Skip to main content
SUPERVISOR
Ali akbar Babaeibrojeny,Peyman Sahebsara
علی اکبر بابائی بروجنی (استاد مشاور) پیمان صاحب سرا (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohamadtaghi Asefpoor
محمدتقی آصف پور

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Transport in Quantum Well diodes using Non-equilibrium Green's Function
Solar cells with p-i-n structure, which can be found in the form of quantum well, quantum dot and nanotubes, have recently been in the center of scientific consideration because they can enhance efficiency of the cell. The main processes in a quantum well solar cell (QWSC) are recombination and traort. Resonant tunneling (RT) is the most important phenomenon in traort. The cells are consisted from two main parts: the leads in the sides and the central part that contain several atomic layers. In this research, using non-equilibrium green's function theory, we focused on the study of RT in such a system. To do this, we use a single band tight-binding model. The Hamiltonian is in terms of the kinetic energy, the band structure and band offset parts, and also the Hartree potential. Then using equation of motion in stationary state, the green's function can be obtained. At the first step we solve the Poisson's equation to calculate the potential at the layer L. The local density of states (LDOS), and current density versus bias voltage are driven, for a bulk sample. Then the same parameters for single and double quantum well samples are calculated. The results show, LDOS is localized in a quantum well, and current density in p-i-n system exhibits nonlinear behavior. Adding single quantum well in the intrinsic region, a resonance in 0.11 volt is achieved. Furthermore, in the symmetrical double quantum well, the first resonance occurs in 0.019 volt and the second this in 0.059 volt.
در سال‌های اخیر سلول‌های خورشیدی در مقوله تامین انرژی مورد توجه ویژه قرار گرفته‌اند. به طور خاص سلول‌های خورشیدی چنداتصالی شامل چاه کوانتومی، نقطه کوانتومی و نانولوله‌های در کانون بررسی قرار گرفته‌اند. یکی از دلایل آن، ظرفیت قابل توجه این سلول‌ها در افزایش بهره است. فرآیندهای اصلی در یک سلول خورشیدی چاه کوانتومی شامل بازترکیب و ترابرد است. تونل‌زنی تشدیدی یکی از عوامل موثر در ترابرد است. این سلول‌ها از دو قسمت اصلی هادی‌ها و قطعه مرکزی، که هر دو شامل لایه‌های اتمی‌اند، تشکیل شده‌اند. در این پژوهش قصد داریم فرآیند تونل‌زنی تشدیدی در این دستگاه‌ها را با استفاده از نظریه اختلال تابع گرین غیرتعادلی مورد بررسی قرار دهیم. این مسئله را می‌توان در قالب کوانتش دوم با هامیلتونی که شامل بخش‌های پرش بین جایگاهی و برهمکنشی است، نمایش داد. ما از مدل تنگابست تک نواری استفاده می‌کنیم. ابتدا در نمایش ماتریسی هامیلتونی دستگاه را که شامل انرژی جنبشی، ساختار نواری و پتانسیل هارتری است، نوشته و سپس با استفاده از معادلات حرکت در حالت مانا توابع گرین را محاسبه می‌نماییم. سپس با حل کلاسیکی معادله پواسون تغییرات پتانسیل هارتری در هر لایه را به دست می‌آوریم. اکنون چگالی محلی حالت‌ها در هر لایه و نحوه تغییرات چگالی جریان برحسب تغییرات ولتاژ بایاس را برای نمونه توده‌ای به دست می‌آوریم. سپس با وارد نمودن چاه کوانتومی یگانه و چاه کوانتومی دوگانه متقارن کمیت‌های مورد اشاره را به دست می‌آوریم. نتایج محاسبات نشان می‌دهد با اضافه نمودن چاههای کوانتومی، چگالی محلی حالت‌ها در ناحیه چاه جایگزیده‌تر می‌شوند. نحوه تغییرات چگالی جریان نشان می‌دهد که در دیود معمولی نحوه تغییرات چگالی جریان غیرخطی می‌باشد. با اضافه نمودن چاه کوانتومی یگانه، در ولتاژ بایاس 11/0 ولت تشدید رخ می‌دهد. در ادامه با قرار دادن دو چاه کوانتومی متقارن اولین بیشینه جریان در 019/0 ولت و دومین آن در 059/0 ولت مشاهده شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی