهتر و ابعاد کوچکتر در حال ساخت می باشند. که از آن جمله می توان به آشکارسازهای بر پایه ی چاه های کوانتومی و نقاط کوانتومی اشاره کرد. در این پایان نامه، در قسمت های اول به بررسی انواع آشکارسازها پرداخته شده و نقاط ضعف و قوت آنها بیان شده است. و در ادامه تمرکز اصلی بر روی آشکارسازها با استفاده از ترکیبات سیلیکن و اکسید آن قرار گرفته است و به بررسی نحوه ی عملکرد آنها پرداخته شده است. در ادامه آشکارسازهای چاه کوانتومی شبیه سازی و به بررسی نحوه ی برقراری جریان تونلی در ساختار آنها پرداخته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که جریان تونلی رزونانسی در ساختار چاه کوانتومی بیشتر مشهود است. این جریان برای دو حالت مجزای تاریکی و تابش نوری محاسبه گردید. همچنین ضریب جذب را به صورت تابعی از طول موج فوتون تابشی به دست آورده ایم. که نتایج بدست آمده نشان می دهد ضریب جذب به ازای دو طول موج خاص به حداکثر می رسد. در ادامه پارامترهای آشکارسازی دیگر از قبیل بازده کوانتومی ، نویز ، تابناکی و detecteivity محاسبه گشته و نتایج آن با دیگر ساختارهای از این نوع مقایسه گردید.

در سیستمهای مخابرات نوری که در چند سال اخیر با پیشرفتهای فراوانی همراه بوده است. با بکارگیری گسترده زیرساخت فیبر نوری و توسعه سیستمهای مربوط به آنها و گستردگی نیازهای کاربران، شبکه های دسترسی (access networks) و از طرفی جوابدهی به نیازها، توسعه فراوانی یافته است. در این راستا با افزایش کاربران اینترنتی و نیاز به سرویسهای جدید مانند تلویزیون با کیفیت بالا (hdtv) و... بحث بهینه سازی شبکه های موجود و مطابقت آنها با سیستمهای جدید جایگزین تبدیل به یک چالش اساسی برای متصدیان ارتباطات و مخابرات کشورها شده است . سیستمهای ارتباطی بین شهری که اکثرا از لینکهای مایکروویو و رادیو بهره میجست با حضور گسترده فیبرنوری بعنوان بستر ارتباط زیر ساخت اصلی، جزو مسیرهای stand by شده اند و لینکهای نوری بدلیل پهنای باند بالا، سرعت بیت ریت بیشتر، ظرفیت انتقای اطلاعات بالا و ... در اولویت قرار گرفته اند. در این راستا بحث فیبر به خانه بدلیل قطر کم و پهنای باند بالا و ... نسبت به مسی و قابلیتهای غیرقابل انکار شبکه نوری جزو بحث های جدید و روز دنیای ارتباطات و مخابرات است. در سالهای اخیر با وجود استفاده از کافوهای نوری فعال رشد فراوانی یافته و کمک شایانی در کاهش موثر شبکه های کابل مسی شده است ولی بدلیل هزینه ها و نگهداری، عناصر تمام نوری و غیرفعال مطرح می شود.. شبکه های نوری پسیو که ارائه دهنده سرویسهای روز به کاربران می باشد، نمونه ای مناسب برای بحث فیبر به خانه میباشد و با کاهش فاصله دسترسی کاربران به فیبر، امکانات و مزایای فراوانی در اختیار مشترکین قرار میدهد. فاصله دسترسی در این شبکه ها تا کاربر بمیزان 20 کیلومتر است در حالیکه این فاصله در شبکه های مسی با قطر 0.4 میلی مترمحدود به 4 کیلومتر فقط هست. امکانات تغییرات در توسعه شبکه های نوری غیرفعال بمراتب سریعتر و راحتتر از سایر شبکه های موجود میباشد و در نهایت هزینه های ارتباط مشترک لینک نوری با لحاظ تمام امکانات و محدودیتهای موجود، افقی روشن در افزایش مشترکین فیبر به خانه خواهد شد. برخی از مزایای شبکه های نوری پسیو را می توان :1-قابلیت افزایش مشترکین جدید به شبکه 2-تخصیص پهنای باند به مشترکین 3-افزایش اعتماد در قابلیت شبکه 4-استفاده از عناصر پسیو 5-فاصله دسترسی مناسب 6-استفاده موثر از قابلیتهای همزمان ویدیو، دیتا و تصویر نام برد و این نوع شبکه ها، بعنوان راه حلهای غالب پهنای باند قابل دسترسی مطرح میباشند. ساختارهای موجود در شبکه های نوری پسیو در غالبهای زیر تقسیم بندی میشوند : 1) apon ( atm passive optical network ) 2) bpon ( broadband pon ) 3) epon ( ethernet pon ) 4) gpon ( gigabits pon ) 5) wavelength division multiplexing passive optical network) wdm pon) 6) wdm/tdm-pon بدلیل تبدیل سیگنالهای الکتریکی به نوری و بالعکس در ابتدا و انتهای این ساختارها و نیز نوپا بودنشان، نواقصاتی همچون عدم مدیریت شبکه و مانیتورینگ سیستم و عدم تشخیص خرابی وجود دارد. که با روشی در تشخیص خرابی شبکه نوری پسیو بصورت online monitoring از طریق دستگاه بازتاب سنج نوری در حوزه زمانی (otdr) در ترمینال نوری ارائه میشود و محدودیتهای استفاده و پیشنهاد روشهای جدید استفاده بهینه از بازتاب سنج نوری در حوزه زمانیرا مورد بحث قرار میدهیم. و در آخر با توجه به محدودیت نرم افزار شبیه سازی در مورد بازتاب سنج نوری در حوزه زمانیو لینک نوری، شبکه نوری غیرفعال را شبیه سازی کرده و در نقاط مهم شبکه از جمله بعد از فیبر، بعد از جداکننده و... میتوان شبکه را از لحاظ پارامترهای مهم مانیتورینگ کرد و سپس براساس افزایش پارامترهای مهم در شبکه به تحلیل شبکه پرداخته و نتیجه گیری کرد.

با توجه به پیشرفت ارتباطات نوری و نیاز به المان های الکترونیکی و به خصوص در زمینه مجتمع سازی المان ها در این پایان نامه سعی شده است تا یکی از این المان ها یعنی دی مالتی پلکسر تمام نوری سه طول موجه را به کمک ساختار فتونیک کریستال برای استفاده در شبکه های نوری غیرفعال تحقق ببخشیم. علت استفاده از ساختارهای فتونیک کریستال، توانایی فوق العاده این ساختارها برای هدایت و کنترل امواج نوری در ابعاد بسیار کوچک بوده است. در این پایان نامه به کمک نرم افزار rsoft و به روش fdtd توانسته شد ساختاری پیشنهاد و شبیه سازی شود که در آن بدون استفاده از مواد نامتعارف و یا سختی پیچیده ای در هنگام ساخت، دی مالتی پلکسر مورد نظر با ضریب انتقال بالاتر و فاکتور کیفیت بیشتر نسبت به نمونه های مشابه، عمل جداسازی طول موج های مطلوب را انجام دهد.

در این رساله، رفتار دینامیک و استاتیک لیزر تابش از سطح (vcsel) با روزنه اکسیدی به روش عددی تفاضل محدود واثر تغییرات دما در رفتار لیزر از جمله طیف بهره و طول موج نوسان آن مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. این لیزر از یک ناحیه فعال شامل 10 لایه نقاط کوانتمی خود سامان یافته ناهمگون in1-xgaxas/gaas با در نظر گرفتن حالتها پایه، اولین و دومین تراز برانگیخته و وتینگ تشکیل شده است. شبیه سازی در دو حوزه استاتیک و دینامیک با استفاده از معادلات نرخ حامل، حرارت و گین و با در نظر گرفتن اثر متقابل پارامترهای دیگر و به روش خودسازگار انجام شده است. در مدل به کار رفته اثر خودگرمایی و در حقیقت اثر دما بر روی تمامی پارامترهای به کار ادامه چکیده: رفته به طور کامل لحاظ شده است. در مدل به کار رفته وابستگی پهن شدگی همگن به تغییرات چگالی جریان و در نتیجه دما در ناحیه فعال لیزر نشان داده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که عواملی مانند چگالی جریان ورودی، پهن شدگی غیرهمگن و ویژگی های فیزیکی ساختار، مانند تعداد لایه های نقطه کوانتمی و چگالی سطحی نقاط در تغییر پارامترهای لیزر موثر هستند.

لیزر با تابش عمودی از سطح برای اولین بار توسط پروفسورemeritus k.iga در موسسه تکنولوژی توکیو- ژاپن در سال 1977 ساخته شد. از مزایای بسیار مهم این نوع لیزرها، جریان آستانه بسیارکم و همچنین برخورداری از ساختار میکروکاواک می باشد. بیشترین استفاده این لیزر، در سیستم های مخابراتی است. گسیل سطحی و داشتن تلفات بسیار کمتر نسبت به لیزرهای گسیل لبه ای، این نوع لیزرها را بسیار محبوب ساخته است. از دیگر مزایای آن می توان به این نکته اشاره کرد که چیپ لیزر با تابش عمودی ازسطح، بسیار ارزان است، طراحی آن بسیار فشرده است و قیمت بسته بندی آن بسیار پایین تر از سایر لیزرهاست. لیزر با تابش عمودی از سطح در محدوده مادون قرمز میانی در طول موج های 2 تا 8 میکرومتر ساخته شده اند. این محدوده طول موجی به دلیل کاربردهای فراوان از جمله تشخیص گازها، کاربردهای نظامی، پزشکی و مخابرات فضای آزاد بسیار قابل توجه اند. اما ساخت لیزر با تابش عمودی از سطح در این محدوده طول موجی دارای مشکلاتی است که کارایی آنها را محدود می سازد. از این مشکلات می توان به بازتابش کم آینه ها، پهن بودن طیف بهره ناحیه فعال ومشکلات دمایی اشاره کرد. لیزهای با ناحیه فعال کوانتوم آبشاری به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که دارند گزینه ای بسیار مناسب برای محدوده مادون قرمز میانی می باشند. در این پایان نامه سعی بر ارایه ساختار جدیدی برای لیزر با تابش عمودی از سطح در این محدوده داریم. بدین منظور ساختاری مناسب برای ناحیه فعال مبتنی بر نقاط کوانتومی که بصورت همزمان دو طول موج را تولید می کند ارایه میدهیم، سپس آینه ای مناسب برای این دو طول موج طراحی می کنیم، در نهایت با محاسبه تلفات آینه ها و موجبر و با حل معادلات نرخ، توان و بهره خروجی را بدست می آوریم.

هدف ازاین پایان نامه طراحی وساخت قسمت پایه ربات جراح است.ربات های جراح بر مبنای جراحی باتکنیکmisمورداستفاده قرار می گیرند.این نوع از ربات هاشامل دو بخش هستند:بخش پایه و بخش پیرو. جراح حرکت های مورد نیاز جراحی رااز طریق کار با قسمت پایه به قسمت پیروارسال می کند.قسمت پایه بادریافت بازخورد نیروازقسمت پیرو حس لامسه یاهپتیک را شبیه سازی می کند. هپتیک به جراح کمک می کند تا نیروهایی با اندازه مناسب به بافت اعمال کند. دراین پایان نامه یک دستگاه واسط هپتیک برای استفاده بعنوان قسمت پایه ربات جراح اختراع شده است.

یک روش برای اداره کردن شبکه هایی که ترافیک وارد شده به آن از حد معمول بیشتر است استفاده از مسیریابی دینامیک (dynamic routing) است، بطوریکه اگر به هر دلیلی یک لینک بین دو گره قطع شد، یک لینک دیگر را که دارای ترافیک پایین و همچنین فاصله کمتری است شناسایی شده و اطلاعات را به گره مقصد ارسال نماید. یا اینکه در زمانیکه یک لینک دارای ترافیک بالایی باشد، مقداری از حجم لینک مذکور را به لینک دیگری که ترافیک کمتری دارد منتقل نماید. در این پایان نامه با استفاده از نرم افزار opnet فناوری های qos و mpls که مهندسی ترافیک نامیده می شوند را در شبکه هایی با ترافیک بالا بکار گرفته ایم و توانسته ایم با استفاده از این دو فناوری وضعیت مسیر یابی و همچنین ازدحام موجود در لینک های ارتباطی را بطور قابل توجهی بهبود دهیم به خصوص برای ترافیک ویدئو و صدا که امروزه انتقال حداکثری با تاخیر پایین آنها دارای اهمیت بسزایی است.

آشکارساز نوری که در این پایان نامه از بررسی می شود از نوع رسانای نوری است.اساس کار بر این است که یک نیمه هادی بدون ناخالصی داریم این نیمه هادی را به دو کنتاکت فلزی وصل کرده و منبع ولتاژی به دو سر اتصال فلزی اعمال می کنیم فوتون های نور به این ساختار تابانده می شوند و با جذب فوتون جفت الکترون حفره تولید می شود وتحت تاثیر میدان الکتریکی به سمت کنتاکت ها حرکت می کنند.

استفاده از افزاره های فوتونیکی در سیستم های مخابراتی از سه دهه پیش آغاز شده و تا به امروز روند رو به رشدی را طی کرده است و پیش بینی می شود تا سال 2015، نرخ انتقال داده ها به 40 ترا بیت بر ثانیه برسد. اما در سال های اخیر پیشرفت افزاره های فوتونیکی با محدودیت پراش نور مواجه شده است. این محدودیت امکان کوچکتر شدن افزاره های فوتونیکی از محدوده ی شکست نور را از بین می برد. با توجه به این محدودیت امکان دستیابی به نرخ انتقال داده های مورد نظر با افزاره های فوتونیکی فعلی وجود ندارد. بدین منظور جهت غلبه بر این محدودیت، پیشنهاد استفاده از افزاره های نانوفوتونیکی با استفاده از برهم کنش میدان نزدیک نوری بین نقاط کوانتومی مجاور مطرح شد. این افزاره ها با استفاده از کنترل انتقال انرژی برانگیخته و میرا شدن آن در اثر واهلش بین ترازهای انرژی اکسیتون در نقاط کوانتومی عمل می کنند. یکی از کاربرد های علم نانوفوتونیک استفاده از آنها در طراحی و ساخت گیت ها و سویچ های نوری جهت استفاده در مخابرات تمام نوری می باشد که سویچ های نانوفوتونیکی امکان بهره برداری از مزایای افزاره های نانوفوتونیکی از جمله سرعت انتقال بالا، اندازه ی کوچک و توان مصرفی پایین را برای سیستم های مخابراتی تمام نوری فراهم می کند. در این پایاننامه، در فصل اول، به بیان مفاهیم نظری، مکانیسم میدان نزدیک نوری و مقایسه ی آن با امواج میرا شونده ی متداول می پردازیم. در این راستا به معرفی و بررسی کارکرد و رفتار زمانی گیت های نانوفوتونیکی پرداخته و مزیت آنها نسبت به سایر گیت های فوتونیکی متداول بیان می شود. در فصل دوم، به بیان معادلات حاکم بر عملکرد گیت های نانوفوتونیکی و ترازهای انرژی اکسیتون در نقاط کوانتومی می پردازیم و معادلات را برای بدست آوردن تابع پوش حل می کنیم و به بیان دینامیک حالت های کوانتومی یک اکسیتون و دو اکسیتون محبوس در نقاط کوانتومی مجاور بر اساس روش عملگر چگالی و ماتریس چگالی رفتار زمانی انتقال انرژی تحریک و میرایی انرژی ناشی از واهلش اکسیتون می پردازیم. در انتهای فصل دوم نیز کارکرد گیت های نانوفوتونیکی and و not را تشریح کرده و به شبیه سازی معادلات نرخ و رفتار زمانی آنها می پردازیم و نمونه ای از گیت نانوفوتونیکی and را که برای کار در دمای اتاق توسط گروه اوتسو ساخته شده معرفی می کنیم و به بررسی عملکرد آن می پردازیم. در فصل سوم، طرح پیشنهادی جهت طراحی ادوات پیچیده تر ازجمله گیت and سه ورودی و افزاره ی متشکل از گیت and و or بر مبنای نور میدان نزدیک را با استفاده از نقاط کوانتومی cucl تشریح کرده و به شبیه سازی عملکرد آنها در دمای پایین پرداخته ایم. سپس به حل معادلات نرخ حاکم بر آنها پرداخته و احتمال حضور اکسیتون در هر یک از ترازهای انرژی نقاط کوانتومی را به دست آورده ایم و در انتها عملکرد همان ادوات پیشنهادی را در دمای اتاق با استفاده از نقاط کوانتومی gan مورد بررسی قرار داده ایم. در مرحله ی پایانی نیز به بررسی مزایای طرح های مطرح شده پرداخته ایم.

