Skip to main content
SUPERVISOR
Hadi Akbar zadeh,Mojtaba Alaei
هادی اکبرزاده (استاد مشاور) مجتبی اعلائی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Shima Heidarian
شیما حیدریان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Investigation of optical properties of Silicon Nanoclusters (SinHm, Si8-Si80)
Silicon nanoclusters have been attracted in recent decades because of their applications in different industries such as optoelectronic, microelectronic, solarcells and medical industry. Because optical gap of silicon nanoclusters (quantum dots) are tunable by their sizes, they are interesting. We can mention photoluminescens in room temperature as another optical properties of silicon nanoclusters. As we know optical propertie including absorption energy(optical gap) and emission energy, and because in this project we consider application of these type of clusters in solar cells, hence we will investigate their absorbtion spectrum and calculate their optical gap.Absorption spectrum of Silicon nanoclusters are depend on their geometry, size of clusters and passivation of dangling bonds. In most works bulk-like structures have been considered dangling were passivated bonds by different elements like: hydrogen,Oxygen,Fluorin and etc. Confinement effect has been investigated for bulk-like structures and according to it, optical gap of bulk-like structures de-creases by increasing the size of clusters.In this project we want to consider structures which obtained by a sophisticated method,evolutionary algorithm by USPEX package. For these structures we in-vestigate absorption spectrum and optical gap. As we know density functional theory is a ground state theory and for calculation of absorption spectrum , system should be considered under external perturbation(like electromagnetism field) hence we have to use time-dependent theory. Hence we use different methods for calculation of optical gap. At first step, optical gap of structures are calculated by TD DFTB method and then optical gap are calculated by turbo TDDFT and TD DFT to increase the accuracy of computations.
نانوخوشه های سیلیکون به دلیل کاربردشان در صنایع مختلف مانند: ائتوالکترونیک، میکروالکترونیک و همچنین در صنایع پزشکی و ساخت سلول های خورشیدی در دهه های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. نانوذرات (نقاط کوانتومی) سیلیکون از این جهت که مقدار گاف اپتیکی آنها با تغییر ابعاد ذره قابل تنظیم است،اهمیت دارند. از دیگر خواص این نوع از نانوخوشه ها می توان به اثر فوتولومینسانس در دمای اتاق اشاره کرد. همان طور که می دانیم خواص اپتیکی شامل انرژی جذب (گاف اپتیکی) و انرژی نشر می شود و در این پروژه بیشتر کاربرد این نوع از نانوخوشه ها در سلول های خورشیدی مدنظر است ازاینرو در این پروژه به بررسی طیف جذب نانوخوشه های سیلیکون و محاسبه گاف اپتیکی آنها می پردازیم. طیف جذب نانوخوشه های سیلیکون به ابعاد و هندسه ی نانوساختارها و خنثی سازی پیونهای آویزان بستگی دارد. در بیشتر مطالعات ساختارهای انبوهه-مانند برای این نانوخوشه ها در نظرگرفته اند و پیوندهای آویزان سطحی با عناصر مختلف مانند: هیدروژن، اکسیژن، فلوئور، خنثی شده اند. همچنین اثر محصورسازی کوانتومی برای ساختارهای انبوهه-مانند مشاهده شده است.به این معنا که گاف اپتیکی آنها با افزایش اندازه نانوخوشه ها کاهش می یابد. در این پروژه ساختارهایی درنظرگرفته می شود که از روش های که با استفاده از روش های جستجوی قابل اعتمادتری مانند الگوریتم تکاملی که در کد uspex استفاده می شود، به دست می آیند، طیف اپتیکی آنها مورد بررسی قرار می گیرد و گاف اپتیکی شان محاسبه می شود. همان طور که می دانیم نظریه تابعی چگالی یک نظریه حالت پایه است و برای محاسبه ی طیف جذب باید رفتار سیستم را که تحت یک اختلال خارجی (مانند یک میدان الکترومغناطیسی ) قرار گرفته است مورد بررسی قرار گیرد که در نتیجه باید از نظریه های وابسته به زمان استفاده شود. در این راه از روش های متفاوتی برای محاسبه ی طیف جذب استفاده کنیم. در ابتدا گاف اپتیکی ساختارها با استفاده از نظریه ی TD-DFTB محاسبه می شود سپس به منظور بررسی دقت محاسبات، گاف اپتیکی از روش های دیگر مانند turbo-TDDFT و TD-DFT نیز محاسبه می شود.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی