الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۱۷۰
کد مقاله
ELC170
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۳ – شبیه سازی دیودهای هندسی
نام انگلیسی
GRAPHENE GEOMETRIC DIODES FOR OPTICAL RECTENNAS: Chap-03 – SIMULATION OF GEOMETRIC DIODES
تعداد صفحه به فارسی
۲۵
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۶
کلمات کلیدی به فارسی
دیود هندسی گرافنی, رکتنای نوری
کلمات کلیدی به انگلیسی
GRAPHENE GEOMETRIC DIODE, OPTICAL RECTENNA
مرجع به فارسی
دپارتمان مهندسی برق، دانشگاه بریگهام یانگ، دانشگاه کلرادو بولدر
دپارتمان مهندسی برق، کامپیوتر و انرژی، دانشگاه کلرادو، ایالات متحده
مرجع به انگلیسی
Brigham Young University; University of Colorado Boulder; A thesis submitted to the
Faculty of the Graduate School of the
University of Colorado in partial fulfillment
of the requirement for the degree of
Doctor of Philosophy
Department of Electrical, Computer, and Energy Engineering
کشور
ایالات متحده
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری
فصل ۳: شبیه سازی دیودهای هندسی
فصل ۳
شبیه سازی دیودهای هندسی
در این فصل، دو روش جهت شبیه سازی دیودهای هندسی گرافنی ارائه شده و نهایتاً یکی از این روش ها، یعنی روش مونت کارلو با جزئیات آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت. اولین روش شبیه سازی بر مبنای شبیه سازی های کوانتومی با استفاده از مدل انتقال موج الکترون می باشد که به وسیله Sachit Grover در گروه ما توسعه یافته است (Grover، ۲۰۱۱). شبیه سازی با استفاده از روش مشابه نیز به وسیله Dr. Dragoman در IMT، کشور رومانی ارائه شده است (Dragoman و Dragoman، ۲۰۱۳). نتایج شبیه سازی آنها در توافق با نتایج شبیه ساز کوانتومی می باشد. روش شبیه سازی دیگر بر مبنای مدل Drude کلاسیک جابجایی الکترون می باشد (Ashcroft و Mermin، ۱۹۷۶) (Zhu، ۲۰۱۳). این روش از معایب شبیه ساز کوانتومی برخوردار نبوده برای شبیه سازی رفتار ابزاره های دارای اندازه بزرگ عملی تر می باشد.
ج. شبیه ساز مکانیکی کوانتومی
شبیه ساز مکانیکی کوانتومی ما قابلیت فراهم آوردن مفهوم دیودهای هندسی گرافنی دارای اندازه کوچک را خواهد داشت. این شبیه ساز به صورت همزمان اقدام به محاسبه راه حل معادله پوآسون و تابع گرین غیرتعادلی (NEGF) نموده (Datta 2000)، (Datta 2002) تا از این طریق قابلیت یافتن پروفایل پتانسیل ابزاره خودسازگار و توزیع بار را داشته باشد. به واسطه پیچیدگی محاسباتی این روش، یک هندسه دستگاه نسبتاً کوچکتر با یک مساحت محدود شده ۵ نانومتر ´ ۵ نانومتر شبیه سازی شده است. همانگونه که در شکل ۳ـ۱ نشان داده شده است، تنها چندین اتم تشکیل دهنده یک گردنه ۵/۱ نانومتری می باشد. شکل ۳ـ۲ نشان دهنده منحنی های I(V) حاصل آمده از شبیه سازی کوانتومی این دستگاه کوچک است. شکل منحنی I(V) در توافق با نتیجه شبیه ساز کوانتومی Dr. Dragoman می باشد (Dragoman و Dragoman، ۲۰۱۳).
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۳ – شبیه سازی دیودهای هندسی
د. شبیه ساز مونت کارلو
قبل و به صورت موازی با توسعه شبیه ساز کوانتومی، در این مبحث اقدام به توسعه شبیه سازی مونت کارلو بر مبنای مدل Drude (Ashcroft و Mermin، ۱۹۷۶) جهت شبیه سازی جابجایی الکترون در دیودهای هندسی شده است. پس از مشخص سازی شکل دستگاه و کرانه ها یا مرزهای مرتبط، این شبیه ساز اقدام به جای دادن یک الکترون به صورت تصادفی در داخل دستگاه / ابزاره نموده و آن را با یک سرعت (utot) به حرکت درآورده تا آنکه الکترون با فوتون ها برخورد کند. MFPL به عنوان پارامتر اصلی به شمار آمده و به وسیله میانگین زمان برخورد الکترون (t) مشخص می شود. بین هر برخورد، utot به عنوان ترکیب سرعت فرمی تصادفی (uF) و سرعت دریفت ثابت (udrift) برای یک میدان الکتریکی بایاس مبنای خاص تلقی می شود، و udrift با استفاده از معادله ۳-۱ محاسبه گردیده است.