در این پایان نامه به طراحی و شبیه سازی پردازشگر تمام نوری با اهداف مخابراتی پرداخته می شود.در ساختار این پردازشگر از ادوات تمام نوری سرعت بالا که با استفاده از ساختارهای نانو طراحی شده است استفاده می گردد.یکی از قطعاتی که در ساختار پردازشگر استفاده می شود لیزر حلقوی می باشد. علت استفاده لیزر حلقوی در این ساختار به قابلیت های آن در تبدیل شدن به انوع گیت ها تمام نوری و توانایی مجتمع ساز آن بر می گردد.

در این پایان نامه ساختاری از لایه های کامپوزیتی پلیمر/ نانوذرات دی اکسید تیتانیم به عنوان یک سلول خورشیدی پیشنهاد می شود. همچنین از نانوذرات tio2 حساس به رنگ برای جمع آوری انرژی در بازه بزرگی از طول موج های نور خورشید استفاده شده است، بعد از جذب نور توسط مولکول های رنگدانه و انتقال الکترون از طریق شبکه به هم پیوسته نانوذرات دی اکسید تیتانیوم از پلیمرهای مزدوج مناسب برای انتقال حفره ها به الکترود مقابل استفاده شده است. ساختارهای سلول خورشیدی هیبریدی حساس به رنگ، در مقایسه با سلول های سیلیکونی بسیار ارزان قیمت هستند و نیازی به فرآیندهای پیچیده ساخت ندارند. لیکن عیب عمده این ساختارها بازده بسیار کم آن ها می باشد. جهت به دست آوردن معیاری برای محاسبه بازده، مدل سازی الکتریکی این ساختارها انجام گرفته و بر اساس آن عوامل موثر بر بازده شناسایی شده است. مهم ترین علت پایین بودن بازده این سلول ها نرخ بالای بازترکیب الکترون و حفره های تولید شده بر اثر تابش نور خورشید می باشد، به همین دلیل به جای نانوذرات دی اکسید تیتانیوم از نانومفتول های اکسید روی استفاده شده است، که با فراهم آوردن مسیر مستقیم برای حرکت الکترون مانع از باز ترکیب می شود. لیکن به دلیل پایین بودن میزان خلل و فرج سطحی نانومفتول ها در مقایسه با نانوذرات، نانوذرات فلزی نیز به داخل آند تزریق شده اند که با پراش نور، احتمال برخورد آن با مولکول های جاذب یا همان رنگدانه ها را افزایش می دهند و از این جهت باعث بهبود راندمان این سلول ها می شوند. ساختار پیشنهادی را با نرم افزار matlab شبیه سازی شده و بر مبنای نتایج حاصله بازده محاسبه شده است که حدود 3% بهبود بازده نسبت به ساختار اولیه نشان می دهد. به طور کلی در فصل اول این پایان نامه ضمن بیان مقدمه ای کلی در مورد نیاز رو به رشد بشر به انرژی و الزام فراهم آوردن منبع انرژی پاک، به معرفی انرژی خورشید و مقادیر آن در نقاط مختلف سطح زمین همچنین انواع سلول های خورشیدی پرداخته می شود و در انتها به بررسی منابع و مراجع و کارهای صورت گرفته قبلی در این زمینه پرداخته می شود. فصل دوم به معرفی کامل ساختار و روابط حاکم بر آن اختصاص دارد که با توجه به هدف پایان نامه ، تغییرات مورد نیاز در آن اعمال شده و تغییرات متناظر در روابط حاکم لحاظ می شود. همچنین روند حل معادلات و تحلیل ریاضی ساختار بررسی می شود. ساختارهای مورد بحث با نرم افزار متلب شبیه سازی شده اند که در فصل سوم نتایج این شبیه سازی ها نشان داده شده و نمودارهای مربوطه رسم شده است به علاوه مقادیر ثابت مورد استفاده در جداولی دسته بندی شده اند. در انتهای این فصل نتیجه گیری انجام شده و پیشنهاداتی جهت ادامه کار ارائه شده است.

