مسئله تشخیص هویت از دیرباز یکی از حیاتی ترین مسائل در زندگی انسانها بوده است که از جمله موارد پرکاربرد آن در موارد قضایی، اجازه دسترسی می باشد که به تفصیل در مقدمه آورده شده است. برای تشخیص هویت انسانها باید یکسری مشخصات را در صورت آنها که منحصربفرد می باشد را تعیین کرده و سپس این مشخصات را با افراد موردنظر تطبیق داده تا فرد موردنظر یافته شود. تشخیص هویت دارای دو مرحله اصلی می باشد که یکی تعیین کردن مشخصات مختص افراد و دیگری تطبیق این مشخصات با صورت افراد است که در این پایان نامه به قسمت اول یعنی تعیین کردن مشخصات می پردازیم. در مقدمه به تفصیل در مورد انتخاب بین تشخیص صورت در حالت دو بعدی و سه بعدی و مزایا و معایب هر کدام به تفصیل بحث شده است که در این تحقیق به حالت سه بعدی آنها پرداخته شده است. از جمله موارد برتری حالت سه بعدی نسبت به دو بعدی در تغییر ناپذیری نسبت به تغییر زاویه صورت و مهمتر از آن تغییر ناپذیری نسبت به زاویه تابش نور می باشد که در حالت دو بعدی این دو مورد بشدت روی فرآیند تشخیص تاثیر گذار می باشند. فرآیند تشخیص صورت دارای دو مرحله اصلی می باشد که ابتدا نشانه گذاری و تشخیص این نشانه ها در صورت افراد است و مرحله دوم استفاده از این نشانه ها برای تمایز افراد در یک سیستم شبکه عصبی می باشد. در این پایان نامه روی قسمت اول یعنی نشانه گذاری بحث شده است. برای تشخیص این مشخصات تا کنون روشهای مختلفی استفاده شده اند که در این پایان نامه ما با استفاده از روش انحنای اصلی نقاط حداکثر و حداقل را در صورت افراد با ریاضیات مخصوص خود بدست می آوریم که این الگوریتم در ادامه به تفصیل آورده شده است و در نهایت مقایسه ای میان الگوریتم پیشنهادی و دیگر الگوریتم های مشابه صورت پذیرفته است که به نتیجه تشخیص صحیح 83/98 رسیده ایم.

بررسی عملکرد یک عنصر نیمه هادی بدون ساختن آن تنها با شبیه سازی رفتار آن میسر می-شود. هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی سلول های خورشیدی چند پیوندی به کمک دسته معادلات دریفت- دیفیوژن به منظور بررسی مشخصه های درونی این گونه سلول ها از جمله توزیع حامل های بار الکتریکی و بار کل فضا، توزیع میدان و پتانسیل الکتریکی درونی، ساختار باند هدایت و همچنین بررسی مشخصات خروجی آن ها از قبیل منحنی ولتاژ- جریان، منحنی ولتاژ- توان، جریان اتصال کوتاه، ولتاژ مدار باز و ... است. ابتدا به معرفی ساختارهای گوناگون سلول های خورشیدی و روش های افزایش بازده تبدیل آن ها پرداخته شده است. سپس مدل دریفت- دیفیوژن معرفی شده و الگوریتم های گوناگون برای حل این مدل مورد بررسی قرار خواهد گرفت که از بین آنها الگوریتم گامل برای شبیه سازی مورد نظر انتخاب شده است. این الگوریتم برای ادوات نیمه هادی در ابعاد میکرومتر به خوبی عمل می-کند. در این الگوریتم برای حل معادلات مدل دریفت- دیفیوژن از روش جای گذاری lu استفاده شده است. در مرحله بعد الگوریتم گامل با استفاده از نرم افزار matlab پیاده سازی شده است. به منظور بررسی صحت و میزان دقت نرم افزار شبیه ساز چندین سلول خورشیدی که عملکرد آن ها قبلاً به صورت تجربی یا شبیه سازی بررسی شده اند، شبیه سازی شده؛ به این صورت که ابتدا یک پیوند p-n ساده و پس از آن دو سلول تک پیوندی si و gaas به ترتیب با ساختارهای n+-p-p+ و p-n-n+ برای کاربردهای زمینی و فضایی و سرانجام یک سلول دو پیوندی gaas/ge شبیه سازی شده اند. مقادیر حاصل از این شبیه سازی ها نشان دهنده عملکرد مطلوب این شبیه ساز است. همچنین نتایج نشان می دهد که شبیه ساز طراحی شده برای بررسی عملکرد سلول های خورشیدی با ابعاد میکرو به لحاظ دقت و صحت، بسیار مناسب است

در این پایان نامه، مدل سازی و شبیه سازی یک سلول خورشیدی چاه کوانتومی gaas/algaas با یک چاه (sqwsc)، بر پایه ی روش مونت کارلو انجام شده است. روش مونت کارلو با امکان بکارگیری هرگونه رابطه ی فیزیکی موجود بر حرکت ذرات در ماده، مشاهده ی پدیده هایی همچون انرژی ذرات در چاه کوانتومی و دیگر نقاط افزاره را ممکن ساخته است. تکیه این کار بیشتر بر استخراج مشخصه هایی از سلول می باشد که به راحتی و با روش های شبیه سازی عددی معمول مانند حل معادلات دریفت-دیفیوژن و یا هیدرودینامیک قابل مشاهده نیستند. به کمک روش مونت کارلو رصد کردن حامل ها، به عنوان کوچکترین بخش بوجود آورنده ی جریان خروجی سلول، ممکن شده است. از این رو امکان بررسی پدیده هایی مانند فرار گرمایی و یا تونل زنی حامل ها از چاه کوانتومی که باعث عبور جریان می شوند و تعیین سهم هر کدام به راحتی امکان پذیر می شود. به منظور مقایسه و بررسی کارایی روش، ابتدا مدل برای سلول p-n و p-i-n آزمایش شده است، سپس سلول به چاه کوانتومی تبدیل شده و روابط برای گاز الکترونی شبه دو بعدی (2deg) برای حل مسئله ی حرکت حامل در چاه در نظر گرفته شده اند. در بدست آوردن ترازهای انرژی موجود در چاه کوانتومی و تابع موج حامل ها در چاه روش ماتریس انتقالی (tmm) مورد استفاده قرار گرفته است. شبیه سازی ها به وسیله ی نرم افزار matlab انجام شده است.

به دلیل رخ دادن سازوکار یونیزاسیون برخوردی در آشکارساز نوری بهمنی، این افزاره دارای بهره جریان است. وجود بهره باعث می شود تا آشکارسازی و تقویت جریان همراه با یکدیگر انجام شود و بنابراین نیازی به مدارهای اضافی مربوط به تقویت کنندگی نباشد. یونیزاسیون برخوردی سازوکاری مهم در آشکارساز نوری بهمنی است. در نتیجه، برای تحلیل رفتار آشکارساز نوری بهمنی باید روشی مناسب انتخاب کنیم تا بتوان چنین پدیده ای را شبیه سازی کرد. با توجه به گستردگی سازوکار یونیزاسیون برخوردی در طول ناحیه تکثیر، از یک مدل گسترده استفاده کرده ایم. در واقع یک مدل توزیع شده را ارائه داده ایم که ارتباط بخش های مختلف ناحیه تکثیر را برقرار کند. در این طرح از روش ماتریس انتقالی استفاده شده است؛ ایده ای است که برای اولین بار مطرح می شود. در ابتدا ساختار این آشکارساز و عملکرد آن بررسی می شود. به دلیل وابستگی نویز به جریان نوری افزاره، به شبیه سازی آشکارساز نوری بهمنی پین پرداخته می شود. بدین منظور معادلات نرخ حامل در نواحی مختلف تعیین شده و سپس این معادلات مدل سازی و شبیه سازی شده اند. در ادامه، شبیه سازی نویز ضربه ای و جریان تاریک این آشکارساز آورده شده است. تحلیل و مدل سازی آشکارساز نوری بهمنی به روش ماتریس انتقالی، با نرم افزار مطلب انجام و در نهایت با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی تطابق خوبی با داده های عملی و نتایج دیگران حاصل شده است. در حقیقت، این مدل سازی با استفاده از روش ماتریس انتقالی می تواند به صورت موثری رفتار افزاره را شبیه سازی کند و با ارائه تصویری میکروسکوپی از حرکت حامل ها، امکان بررسی مشخصات خروجی آشکارساز با تغییر ابعاد و پارامترهای آن را میسر سازد.

هدف اصلی جداسازی منبع کور، جداسازی منابع از سیگنال های ثبت شده بوسیله آرایه ای از حسگرها، می باشد؛ این سیگنال ها مخلوط هایی ناشناخته از منابع می باشند. تحلیل مولفه مستقل، این جداسازی را با فرض مستقل بودن آماری منابع اصلی انجام می دهد. در این پایان نامه، دو الگوریتم تحلیل مولفه مستقل ارایه می شود؛ هر کدام از آنها می تواند به عنوان یک الگوریتم تقلیلی تحلیل مولفه مستقل کم هزینه، سریع و قابل اطمینان برای بسیاری از کاربردهای جداسازی منبع حقیقی استفاده شود. این روش ها از آماره های مرتبه چهارم(کیومولان ها) در یک رویه تقلیل کم هزینه، بهره می گیرند. رویه تقلیل پایه یادشده، بوسیله دلفوس و لوباتون در یک فضای سیگنالی حقیقی پیشنهاد شد. الگوریتم های تحلیل مولفه مستقل پیشنهاد شده، از روش های بهینه سازی جدید بهره برده و دارای مزیت هایی نسبت به روش های تحلیل مولفه مستقل پرکاربرد می باشند.کمتر بودن هزینه محاسباتی الگوریتم های پیشنهادشدهدر مقایسه با الگوریتم شناخته شده fastica، به ویژه زمانی که تعداد منابع افزایش می یابد، نشان داده می شود. سرعت همگرایی روش های پیشنهادشده از سرعت الگوریتم سریع fasticaنیز بالاتر می باشد؛ همچنین تخمین دو روش پیشنهادی قابل اطمینان تر است. کارایی مناسب روش های پیشنهادی، در دو زمینه شامل مخلوط های صوت و تصویر ارزیابی و تایید می شود.با اعمال الگوریتم های پیشنهادی به مخلوط های صوت و تصویر، به زمان جداسازی کوچکتر و کیفیت جداسازی بالاتری در مقایسه با الگوریتم fastica، دست می یابیم.

سلول خورشیدی فیلم نازک cigs یکی از بهترین انتخاب ها برای تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته می باشد، به دلیل اینکه ثابت جذب لایه جاذب آن تقریبا 5^10است و همچنین گاف انرژی آن می تواند از ev 1/02 تا 68/1 تغییر کند. در این پایان نامه برای شبیه سازی از مدل نفوذ-رانش یک بعدی استفاده شده است. معادلات نفوذ-رانش به روش عددی گامل به کمک نرم افزارهای matlab و silvaco حل شده اند. در ابتدا نحوه انتقال حامل های تولید شده در این نوع سلول ها و عواملی که موجب محدودیت کارایی سلول می شوند، مورد بررسی قرار گرفته است. از آن جایی که در این دسته سلول ها به دلیل ضخامت کم لایه جاذب فاصله ی بین اتصال پشتی و ناحیه تخلیه ناچیز است، نور بیشتری به اتصال پشتی می رسد و بازترکیب در این ناحیه مکانیسم تلفات اصلی در سلول می باشد. از این رو راه کارهایی جهت دور کردن حامل ها از اتصال پشتی سلول همچون تدریجی کردن گاف انرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. همچنین در این تحقیق روشی جدید برای بهینه سازی عملکرد سلول ارائه شده است. اساس این روش افزایش ناخالصی بخشی از لایه جاذب است که اثر آن در ضخامت های مختلف جاذب مورد بررسی قرار گرفته است. در شبیه سازی سلول cigs در دمای k 300 با گاف انرژی بهینه، voc=0/639 v jsc=34/68 ,ff=78/92و راندمان 51/17%، و در شبیه سازی سلول بهبود یافته، voc=0/827 v jsc=30/35,ff=82/71 و راندمان 62/20% بدست آمده است که نسبت به سلول پایه 11/3% بهبود یافته است.