ویژگی دیگر نگارش کامل شبیه ساز مونت کارلو آن است که این سیستم، به جای در نظرگیری این موضوع که الکترون ها به صورت مستقل از یکدیگر جابجا می شوند، تأثیرات نیروهای برهمکنشی الکترون ـ الکترون را بکار گرفته است. بر خلاف شامل نمودن تابع گرین جهت محاسبه نیروی خالص (Datta، ۲۰۰۰)، (Datta، ۲۰۰۰)، شبیه ساز کلاسیک مونت کارلو اقدام به محاسبه این نیرو از نیروهای کلمب بین هر جفت الکترون می نماید. با وجود آنکه تعداد دقیق الکترون های آزاد در داخل گرافن منوط به سطح فرمی آن می باشد، تنها تقریباً ۴۰۰۰ الکترون آزاد در محدوده یک قطعه گرافنی ۵۰۰ nm × ۱ µm وجود خواهند داشت. بنابراین، محاسبه چندان زمانبر نخواهد بود.
به منظور حفظ ویژگی خنثی بار در داخل این ابزاره، یک میدان ـ E زمینه در میدان ـ E بکار گرفته شده به صورت خارجی در نظر گرفته شده و به علاوه در این زمینه شاهد نیروهای برهمکنش الکترون ـ الکترون از طریق فرض این موضوع می باشیم که یک مقدار مساوی بارهای مثبت ایستگاهی به صورت یکنواخت در داخل این سیستم توزیع شده است. شکل ۳ـ۹ نشان دهنده نتایج شبیه سازی شده برای ابزاره مشابه حاصله آمده با استفاده از هر دو نگارش های کامل و ساده این شبیه ساز می باشد. منحنی های I(V) که به وسیله این دو شبیه ساز مهیا شده اند بسیار به یکدیگر شبیه هستند. شکل ۳ـ۹ نشان دهنده مشخصات I(V) شبیه سازی شده می باشد که اجازه می دهد تا ۱۰۰ بار قابلیت اجرای ۱۰۳t به صورت میانگین از ۱۰ بار اجرای شبیه سازی شده با توجه به برچسب “شبیه ساز کامل ۱” را داشته باشد، و به علاوه اجازه ۱۰۰ بار جهت اجرای ۱۰۴t با توجه به ” شبیه ساز کامل ۲” را می دهد. آنها تقریباً دارای هیچ گونه تفاوتی نیستند.
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۳ – شبیه سازی دیودهای هندسی
نگارش کامل شبیه ساز مونت کارلو حداقل دارای سه مزیت در مقایسه با نگارش ساده آن می باشد. در ابتدا، نقشه میدان ـ E در شبیه ساز کامل بسیار واقعی تر از نگارش ساده آن می باشد.
دوماً، از طریق شمارش نیروهای برهمکنش الکترون ـ الکترون، شبیه ساز نگارش کامل قابلیت شبیه سازی بار محلی و تأثیرات ایجادی در گوشه های دیودهای هندسی را خواهد داشت. این تأثیر ممکن است به واسطه تأثیر هندسی کم یا زیاد شود، که خود منوط به هندسه دیود می باشد. همانگونه که در شکل ۳ـ۸ نشان داده شده است، این تأثیر تقریباً دارای هیچ تأثیری بر روی مشخصات I(V) دیود هندسی با شکل نوک پیکانی معکوس نمی باشد. در فصل ۸، دیود هندسی با شکل جدید، یعنی شکل ـ Z، ارائه خواهد شد، که دارای ویژگی عدم تقارن بیشتری در مقایسه با شکل نوک پیکانی معکوس می باشد. اثر ایجادی بار نیز دارای تأثیر بیشتری بر روی مشخصات I(V) می باشد. جزئیات این تحلیل در فصل ۸ مورد بررسی قرار می گیرد.
سوماً، اثر نفوذ یا پخشیدگی بارها در شبیه ساز نگارش کامل شامل شده است. در شبیه ساز نگارش ساده، غالباً شاهد یک جریان کوچک ۰ V VDS می باشیم، چرا که بدون در نظرگیری برهمکنش های الکترون ـ الکترون، تنها سرعت دریفت بارها در شبیه ساز ساده قابل تعیین خواهد بود. در مقایسه با سطح جریان دیودهای هندسی تحت بایاس، این آفست جریان اندک را می توان به طور معمول نادیده انگاشت. با این وجود، انتشار بارها در مدل فیزیکی حقیقی دیودهای هندسی وجود داشته و سبب ایجاد یک میدان ـ E داخلی جهت حاصل آوردن تعادل در ارتباط با آفست جریان ۰ V VDS می گردد، موردی که در دیودهای نیمه رسانای متعارف رخ می دهد.
دیودهای هندسی گرافنی برای رکتناهای نوری: فصل ۳ – شبیه سازی دیودهای هندسی
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