نانوکامپوزیت ag/ppy کروی و نانوسیم به ترتیب به روش مغناطیسی و template سخت سنتز شدند. نسبت مونومر به اکسنده 2.4:1 و مونومر به نقره 0.0001:1 است. پلیمریزاسیون در دمای زیر 5 درجه سانتی گراد انجام گرفت. تستر گاز آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. مواد سنتز شده به روش های sem و eds مورد شناسایی قرار گرفت. فیلم های نازک مواد سنتز شده برروی الکترودهای شانه ای پوشش داده شد تا خواص حسگری این مواد نسبت به گازهای آمونیاک، اتانول و متانول مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. این تحقیق نشان داد که برای نانوکامپوزیت ag/ppy نانوسیم و کروی، وقتی که گاز آمونیاک وارد تستر می شود، مقاومت لایه حساس سنسور به صورت ناگهانی افزایش و برای گازهای اتانول و متانول به شدت کاهش می یابد. با تخلیه گاز از تستر، مقاومت سنسور به حالت اولیه برمی گردد. حساسیت سنسورهای ساخته شده با پلی پیرول در مقالات اخیر برای گاز آمونیاک، اتانول و متانول به ترتیب حدود 0.86، 0.88- و 0.68- بوده است و در این پروزه، برای سنسور با لایه حساس نانوکامپوزیت ag/ppy نانوسیم برای گازهای آمونیاک، اتانول و متانول به ترتیب حدود 1.46، 0.92- و 0.93- به دست آمد. زمان پاسخ و بازیابی برای سنسورهای اخیر با این تکنولوژی برای گاز آمونیاک به ترتیب حدود 100 و 180 ثانیه بوده است و برای نانوکامپوزیت ag/ppy نانوسیم این زمان ها به ترتیب حدود 50 و 60 ثانیه بدست آمد. برای بخارات اتانول و متانول زمان پاسخ و بازیابی تقریبا" 60تا40 ثانیه بوده و با لایه حساس نانوکامپوزیت ag/ppy نانوسیم به 40 تا18 ثانیه رسید.

امروزه پردازش اطلاعات به عنوان نیاز روزمره بشر برای دستیابی به علوم و فنون پیشرفته و ایجاد رفاه و امکانات بهتر زندگی اهمیت خود را بیش از گذشته نشان می دهد . همین امر سبب روی آوری بشر به استفاده از نور در امر پردازش شده است . از این رو کنترل نور و ساخت ادوات مربوطه دغدغه امروزه دانشمندان شده است. در این میان مبحث نور کند و مدیریت آن برای رسیدن به این هدف و کاربردهای دیگری که به دست می دهد و نحوه تولید این نور مورد بحث مقالات فراوانی است. این پایان نامه قصد دارد یکی از روشهای تولید نور کند را مطالعه نماید. استفاده از موجبر فرامواد یکی از مناسبترین روشهای موجود است. برای اینکار ابتدا بر روی موجبر بحث خواهد شد اینکه اساسا موجبر چیست و برای چه منظوری ساخته می شود اساس کار موجبر چگونه است . در ادامه ماهیت فرامواد مورد بحث قرار می گیرد انواع فرا مواد و خصوصیات و کاربردهای آنها خواهد آمد . موضوع مهم دیگر نور کند می باشد اینکه نور کند چیست و چه خصوصیاتی دارد و در چه اهدافی کاربرد دارد و چگونه تولید می گردد. و در نهایت آنچه لازم است بحث شود نحوه مدیریت نور کند می باشد چگونه می توانیم نور کند را در اختیار گرفته و از آن استفاده نماییم. فرا مواد به ما چه کمکی می کنند . موجبرفرا مواد چیست و انواع آن کدام است و نحوه طراحی و تحلیل این موجبر بررسی می گردد.

تابش های پر انرژی بر روی سلول های خورشیدی باعث ایجاد ناراستی ها و ایجاد تله در سلول های خورشیدی می شود، ابتدا به معرفی پیکر بندی تله پرداخته و با استفاده از روابط ریاضی آن ها را بررسی کرده ایم. مهمترین بخش در این پایان نامه قسمت شبیه سازی بوده که در این پایان نامه از نرم افزار سیلواکو استفاده نموده ایم. در این شبیه سازی از مواد نیمه هادی gaas، inp و si استفاده شده و پس از ایجاد این سلول ها در شبیه ساز، آنها را در معرض پرتوافکنی قرار داده ایم. پس از بررسی و استخراج داده ها از نرم افزار سیلواکو، مشاهده کرده ایم که تابش های پر انرژی باعث کاهش قابل توجه راندمان سلول های خورشیدی می گردند. از مقایسه ی حالت بدون وجود ناراستی و با وجود ناراستی، کاهش 43% بازده مشاهده شد. در مقایسه ای دیگر از بین مواد نیمه هادی استفاده شده در ساختار سلول یعنی gaas، inp و si مشاهده شد که سلول خورشیدی gaas تنزل بازده کمتری به نسبت سایر سلول های خورشیدی از مواد استفاده شده در این پایان نامه دارد و به عبارت دیگر این سلول در محیط هایی با تابش های پر انرژی راندمان بالاتری را ارائه می دهد.

طرح vcsoa ها نقاط اشتراک زیادی با طرح soa های fabry – perot در یک صفحه ، vcsel ها و فیلترهای fp دارد. سالهای زیادی است که این دستگاه¬ها مورد مطالعه قرار می¬گیرند]11-13[. تا حال مدل¬های تئوری که ساخته شده¬اند، اساس محکمی را برای ساخت تئوری vcsoa فراهم می¬کنند. طرح-هایی که در این فصل برای vcsoa ها پیشنهاد می¬گردد، تا حدود زیادی به طراحی ارائه شده در ussb برای vcsel های قبلی است. اولین مقاله تئوری درباره vcsoa ها در سال 1994 توسط تامیلینگ و همکارانش منتشر شد]14[. پیش¬بینی¬های کاربردی که در این مقاله ارائه شد، تا حدود زیادی بر اساس کاری بود که موکاوی و همکارانش در این زمینه مطالعه داشته¬اند]15[. از آن پس vcsoa ها به صورت تئوری در مقالات انگشت شماری مورد بررسی قرار گرفت، مدل¬هایی که در این بخش در مورد آنها صحبت می شود، کار تئوری را که در این مقالات منتشر و ارائه شده است، مبنا قرار داده است]6-9[. در این فصل برخی مسائل کلی طراحی و محدودیت¬های ویژه vcsoa ها ارائه می¬شود، همچنین حفره¬ی نوری را مورد بررسی قرار می¬دهیم که در مورد منطقه¬ی فعال و آینه¬ی vcsoa ها صحبت می¬شود. مدل تئوری به طور کامل ارائه شده و در مورد مهم¬ترین ابزارهای مدل¬سازی – معادلات fp و معادلات نرخ- بحث خواهیم نمود. نتایج تئوری بدست آمده در مورد تقویت پهنای باند، بهره¬ی تقویت، اشباع بهره¬ی تقویت و ویژگی¬های نویز vcsoa ها ارائه می¬شود. در این فصل تئوری کلی و موارد ویژه¬ی دستگاه¬هایی را که در پایان¬نامه در مورد آن بحث می¬شود را، پوشش می¬دهیم.

در این پایان نامه مروری بر انواع لیزرهای چند چاه کوانتومی بر روی بستر inp انجام گرفته است. ابتدا با استفاده از منابع و مقالات موجود، مرور کاملی بر روی انواع لیزرهای چاه کوانتومی و بخصوص لیزرهای با زیر بستر inp انجام شده است. ساختار های مختلف و تئوری و معادلات حاکم بر این لیزرها مورد بررسی و بحث قرار گرفته است. معادلات حاکم بر عملکرد و رفتار این لیزرها از منابع مختلف استخراج و روی آن¬ها بحث شده است. تأثیر پارامترهای ساختاری و فیزیکی بر روی مشخصه های مهم این نوع لیزرها استخراج و معادلات حاکم بر این لیزرها حل شده است. طول موج عملکردی لیزر ???? نانومتر می باشد که در این طول موج، ابتدا توابع موج و مقادیر ویژه برای چند چاه کوانتومی به-دست آمده و معادلات نرخ لیزر حل شده است. نرخ حامل¬ها و فوتون ها در سطوح مختلف چاه استخراج شده و منحنی شدت-جریان به دست آمده است. با اعمال پالس جریان به لیزر، پاسخ زمانی لیزر استخراج و روی منحنی های به دست آمده بحث شده است.

سنسورهای spr یا حسگرهای تشدید پلاسمون سطحی، نوع خاصی از سنسورهای نوری زیستی هستند که تعامل بین نور و سطح سنسور موجب تشدید الکترون ها در سطح سنسور شده و موجب تغییراتی در ویژگی های نور، مانند تغییر زاویه شکست یا تغییر طول موج ویا فاز و دامنه می شوند. سطح سنسور شامل یک لایه نازک فلزی مانند طلا و یک لایه عایق، مانند بافر یا محلول زیستی می باشد. وقتی نور از طریق یکی از روش های متداول مانند پیکربندی منشوری یا پیکربندی گریتینگ و یا روش موج بر نوری با سطح سنسور برخورد می کند موجب تشدید الکترون های روی سطح شده و تغییراتی در نور برگشتی از سنسور ایجاد می کند . با استفاده از آشکارسازها به تغییرات روی سطح که ناشی از تغییر محلول زیستی می باشد پی برده می شود. در این پایانامه یک سنسور تخصصی جهت اندازه گیری پروتئین ctni که در هنگام انفارکتوس قلبی در خون آزاد می شود مورد بررسی قرار گرفته شده است این سنسور از نوع کوپل منشوری با مدولاسیون زاویه (با پیکربندی نوع kretschmann ) می باشد. هدف این پروژه بهبود میزان جذب نور در هنگام تشدید، جهت بالا بردن حساسیت سنسور می باشد. بنابراین با استفاده از تئوری emt با جایگزینی لایه های متناوب طلا و ژرمانیوم بجای فلز طلا ، موجب افزایش میدان نوری میراشونده شده و در نتیجه سبب بهبود جذب نور تا حدود 0.0004763 می شود که قبلا این نتایج در سنسور با لایه فلزطلای خالص در حدود 0.05874 بوده است. بنابراین موفق به بالا بردن قابل توجه حساسیت سنسور شدیم.