شبکه عصبی پیشنهادی پروفسور هاپفیلد (hnn) در کاربردهای عملی بسیاری از جمله حافظه‎های به‎هم پیوسته آدرس‎پذیر، تشخیص الگو و چهره و حل مسائل بهینه‎سازی با درجه سختی np مانند مسئله فروشنده دوره‎گرد به کار گرفته شده است. به‎علاوه hnn ابزار بهینه‎ساز مناسبی برای مدل‎سازی و حل مسائل مسیریابی در شبکه‎های ارتباطی نوری و بی‎سیم به شمار می‏رود. شبکه عصبی هاپفیلد از تعدادی واحد پردازش‎گر به نام نرون که همه به‎طور هم‎زمان ورودی‎های خود را پردازش می‎کنند تشکیل شده است؛ بنابراین تراشه‎های fpgas با ساختار موازی محیط‎های مناسبی برای پیاده‎سازی شبکه‎های عصبی دیجیتال هاپفیلد به‎شمار می‎روند. در این تحقیق معماری‎های سخت‎افزاری جدیدی برای شبکه عصبی هاپفیلد به منظور حل مسئله کوتاهترین مسیر در شبکه‎های ارتباطی ارائه شده است. معماری‎های ارائه شده برای پیاده‎سازی بر روی تراشه‎های fpga مناسب هستند. با توجه به معادلات دینامیکی توصیف کننده رفتار نرون‎ها، چهار معماری مختلف برای شبکه عصبی هاپفیلد دیجیتال مورد بررسی قرار گرفته است. نرون‎های معماری اول ساختار معمولی دارند و با توجه به وزن‎های سیناپسی و مقدار بایاس نرون،‎ ولتاژ محلی خود را هم‎زمان می‎کنند. در معماری دوم با استفاده از آرایه سیستولیک، تعداد ضرب کننده و سطح تراشه معماری اول بهبود یافته است. نرون‎های معماری سوم ولتاژ محلی خود را با استفاده از میزان تغییرات انرژی شبکه هم‎زمان می‎کنند و سر انجام در معماری چهارم با استفاده از تکنیک خط‎لوله سرعت معماری سوم افزایش داده شده است. شبکه‎های عصبی دیجیتال مورد بررسی با زبان vhdl توصیف شده‎اند و پس از سنتز، میزان سطح تراشه مورد نیاز، توان مصرفی، فرکانس کاری و سرعت آن‎ها با هم مقایسه شده است. در پایان با پیاده‎سازی نمونه کوچکی از شبکه‎های عصبی دیجیتال هاپفیلد بر روی تراشه در دسترس spartan3، صحت عملکرد الگوریتم‎های پیشنهادی در محیط آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج پیاده‎سازی نشان داده‎اند که الگوریتم‎های ارائه شده در محیط سخت‎افزاری دارای عملکردی صحیح هستند.

در این پژوهش، یک مدل رانش- نفوذ ارائه شده است که می تواند برخی پارامترهای آشکارساز نوری بهمنی مانند جریان تاریک، جریان نوری و بهره را با دقت قابل قبولی محاسبه کند. در این مدل دسته معادله های پواسون، چگالی حامل الکتریکی و پیوستگی حامل الکتریکی به صورت همزمان حل شده است. در نظر گرفتن سازوکار یونیزاسیون برخوردی باعث شده است که مدل ارائه شده بتواند حرکت حامل ها در میدان الکتریکی قوی را نیز شبیه سازی کند. مدل در دو بخش pin و apd ارائه شده است که در بخش اول، یونیزاسیون برخوردی در نظر گرفته نشده است و میدان ضعیف شبیه سازی می شود. در بخش بعد با استفاده از یونیزاسیون برخوردی تکثیر حامل ها شبیه سازی شده است. در هر دو بخش ساختارهای هم پیوند gaas و فرا پیوند inp/in0.53ga0.47as/inp مورد مطالعه قرار گرفته است. در این شبیه سازی برای سادگی فرض شده است که دمای شبکه ثابت است. شبیه سازی در محیط برنامه نویسی matlab انجام شده و نتایج به دست آمده از مدل با داده های معتبر علمی مقایسه شده است. این مقایسه نشان می دهد که مدل رانش- نفوذ می تواند بدون پرداختن به پیچیدگی های سایر مدل ها مانند هیدرودینامیک و مونت کارلو، جریان آشکارساز نوری را با دقت قابل قبولی شبیه سازی کند.

در این پژوهش، از یک مدل مونت کارلو دو دره ای برای شبیه سازی اتصال شاتکی استفاده شده است. در مدل ارائه شده، پراکندگی های ناخالصی و فونونی درنظر گرفته شده اند و یونیزاسیون برخوردی در ماتریس پراکندگی قرار گرفته است. باندهای انرژی غیرسهموی فرض شده اند و سازوکارهای تونل زنی و گسیل گرمایونی مولفه های جریانی هستند. با اضافه کردن یک لایه نازک غیر هم نوع با نیم رسانا نشان داده شده است که شکل گیری یک میدان الکتریکی مخالف با جهت حرکت الکترون در مرز اتصال باعث افزایش ارتفاع موثر سد شاتکی می شود. با تغییر چگالی غلظت ناخالصی این لایه نازک تغییر ارتفاع موثر سد شاتکی و در نتیجه جریان گذرنده شبیه سازی شده است. مقایسه نتایج بدست از شبیه سازی با داده-های معتبر علمی، درستی کارکرد مدل ارائه شده را تایید می کند.

