Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed Javad Hashemifar,Ismaeil Abdolhosseini Sarsari,Mojtaba Alaei
سید جواد هاشمی فر (استاد راهنما) اسماعیل عبدالحسینی سارسری (استاد راهنما) مجتبی اعلائی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maysam Mohseni
میثم محسنی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1397
Silicon carbide is a semiconductor with large bandgap. This material, due to their extraordinary electronic and mechanical properties, have much application in electronic and optic technologies. One of the themes is prejudicing single photons. Single photons are used in quantum technologies like quantum computers, communication and sensing. One of the ways to favour single photons is to make defects or stir the arrangement in some points of the semiconductor or insulator crystals. Because of them, some electronic states are created in the bandgap area. Due to the electronic transitions in these states, single photons are absorbed. In this research best defects in the 2D structure of SiC to emit the single photons, are investigated. We use the density functional theory to research. Probing of the states in bandgap and their localization around the defects by Ab-Initio and HSE-functionalare researched. Constraint-DFT is used to search the excited states and their transitions energy. The point defects like VSi, VSiCSi and VCCSi, are investigated in this thesis. These defects are studied in zero and minus one, charge states. The quality factors are DW factor, HR factor and ?Q. Furthermore, we calculated the photoluminescence and hyperfine spectrum for matching our results with experimental analyses.
سیلیکون-کربایدها نیمه‌رساناهایی با گاف نواری بزرگ می‌باشند. این مواد به علت ساختار الکترونی و خواص مکانیکی‌شان کاربردهای فراوانی در الکترونیک و اپتیک دارند. یکی از این کاربردها تولید تک‌فوتون است. از تک‌فوتون‌ها در تکنولوژی‌های کوانتومی ?مانند کامپیوترهای کوانتومی، مخابرات و سنسورها استفاده می‌شود. یکی از روش‌های تولید تک‌فوتون، ایجاد نقص و یا به‌هم ریختن نظم در قسمتی از یک بلور نیمه‌رسانا و یا نارسانا است، که به‌موجب آن ترازهای الکترونی‌ای در ناحیه گاف نواری وجایگزیده در اطراف نقص ایجاد می‌شوند. برانگیختگی‌های این ترازها و گذارهای الکترونی در این ترازها، علت گسیل تک‌فوتون‌ها شناسایی شده‌اند. در این پژوهش به جستجو و معرفی بهترین نقص‌ها در ساختار دو بعدی (تک لایه) سیلیکون-کرباید، جهت تولید تک‌فوتون پرداخته شده‌است. برای این تحقیقات از نظریه تابعی چگالی استفاده شده‌است. به کمک روش‌ ابتدا به ساکن و با به‌کار بردن تابعی‌های تبادلی-همبستگی هیبریدی، ترازهای انرژی نقص‌ها در ناحیه گاف نواری و جایگزیدگی آنها را مطالعه و بررسی کرده‌ایم. برای محاسبه ترازهای برانگیخته و تعیین انرژی گذارها از نظریه تابعی چگالی مقید بهره می‌بریم. نقص‌هایی که در این ساختار بلوری (سیلیکون کرباید دو بعدی) انتخاب شده‌اند و به بررسی آنها پرداخته‌ایم از دسته نقص‌های نقطه‌ای می‌باشند که عبارت‌اند از: تهی‌جای سیلیکون، ترکیب تهی‌جای سیلیکون و جانشانی کربن به‌جای سیلیکون و ترکیب تهی‌جای کربن و جانشانی کربن به‌جای سیلیکون. این نقص‌ها در سه حالت باری مثبت‌ومنفی یک و بدون‌بار بررسی و مطالعه شده‌اند. فاکتورهایی که جهت تعین کیفیت این نقص‌ها مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته‌اند شامل؛ فاکتور دبای-والر، فاکتور هوانگ-ری و دلتا کیو(حاصلضرب جابجایی یونها(درحالت برانگیخته از موقعیت حالت پایه) در جذر وزن اتمیشان ) می‌باشند. همچنین برای مقایسه نتایج محاسباتی با نتایج آزمایشگاهی تجربی کارها، طیف لومینسانس آن‌ها را رسم می کنیم. یکی دیگر از فاکتورهایی که محاسبه آن کمک شایانی به شاخت ساختار نقص در آزمایشگاه می‌کند، طیف تشدید میدان الکترومغناطیس الکترون ماده است. این طیف جهت تعیین نوع نقص، با محاسبات هایپرفاین ماده تطبیق داده می‌شود. بنابر این علاوه بر محاسبه طیف لومینسانس، محاسبات هایپرفاین نیز جهت شناسایی ماده و مقایسه با نتایج آزمایشات تجربی‌کارها، انجام می‌شود.

تحت نظارت وف ایرانی