پلاریتون پلاسمون سطحی، انتشار نوسانات الکترومغناطیسی در مرز بین رسانا و دی الکتریک، توجه بسیار زیادی را بخاطر پتانسیل بسیار زیاد در متمرکز کردن و سوق دادن نور در ساختار های با ابعاد کوچکتر از طول موج نور به خود جلب کرده است. سنسورهای رزونانس پلاسمون سطحی هم از امواج پلاریتون پلاسمون سطحی برای بررسی کردن فعل و انفعال بین بیومولکول ها و سطح سنسورها استفاده می کنند. در کنار سنسورهای پلاسمون سطحی، بیوسنسورهای یکپارچه بدون برچسب و بسیار حساس بر اساس رزوناتورهای حلقوی سیلیکون-عایق پیشنهاد شده است. از مزیت های بیوسنسورهای حلقوی می توان به اتلاف انتشار کم و کوپلینگ موثر اشاره کرد. هدف بررسی ساختارهای رایج سنسورهای پلاسمونی ( ساختارهای مبتنی بر موجبرها و نیز رزوناتورهای حلقوی) و در نهایت بررسی ویژگی این سنسورها در مقایسه با سنسورهای رایج فتونیکی (بدون اثر پلاسمونی) است. با استفاده از ترکیب نیمه هادی ها و یا پلیمرهای مختلف در ساختار سنسورهای پلاسمونی، سعی خواهد شد میزان حساسیت این سنسورها افزایش یابد. همچنین اثر تغییر ابعاد رزوناتور و نیز فلز استفاده شده در ویژگی های سنسور بررسی خواهد شد. در این پروژه سنسوری بر اساس میکرورزوناتور طراحی کرده¬ایم که دارای بستری از جنس نقره گپی از جنس pdms و میکروحلقه¬ای از جنس سیلیسیم می¬باشد. بدون قرار گرفتن ماده مورد نظر برای سنجش داخل میکروحلقه ساختار همانند یک رزوناتور پلاسمونی حلقوی عمل می¬کند که دارای فرکانس¬ها و مدهای نوسان مشخصی است. با قرار دادن ماده مورد نظر برای سنجش در داخل حلقه، و با تغییر دادن ضریب شکست ماده، فرکانس ویژه رزوناتور تغییر می¬یابد. با افزایش ضریب شکست فرکانس کاهش می¬یابد. بیشترین فرکانس در 1n= و کمترین فرکانس در 48/3n= اتفاق می-افتد. در آخر حساسیت سنسور بررسی می¬شود که با محاسبه شیفت طول موج در می¬یابیم که سنسوری که طراحی کرده¬ایم دارای حساسیت زیادی می¬باشد.

همانطوری که می دانیم انبرکهای نوری در واقع برای مولکولها وذرات تله های نوری هستند که در آنها مطالعه و دستکاری ذرات در ابعاد نانومتری و میکرومتری مطالعه و انجام می شود.نیروهایی که در این کار برای ذرات و مطالعه انها لازم است در حد پیکومتری بوده و نیروهای حاصل از انواع پراکندگی در سطح ذرات مورد بررسی و مطالعه قرار میگیرد.در این روش می توان گفت که تله اندازی ذرات، با استفاده از امواج محوری و کانونی شدهی لیزری صورت می گیرد که نیروی گرادیان حاصل از این امواج کانونی می تواند براحتی در انتقال نیرو و نهایتا در جابه جایی ذرات استفاده شود.پس می توان گفت که ذرات در این روش با تله اندازی بوسیله باریکه های لیزری فرودی بر سطح ذره، مورد شتاب قرار میگیرد و در چاه پتانسیلی آن محبوس می گردد.در پایان با توجه به کاربردهای وسیع انبرکهای نوری بخصوص در سالهای اخیر در این پایان نامه ضمن مطالعه انبرکهای نوری، بهینه سازی عوامل موثر در افزایش پایداری این تله اندازی ذرات و عوامل موثر در انبرکهای نوری اعم از قطبش ذرات و باریکه های لیزری و خصوصیات مهم این باریکه بصورت کیفی مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است .

در این پایان نامه به تحلیل و شبیه سازی مدارهای مبتنی بر نانولوله های کربنی پرداخته ایم. به علت ابعاد کوچک در حد نانومتر در ادوات مبتنی بر نانولوله های کربنی پارامترهای توان مصرفی و تأخیر در این مدارات کاهش می یابد. تحلیل و شبیه سازی مدارات مبتنی بر ترانزیستورهای مبتنی بر نانولوله های کربنی از اهمیت به سزایی برخوردار است.

در این پایان نامه ابتدا ساختار دیود نورگسیل آلی و مکانیزم عملکردی آن را مورد بررسی قرار دادیم سپس موادی که در لایه های مختلف ساختار دیود نورگسیل آلی استفاده می شود را معرفی کردیم و روش های ساخت oled را تشریح کردیم. در انتها ساختار مورد نظر خود را با در نظر گرفتن مواد مختلف برای لایه های دیود نورگسیل توسط نرم افزار مورد شبیه سازی قرار دادیم و دیاگرامهای مختلف بدست آمده از جمله دیاگرام باند انرژی ،غلظت الکترون و حفره،اکسایتون ها،شدت نور و بازده برای مواد مختلف با ضخامتهای مختلف را مورد بحث قرار دادیم و پیشنهادهایی از قبیل افزایش ضخامت لایه ی انتقال حفره همراه با استفاده از موادی با مقاومت تزریق حفره ی کم و یا n-dope کردن لایه ی انتقال حفره برای افزایش بازده توانی دیود نورگسیل آلی ارائه دادیم. به این نتیجه ها نیز رسیدیم که کوانتوم یلد هر چه بالاتر باشد نتیجه ی بهتری در بازده توانی حاصل میشودو هر چقدر موبیلیتی الکترون و حفره در ماده ی نور گسیل بیشتر باشد بازده توانی بهتری را خواهیم داشت و در لایه ی نور گسیل در صورتی که مقدار lumo در ماده ی میهمان بیشتر از ماده ی میزبان باشد الکترون ها بیشتر به میزبان می روند و این باعث افزایش بازده می شود.