در این پژوهش، با استفاده از آهنگ حامل های الکتریکی در ناحیه تکثیر به شبیه سازی جریان نوری و بهره آشکارساز نوری بهمنی پرداخته شده است. با در نظر گرفتن سازوکارهای مهمی مانند جذب نور، بازترکیب، یونیزاسیون برخوردی و رانش الکتریکی برای هر سلول مکانی یک ماتریس 2×2 تعریف می شود که حاصل ضرب این ماتریس ها، تکثیر پی در پی حامل ها را مدل می کند. مدل ارائه شده تا حدودی ساده است و به سادگی همگرا می شود. مقایسه نتایج بدست آمده از مدل ماتریس انتقالی ارائه شده با داده های معتبر علمی نشان می دهد که این مدل می تواند سازوکار یونیزاسیون برخوردی و پدیده تکثیر را با دقت مناسبی شبیه سازی کند. همچنین می تواند بهره و جریان نوری آشکارساز نوری بهمنی را ارائه دهد. از قابلیت های دیگر این مدل به محاسبه اثر پارامتر های مختلف افزاره و تابش های نوری متفاوت بر جریان الکتریکی خروجی می توان اشاره کرد.

در این پژوهش مدلی ارائه شده است که با استفاده از آهنگ الکترون و فوتون در ناحیه فعال لیزر می تواند توان نوری لیزر را به ازای جریان بایاس محاسبه کند. در ادامه شرایط آستانه و تابش های خودبخودی و تحریکی را برای یک لیزر فراپیوند ingaasp/inp شبیه سازی شده است. برای افزایش کارایی مدل ارائه -شده و محاسبه مودهای نوری معادلات موج رونده و معادلات آهنگ با هم ترکیب شده اند. در مدل ارائه شده، نور خودبخودی به صورت مستقل محاسبه شده و آغازگر نور تحریکی فرض می شود. این موضوع تطابق بهتر مدل با فیزیک لیزر و همگرایی بهتر آن در مقایسه با مدل های دیگر را نتیجه می دهد. مدل ارائه شده می تواند توان مودهای تابشی و فاصله آنها از یکدیگر را با دقت مناسبی شبیه سازی کند.

در این پژوهش، از مدل مونتکارلو تک ذرهای برای محاسبه سرعت الکترون در نیمرسانای gaas و از مدل مونتکارلو تجمعی برای بررسی دیود n-i-n استفاده شده است. سرعت الکترون در دماهای بین 77 تا 300 درجه کلوین نیز بررسی شده است. همچنین ضریب یونیزاسیون برخوردی الکترون برای ترکیبهای نیم رسانای gaas و alxga1-xas با کسرهای مولی 0.2، 0.3 و 0.4 با در روش مونتکارلوی تجمعی و تک ذرهای به دست آمده است که با دادههای عملی مطابقت خوبی دارد. ضریب یونیزاسیون gaas در دماهای مختلف محاسبه و بررسی شده است.تابع توزیع طول یونیزاسیون برخوردی در ناحیه تکثیر هم پیوند برای مقدارهای مختلف شدت میدان الکتریکی و کسرهای مولی با روش مونتکارلو به دست آمده است.ضریب تکثیر نیز برای ساختارهای هم پیوند gaas و alxga1-xas با کسرهای مولی 0.2 و 0.3 که با روش مونتکارلوی تک ذرهای شبیه سازی شده است با دادههای عملی مقایسه شده و سازگاری خوبی با این دادهها از خود نشان داده است. سپس به بررسی ساختار فراپیوند gaas / alxga1-xas با کسرهای مولی 0.2 و 0.3 پرداخته شده و با دادههای پژوهشهای معتبر در این زمینه مقایسه شده و از دقت بسیار خوبی برخوردار است. ناپیوستگی نوار در این ساختار و درصد گذر و بازتاب از ناپیوستگی مورد بررسی قرار گرفته است.

هدف از این تحقیق شبیه سازی عددی آشکارساز های نوری ?"hg" ?_"1-x" ?"cd" ?_"x" "te" به کمک دسته معادلات رانش-نفوذ به منظور بررسی مشخصات درونی از جمله توزیع حامل های بار الکتریکی و بار کل فضا، توزیع میدان، ساختار تراز هدایت و تراز ظرفیت است؛ این شبیه سازی همچنین بررسی مشخصات خروجی آشکارساز نوری از قبیل منحنی ولتاژ جریان، منحنی آشکارسازی، جریان تاریک، بازده کوانتومی و غیره می پردازد. در ابتدا به معرفی مدل رانش-نفوذ پرداخته شده است و سپس برای حل مدل رانش-نفوذ از الگوریتم گامل استفاده شده است. این الگوریتم برای ادوات نیمه هادی در ابعاد میکرومتر به خوبی عمل می کند. در شبیه سازی های انجام شده اثر تونل زنی، باز ترکیب اوژه و شاکلی-رید-هال در نظر گرفته شده است؛ برای بالا بردن دقت شبیه سازی، اثر تغییرات دمایی نیز لحاظ شده است. شبیه سازی در محیط برنامه نویسی matlab انجام شده و نتایج به دست آمده از مدل با داده های معتبر علمی مقایسه شده است. این مقایسه نشان دهنده ی عملکرد مطلوب این شبیه ساز است. همچنین نتایج نشان می دهد که شبیه ساز طراحی شده برای بررسی عملکرد آشکارسازهای نوری با ابعاد میکرو متر به لحاظ دقت و صحت، بسیار مناسب است.

ترانزیستورهای اثر میدانی فراپیوندی مبتنی بر gan جایگاه ویژه ای در کاربردهای مایکروویو توان بالا دارند. در همین راستا، مدل سازی و افزایش جریان خروجی و توان خروجی در فرکانس های مایکروویو اهمیت بسیاری دارد. در اغلب موارد اثر الکترون انتقالی در مدل سازی مشخصه ی جریان- ولتاژ hfetهای مبتنی بر نیمه هادی های iii-nitride نادیده گرفته می شود. در gan بالازدگی سرعت رانش الکترون و گاف انرژی، در مقایسه با سایر نیمه هادی ها مانند gaas و inp، بیش تر است. به همین دلیل در این گونه ترانزیستورها ضرورت اعمال این اثر در شبیه سازی رفتار جریان- ولتاژ بیش تر می باشد. در این پژوهش، مدلی برای سرعت الکترون با در نظر گرفتن تحرک منفی و بالازدگی سرعت حامل ها ارائه شده است و در مدل سازی دقیق مشخصه ی جریان- ولتاژ این ترانزیستورها و اعمال اثر الکترون انتقالی از این مدل سرعت رانش الکترون ها استفاده شده است. معادله ی پواسون و پارامترهای جریان نفوذی هسته ی اصلی حل عددی مشخصه می باشد. برای سنجش مدل ارائه شده، نتایج شبیه سازی با نتایج به دست آمده با مدل ridely که توصیف ساده ای از سرعت رانش الکترون ارائه می دهد، مقایسه شده است.

در این پژوهش رفتار حامل ها به ازای تحریک نوری با کمک رابطه های بقای انرژی، اندازه حرکت و بار الکتریکی که با نام معادله هیدرودینامیک شناخته می شوند، در حالت ماندگار شبیه سازی شده است. رابطه ها برای پیوند pn از جنس سیلیسیم تشکیل شده و در آنها زمان واهلش حامل ها بر اساس تحرک پذیری میدان ضعیف، و ضریب رسانش گرمایی به صورت تابعی از رسانش الکتریکی انتخاب شده اند. برای حل معادله ها از روش تفاضل محدود، برای گسسته سازی رابطه های غیر خطی، از روش مشتق گیری آپویند و برای خطی سازی و حل رابطه ها از روش نیوتن-رافسون استفاده شده است. برای اطمینان از درستی مدل و روش حل، درآغاز ساختار تک حاملی nin که به دیود بالستیک مشهور شده، شبیه سازی شده و با نتایج معتبر مقایسه شده است. مقایسه نتایج این شبیه سازی با مدل مونت کارلو نشان می دهد که مدل ارائه شده با انتخاب ضریب رسانش مناسب می تواند رفتار افزاره را با دقت مناسبی پیش بینی کند. برای شبیه سازی پیوند pn بازترکیب های اوژه و شاکلی-رید-هال و یونیزاسیون برخوردی به مدل اضافه شده اند. آشکارساز نوری pn به ازای تحریک نوری در ولتاژهای گوناگون شبیه سازی شده و نتایج بدست آمده با نتایج شبیه سازی و عملی موجود مقایسه شده اند و تطابق خوبی دارند. روش ارائه شده سرعت همگرایی خوبی برای ساختارهای تک حاملی دارد، اما برای ساختارهای دوحاملی بخاطر شیب تند چگالی حامل ها در محل پیوند و سازوکارهای تولید و بازترکیب، همگرایی آهسته خواهد بود، بخصوص در شبیه سازی در حوزه زمان که برای هر پله زمانی یک همگرایی لازم است.

در این پژوهش، آشکارساز فلز- نیم رسانا- فلز بر مبنای algan با استفاده از مدل مونت کارلو سه دره ای شبیه سازی شده است. در مدل ارائه شده باندهای انرژی غیر سهموی فرض شده اند و سازوکارهای پراکندگی ناخالصی، فونون نوری قطبی، پیزوالکتریک، پتانسیل ناهنجاری، پراکندگی بین دره ای و پراکندگی آلیاژی در نظر گرفته شده است. با استفاده از این روش پاسخ گذرای افزاره به ازای پالس تابشی و نمودار پاسخ دهی طیفی افزاره محاسبه شده است. شبیه سازی در دو بعد و در محیط برنامه نویسی matlab انجام شده است. به منظور سنجش میزان درستی شبیه سازی انجام شده، نمودار پاسخ دهی افزاره با نتایج آزمایشگاهی دیگران مقایسه شده است. هدف اصلی پژوهش، شبیه سازی عوامل موثر بر پاسخ دهی و پاسخ گذرای افزاره است. به همین دلیل اثر ابعاد هندسی افزاره، تابش از پایین افزاره و بکارگیری اتصال های تو رفته بررسی شده است. در پایان، با استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه سازی، ساختاری برای بهبود پاسخ دهی ارائه شده است. این ساختار بر مبنای استفاده همزمان از تابش از پایین افزاره و اتصال های تو رفته است.

