پایان‌نامه

نظریه کوانتومی برای مدارهای الکتریکی در مقیاس نانو در حضور اتلاف

چکیده

با نزدیک شدن ابعاد ماده به مقیاس های نانو، فیزیک کلاسیک در توصیف رفتار سیستم با شکست مواجه می شود (همانطور که می دانیم، هنگامی که اندازه مواد به مقیاس نانو نزدیک می شود، خواص فیزیکی مواد تغییر می کند). به عبارت دیگر، هنگامی که اندازه ها قابل مقایسه با طول همدوسی حامل های بار می شود، اثر کوانتومی الکترون آشکار می گردد. بنابراین برای شناخت و درک بهتر از سیستم هایی در مقیاس نانو باید به قلمرو مکانیک کوانتومی پانهاد و از آن بهره جست. بنابراین داشتن یک تئوری کوانتومی مناسب برای دستگاه فیزیکی در مدارهای مجتمع نانو الکترونیک ها ضروری است. این مسئله کوانتومی اولین بار توسط لوئیسل مورد بحث قرار گرفت و در اوایل سال 1970، با مقایسه معادله حرکت الکترون با یک نوسانگر هارمونیک، یک مدار lc توسط لوئیسل کوانتیزه شد (روش کوانتش برای مدارهای lc با نوسانگر هماهنگ یکسان است). هدف اصلی این تحقیق، بررسی اثر اتلاف در مدارهای الکترونیکی در مقیاس نانو می باشد. منظور از اتلاف در اینجا، وارد شدن مقاومت r در مدار الکتریکی lc در مقیاس نانو می باشد. در این پایان نامه، نظریه کوانتومی برای مدار الکتریکی مزوسکوپی در مقیاس نانو با گسستگی بار به طور خلاصه توصیف شده است. در مکانیک کوانتومی، روش هایی برای بررسی کوانتش سیستم های اتلافی وجود دارد. یکی از این روش ها که در آن با ارائه هامیلتونی برای سیستم اتلافی، کوانتش کانونیک به طور پدیده شناختی از این سیستم به عمل می آید، نظریه کالدیرلا–کانای است. برطبق همین نظریه، معادله شرودینگر مدار الکتریکی در مقیاس نانو با پتانسیل خارجی که تابع زمان است، مطرح می شود. مقدار میانگین جریان الکتریکی برای حالت های پایه محاسبه شده و رابطه عدم قطعیت برای بار الکتریکی و جریان یک بار بدون حضور اتلاف (برای مدار lc) و بار دیگر در حضور اتلاف (برای مدار rlc) بدست می آید. با درنظر گرفتن توابع ماتیو و ویژه مقادیر آن (معادله ماتیو همان معادله شرودینگر برای طرح lc در نمایش p است)، توابع موج و طیف انرژی مربوط به سیستم را بدست آورده و در نهایت با معرفی یک میدان پیمانه ای و یک تبدیل پیمانه ای، یک فرمول برای جریان پایدار ناشی از شار مغناطیسی بدست می آید. هدف دیگر این پایان نامه، بررسی افت و خیزهای کوانتومی دمایی در مدارهای الکتریکی rlc در مقیاس نانو می باشد. بنابراین، ما اثرات افت و خیزهای کوانتومی در مدارهای الکتریکی rlcدر مقیاس نانو در حالت خلأ دمایی را نیز مورد مطالعه و بررسی قرار می دهیم و نهایتاً با استفاده از تئوری دینامیک میدان دمایی(tfd) و همچنین تابع توزیع ویگنر و تبدیلات ویل، افت و خیزهای کوانتومی بار و جریان را بدست می آوریم.

اساتید راهنما و مشاور

رضا افضلی

پایان‌نامه‌های مشابه

  • نظریه کوانتومی برای مدارهای الکتریکی مزوسکوپی

    پایان‌نامه۲۰۰۹وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه قم - دانشکده علوم پایهآرش رزمجو

    از آن جایی که در علم نانوالکترونیک و مقیاس نانو، الکترون ها معمولاً خواص شبه موجی از خود نشان می دهند وقتی ابعاد سامانه در حدود طول همدوسی حامل هاست (حداکثر فاصله ای که یک ذره می تواند با حفظ اطلاعات مربوط به فاز خود طی کند) برای بررسی دینامیک سامانه نه تنها باید مکانیک کوانتومی

  • مدارهای الکتریکی کوانتومی مزوسکوپی اتلافی

    پایان‌نامه۲۰۱۳وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه قم - دانشکده علوم پایهملیحه قرائتی

    از آنجاییکه مقاومت الکتریکی یکی از پارامترهای اصلی در مدارهای الکتریکی بوده و نقش اساسی در رسانش الکتریکی دارد، در این پایان نامه به بررسی مدارهای الکتریکی کوانتومی مزوسکوپی اتلافی می پردازیم.در ابتدا مدارهای الکتریکی کوانتومی اتلافی را به دو روش کانای کالدیرلا و مدار دوگان بررسی

  • بررسی دینامیک جبری مدارهای الکتریکی کوانتومی مزوسکوپی جفت شده

    پایان‌نامه۲۰۱۱وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه قم - دانشکده علوم پایهانسیه رحمان پور کلور

    پیشرفتهای اخیر در مطالعه سامانه های مزوسکوپی از جمله روش های لیتو گرافی و رشد بلوری و همچنین تمایلات زیاد بخش صنعت به کوچک سازی هر چه بیشتر مدارهای الکتریکی باعث شده که سامانه های مزوسکوپی ( در حد چند صد نانومتر ) بطور گسترده ای مورد مطالعه قرار گیرند. در جهت شبیه سازی مدارهای ال

  • بررسی حالت های همدوس مدارهای الکتریکی کوانتومی مزوسکوپی

    پایان‌نامه۲۰۱۰وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه قم - دانشکده علوم انسانیفاطمه صارمی کرمانشاهی

    حالت های همدوس و خواص آنها برای نوسانگر هارمونیک مورد بررسی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن گسستگی بار الکتریکی، تئوری مربوط به مدارهای الکتریکی کوانتومی مزوسکوپی مطالعه شده است. با یک نگاشت مناسب هم ارزی بین عملگرهای موجود در هامیلتونی این مدارها و عملگر جابجایی نوسانگر هارمونیک

  • پیوند جوزفسون در مدارهای الکتریکی کوانتومی مزوسکوپیکی

    پایان‌نامه۲۰۱۲وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه قم - دانشکده علوممحمد رضا نظری پور

    با پیشرفت و توسعه سریع علم نانو الکترونیک و نانو تکنولوژی، مقیاس مزوسکوپی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در مقیاسمزوسکوپیکو دمای پایین ابعاد سامانه (ادوات الکترونیکی) در حد طول همدوسی حاملهاست و از خواص موجی الکترون ها استفاده می شود. کوچک کردن ابعاد فیزیکی ادوات الکترونیکی یک ر

  • بررسی ترابرد در ساختارهای مقیاس نانو با استفاده از روش های نظریه میدان های کوانتومی

    پایان‌نامه۲۰۱۱وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان - دانشکده علومامیر حمید علیزاده

    در این پایان نامه کاربرد روش های نظریه میدان کوانتومی در ماده چگال برای سامانه های محبوس موردبررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا روش انتگرال مسیر و انتگرال مسیر حالت های همدوس را مرور کرده و روش اختلال و گذارهای فاز به طور خلاصه بررسی شده است. سپس چگالش بوز-اینشتین برای گا

اسناد مشابه