ادوات مبتنی بر ساختارها و مواد جدید از عناصر کشف شده، که از جمله ی آن ها می توان به نانولوله های کربنی وگرافن اشاره نمود که خواصی متفاوت با آنچه در دیگر حالات مواد کربنی بود از خود نشان می دهند، در سال های اخیر مورد توجه دانشمندان ومحققان قرار گرفته است. در این پروژه سعی می شود تا خواص و مشخصه های نانولوله های کربنی بطور دقیق بررسی و ثبت شود و با استفاده از این نتایج، سیستم هایی متناسب با اهداف الکترونیکی و اپتوالکترونیکی ارائه شود. از جمله ی این سیستم ها می توان به موجبر های نوری اشاره نمود. موجبری باقابلیت های ناشی از خواص جدید نانولوله های کربنی می تواند در قالب ادواتی همچون سنسورهای مادون قرمز و تراهرتز و یا دتکتور و آنتن در آید، همچنین در مدارات نوری می تواند جایگاه مناسبی برای خود باز کند. روش شبیه سازی بر اساس روش حل معادلات دیفرانسیل بصورت fdtd خواهد بود، که مشخصه های بدست آمده برای حل معادلات پیوستگی می تواند نشانگر توانایی پاسخگویی نانولوله های کربنی در سیستم های فوق الذکر باشد. . این خواص اپتو الکترونیکی می توانند در بسیاری از سیستم ها باعث افزایش بازده شده و گره گشای مشکلات و هزینه های ناشی از آن شوند.

یکی از مهم ترین بخش های مدارات مجتمع نوری آشکارسازهای نوری هستند؛ ساختاری که نور را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. اخیراً گرافن به عنوان ماده ای دو بعدی با خواص نوری و الکترونیکی مناسب برای استفاده در آشکارسازها، مورد توجه محققان قرار گرفته است که طیف فرکانسی تراهرتز تا مادون قرمز را پوشش می دهد و کاربردهای فراوانی در ارتباطات، علوم پزشکی به منظور اسکن اندام بدون ضرر، امنیت و ... دارد. مشخصات این آشکارسازها با پیشرفت علم پلاسمونیک بهبود یافته است و می توان با ترکیب نانوساختارهای پلاسمونیکی با گرافن و همچنین خواص پلاسمون پلاریتون های سطحی گرافن، رنج فرکانسی عملکردی آشکارساز را وسیعتر نمود ضمن آنکه تواما پاسخدهی و بازده کوانتومی را نیز بهبود بخشید. در این پایان نامه ابتدا مرور کلی بر انواع آشکارسازهای گرافنی مبتنی بر تشدید پلاسمون-پلاریتون های سطحی انجام خواهیم داد. ساختار موجبر گرافن پلاسمونیکی تزویج شده بر روی آشکارساز گرافنی مدل سازی شده و روابط حاکم بر رفتار آن تحلیل خواهد شد. با قراردادن نانوذرات فلزی همچون طلا در آشکارساز سعی در توزیع مناسب میدان محلی و جداسازی موثر جفت الکترون-حفره های تحریک شده بوسیله فوتون و نهایتا بهبود پاسخ دهی آشکارساز را بررسی خواهیم کرد. علاوه بر آن اثرات فاصله موجبر نسبت به اتصال های فلزی سورس و درین و اعمال بایاس آشکارساز بر پروفایل جریان بررسی خواهد شد. ما از نرم افزارهای lumerical و matlab برای شبیه سازی و محاسبه برخی پارامترها استفاده کردیم. هدف از این پایان نامه ارائه آشکار سازی است که توانایی آشکارسازی امواج تراهرتز به همراه بهینه سازی پارامترهای آشکارسازی همچون پاسخ دهی میسر گردد.

oled وسیله ای است که با بکارگیری یک ولتاژ خارجی نور از خود گسیل می کند. دو دسته اصلی از oledها وجود دارد: آنهایی که با ملکول های آلی کوچک ساخته می شوند، و آنهایی که با پلیمرهای آلی ساخته شده اند. به طور معمول، یک oled بر روی یک بستر شیشه ای ساخته می شود. فیلم های نازک آلی توسط یک آند از جنس اکسید تین ایندیم و یک کاتد از جنس فلز جلادار محدود شده اند. با بکارگیری یک ولتاژ به چنین وسیله ای (<10v)، حامل ها به داخل تزریق می شوند و جهت تولید نور ترکیب می شوند. فوتون ها از تکثیر لایه های آلی روی بستر شیشه ای تولید و نور گسیل می کنند. طول موج نشری oled توسط مواد آلی مشخص می گردد و این به دلیل رسانایی پایین مواد آلی است. با قرار دادن نانو ذرات و تغییر ضخامت لایه ها کارایی oledها افزایش یافته است. اندازه کوانتومی (<10نانومتر) نانو ذرات فلزی باعث کاربردهای متنوع آنها شده است، چون اکثر آن ها در آب انحلال پذیرند و یا در آب به صورت معلق باقی می مانند، بدون اینکه خواص فیزیکی یا شیمیایی آن در طول زمان تغییر کند. لایه نانو ذرات نقره به عنوان یک لایه بین لایه انتقال الکترون و الکترود گنجانده می شوند که می تواند کارایی oled را افزایش دهد.