در این پژوهش با استفاده از معادله های رانش- نفوذ به شبیه سازی آشکارساز نوری فلز- نیم رسانا- فلز پرداخته شده است. دسته معادله های پواسون، پیوستگی چگالی الکترون و پیوستگی چگالی حفره در نظر گرفته شده و با بهره گیری از فن نیوتن- رافسون، به طور هم زمان حل شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مدل ارائه شده می تواند پاسخ افزاره به تابش نور را به ازای دو حالت ایستا و پویا محاسبه کند. نتیجه های به دست آمده از شبیه سازی نشان می دهد که شدت میدان الکتریکی در عمق افزاره کم است و باعث می شود که حفره های تولید شده در عمق آشکارساز به کندی حرکت کنند. در نتیجه پاسخ زمانی افزاره به پالس نوری کند می شود و پهنای باند آشکارساز کاهش می یابد.

سلول خورشیدی فیلم نازک inpیکی از بهترین انتخاب¬ها برای تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته می¬باشد؛ به دلیل ثابت جذب بالای این نیمه‏هادی( تقریبا? )،شکاف انرژی مستقیم ، مقاومت تابشی بالا و دمای تابکاری کم از بهترین گزینه‏ها در کاربردهای فضایی محسوب می‏شود. در این پایان نامه برای شبیه¬سازی از مدل نفوذ-رانش یک بعدی استفاده شده است. معادلات نفوذ-رانش به روش عددی گامل به کمک نرم¬افزارهای matlab و silvaco حل شده¬اند. در ابتدا نحوه انتقال حامل¬های تولید شده در این نوع سلول¬ها و عواملی که موجب محدودیت کارایی سلول می¬شوند، مورد بررسی قرار گرفته است. از آن جایی که در این دسته سلول¬ها به دلیل ضخامت کم لایه جاذب فاصله¬ی بین اتصال پشتی و ناحیه تخلیه ناچیز است، نور بیشتری به اتصال پشتی می¬رسد و بازترکیب در این ناحیه مکانیسم تلفات اصلی در سلول می¬باشد. از این رو راه¬کارهایی جهت دور کردن حامل¬ها از اتصال پشتی سلول همچون افزودن لایه‏ی پنجره‏ای و bsfبه ساختار مبنا و تدریجی کردن شکاف انرژی لایه‏ی پنجره‏ای مورد ارزیابی قرار گرفته است. در شبیه¬سازی سلول inpدر دمای k 300 با شکاف انرژیev1/35، v853/0voc=، 51/33jsc=، 18/82ff= و راندمان 51/23%، و در شبیه¬سازی سلول پیشنهادی ، v019/1voc=، 43/34jsc=، 88/86ff= و راندمان 5/30% بدست آمده¬ است که نسبت به سلول پایه 99/6% بهبود یافته است.

در این پژوهش، از یک مدل دو بعدی مونت کارلو برای شبیه سازی مولفه های الکترون و حفره جریان نوری خروجی و محاسبه پاسخ زمانی آشکارساز نوری فلز- نیم رسانا- فلز gaas به ازای تابش پالس نوری استفاده شده است. برای این منظور از یک مدل دو دره ای برای الکترون ها و همچنین مدل دو باندی برای حفره ها استفاده شده است. در مدل ارائه شده، پراکندگی های ناخالصی و فونونی درنظر گرفته شده اند. باندهای انرژی غیرسهموی فرض شده اند و سازوکارهای تونل زنی و گسیل گرمایونی مولفه های جریانی هستند. با اضافه کردن یک لایه نازک با ضخامت 150 نانومتر و چگالی ناخالصی 6e16 cm-3 هم نوع با نیم رسانا نشان داده شده است که شکل گیری یک میدان الکتریکی مخالف با جهت حرکت الکترون در انتهای لایه جذب باعث کاهش چند درصدی زمان پاسخ نوری می شود. با تغییر مکان و چگالی غلظت ناخالصی این لایه نازک از 1/5 تا 1/5 میکرومتر و4e16 cm-3 تا1e17 cm-3 پیک جریان گذرنده از قطعهاز 170 تا 300 میکرو آمپر و زمان افت دنباله پاسخ از 18 تا 26 پیکو ثانیه تغییر می کند همچنین دنباله جریان از 27 تا 48 میکرو آمپر کاهش می یابد. مقایسه نتایج بدست آمده از شبیه سازی با داده های معتبر علمی، درستی کارکرد مدل ارائه شده را تایید می کند.

پروتکل ieee 802.15.4 که از سوی موسسه ieeeبرای شبکه‏های شخصی بی‏سیم با نرخ بیت کم تدوین شده است، به دلیل قابلیت‏ها و مزایایی مانند مدیریت مصرف انرژی، نرخ‏گذردهی بالا و مقیاس‏پذیری، گزینه مناسبی برای شبکه‏های حسگر بی‏سیم است. در این پروتکل گره‏ها با استفاده از الگوریتم csma/ca به منظور دستیابی به کانال و ارسال بسته‏های خود به مقصد، با یکدیگر رقابت می‏کنند. این الگوریتم با استفاده از پارامتر be شدت رقابت بین گره‏ها را تعیین می‏کند. پارامتر be محدوده اعداد تصادفی که گره‏ها به منظور کاهش تصادم و ارسال بسته خود صبر می‏کنند، را تعیین می‏کند. این الگوریتم با وجود مزایای مذکور، در مقابل تغییرات ترافیک عملکرد پویایی ندارد و همواره میزان be در ترافیک‏های مختلف ثابت می‏باشد. با توجه به اهمیت الگوریتم csma/ca در پروتکل ieee 802.15.4، در این پایان‏نامه تأثیر پارامتر be بر روی عملکرد شبکه در ترافیک‏های متغییر با زمان مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است.با توجه به تغییرات ترافیک شبکه برای کاهش انرژی مصرفی، میزان تصادم‏ها و جلوگیری از سرریز شدن بسته‏ها در گره‏ها نیاز است که گره‏ها‏ از محدوده اعداد تصادفی متناسب با ترافیک شبکه استفاده کنند. در این پایان‏نامه روشی ارئه شده که گره هماهنگ‏کننده با استفاده از این روش میزان ترافیک شبکه را تخمین می‏زند و سپس در هر سوپرفریم با استفاده از این اطلاعات، پارامتر be را تنظیم می‏کند. در این روش گره مرکزی جهت جلوگیری از سرریز شدن بسته‏های آماده ارسال در گره‏ها در ابتدای هر سوپرفریم، تعداد بسته‏های باقیمانده در صف گره‏ها را با تعداد بسته‏های دریافتی در سوپرفریم قبلی مقایسه می‏کند ودر صورت نیاز، اندازه پارامتر be را متناسب با ترافیک شبکه تغییر می‏دهد. همچنین در روش پیشنهادی به منظور افزایش دقت در انتخاب اندازه be گره مرکزی همواره تعداد بسته‏های دریافتی در هر سوپرفریم و تعداد تصادم‏ها را بررسی می‏کند. بر اساس نتایج شبیه‏سازی، با تغییر ترافیک شبکه، روش پیشنهادی از نظر متوسط انرژی مصرفی و نرخ ارسال بسته در مقایسه با پروتکل ieee 802.15.4 و دیگر الگوریتم‏های موجود عملکرد بهتری دارد.

در این پژوهش، با بکارگیری دو ساختار پایه مربعی و شش‏ضلعی برای ساختار پایه بلورهای فوتونی، فیلترهایی برای سامانه های ارتباطی تمام نوری پیشنهاد شد که به ترتیب در مد tm و te قابل استفاده است. این افزاره ها در پنجره مخابراتی 1550 نانومتر قابل تنظیم هستند. نتایج شبیه سازی نشان داد که با استفاده از ساختار پایه می توان بازده گذر 93% و پهنای باند 9/0 نانومتر را بدست آورد. همچنین با بهره گیری از ساختار شش‏ضلعی می توان بازده گذر را تا 97% و پهنای باند را تا 3/0 نانومتر بهبود داد. این اندازه ها با توجه به استاندارد ieee 802.3 در سامانه های ارتباطی نوری قابل استفاده اند. افزاره‏های پیشنهادی با توجه به سطح مقطع کمتر از 120 میکرومترمربع برای مجتمع‏سازی نوری مناسبند.

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.

هدف از پژوهش حاضر، مقایسه نقشهای جنسیتی آندروژن ، زنانه ومردانه از نظر منبع کنترل درونی و بیرونی وحرمت نفس می باشد.