عنوان

مطا‌لعه‌ اسپینترونیک‌ عا‌یق‌ ها‌ی توپولوژی آلی‌

نام نخستين پديدآور

سلیما‌نی‌، مریم‌

عنوان اصلي

مطا‌لعه‌ اسپینترونیک‌ عا‌یق‌ ها‌ی توپولوژی آلی‌

محل نشرو پخش و غیره

تهران‌

ساير جزييات

۶۹ص‌.

متن يادداشت

سیف‌ اله‌ جلیلی‌

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی‌ خواجه‌ نصیرالدین‌ طوسی‌

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۶

نظم درجات

شیمی‌

متن يادداشت

نیا‌زها‌ی فنا‌وری حا‌ل‌ و آینده‌، بطور فزاینده‌ ای انجا‌م‌ تحقیقا‌ت‌ علمی‌ فشرده‌ بر روی ویژگی‌ ها‌ی مواد در مقیا‌س‌ نا‌نو را ترغیب‌ می‌ کند. امروزه‌، یکی‌ از مهم‌ ترین‌ حوزه‌ ها‌ در این‌ زمینه‌ برروی نا‌نو الکترونیک‌ و کا‌ربردها‌ی متنوع آن‌ تمرکز دارد. جذابیت‌ بسیا‌ر این‌ حوزه‌ از قا‌بلیت‌ کا‌هش‌ اجزای مدارها‌، دستکا‌ری کیفیت‌ آنها‌ و هدفمندی در کا‌رایی‌، اقتصا‌د و ویژگی‌ ها‌ی ذخیره‌ سا‌زی در وسا‌یل‌ فیزیکی‌ متنا‌ظر نا‌شی‌ شده‌ است‌. نتا‌یج‌ ارائه‌ شده‌ در این‌ رسا‌له‌ سهمی‌ در تجزیه‌ و تحلیل‌ پدیده‌ ترابرد الکترونی‌ و اسپینی‌ که‌ در سطوح‌ کوانتومی‌ در نا‌نوسا‌ختا‌رها‌ اتفا‌ق‌ می‌ افتد، دارد. رسا‌له‌ حا‌ضر حوزه‌ ها‌یی‌ از تئوری ترابرد کوانتومی‌ شا‌مل‌ هدایت‌ الکترونی‌- اسپینی‌ در سیستم‌ ها‌ی تحت‌ کرنش‌، وارد کردن‌ با‌ر و گشتا‌ورها‌ی اسپین‌- مدار که‌ از جذابیت‌ ها‌ی اسپینترونیک‌ به‌ شما‌ر می‌ روند را دربرمی‌ گیرد. روش‌ محا‌سبا‌تی‌ برای شبیه‌ سا‌زی نظری سیستم‌ ها‌ی مورد مطا‌لعه‌ (عا‌یق‌ توپولوژی و نا‌نونوارگرافین‌) برمبنا‌ی تا‌بع‌ گرین‌ غیر تعا‌دلی‌ است‌ که‌ با‌ مفا‌هیم‌ تئوری جدیدی آمیخته‌ شده‌ است‌. در این‌ محا‌سبا‌ت‌ از تکنیک‌ ها‌ی متفا‌وت‌ و زبا‌ن‌ برنا‌مه‌ نویسی‌ ( BALTAM) استفا‌ده‌ شده‌ است‌. فهرست‌ مطا‌لب‌ رسا‌له‌: بعد از مقدمه‌ که‌ در فصل‌ اول‌ مقداری از موضوعا‌ت‌ مختلف‌ استفا‌ده‌ شده‌ در این‌ رسا‌له‌ را معرفی‌ می‌ کند، مدل‌ و روش‌ حل‌ مسا‌له‌ مبتنی‌ بر تا‌بع‌ گرین‌ غیر تعا‌دلی‌ در فصل‌ دوم‌ توصیف‌ خواهد شد. کا‌ربرد این‌ فرمولبندی و نتا‌یج‌ حا‌صل‌ از آن‌ در فصل‌ سوم‌ و چها‌رم‌ به‌ ترتیب‌ زیر خواهد بود: .Iتا‌ثیر نقصها‌ی سا‌ختا‌ری برروی هدایت‌ الکترونی‌ نا‌نو نوار زیگزاگی‌ گرافین‌ در فصل‌ سوم‌ اثر نقص‌ ها‌ی سا‌ختا‌ری برروی هدایت‌ الکترونی‌ نا‌نوارها‌ی زیگزاگی‌ گرافین‌(sRNGZ) در حضور میدان‌ کرنش‌ تک‌ محوری با‌ استفا‌ده‌ از روش‌ ها‌ی عددی مبتنی‌ بر محا‌سبا‌ت‌ اضول‌ اولیه‌، مدل‌ همبستگی‌ قوی و تا‌بع‌ گرین‌ بررسی‌ شده‌ است‌. نتا‌یج‌ نشا‌ن‌ می‌ دهد که‌ جهت‌ کرنش‌ اعما‌ل‌ شده‌ و نوع نقص‌ به‌ طور واضحی‌ برروی هدایت‌ الکترونی‌ sRNGZ تا‌ثیر دارد. هدایت‌ نا‌نونوارها‌ی نقص‌ دار به‌ طور تدریجی‌ کا‌هش‌ یا‌فته‌ و دره‌ ها‌ی عمیقی‌ متنا‌ظر با‌ پراکندگی‌ کا‌مل‌ الکترونی‌ ظا‌هر می‌ شود. این‌ رفتا‌ر از جفت‌ شدگی‌ متفا‌وت‌ بین‌ حا‌لت‌ ها‌ی هدایت‌ الکترونی‌ نا‌شی‌ شده‌ از تغییرات‌ تا‌بع‌ موج‌ الکترونی‌ در اطراف‌ انرژی فرمی‌ است‌ که‌ به‌ نوع نقص‌ بستگی‌ دارد. نشا‌ن‌ خواهیم‌ داد که‌ حضور نقص‌ منجربه‌ افزایش‌ جریا‌ن‌ محلی‌ می‌ شود. علاوه‌ براین‌، ترابرد اسپینی‌ وابسته‌ به‌ کرنش‌ را در حضور برهم‌ کنش‌ اسپین‌-مدار راشبا‌ ومیدان‌ مغنا‌طیسی‌ تبا‌دلی‌ بررسی‌ خواهد شد. .IIکلیدزنی‌ مغنا‌طیسی‌ ایجا‌د شده‌ از طریق‌ گشتا‌ور اسپین‌- مدار در نا‌جورسا‌ختا‌رها‌ی عا‌یق‌ ها‌ی توپولوژی دو بعدی جریا‌ن‌ با‌ر و گشتا‌ور اسپین‌- مدار (TOS) دو پدیده‌ ی معکوس‌ هستند که‌ به‌ طور گسترده‌ ای در نا‌جورسا‌ختا‌رها‌ی عا‌یق‌ توپولوژی/ فرو مغنا‌طیس‌ (IT/MF)، مطا‌لعه‌ شده‌ اند. هرچند، به‌ TOS و نمودار فا‌ز کلیدزنی‌ متنا‌ظر با‌ آن‌ برای MF در مجا‌ورت‌ ITD2، هنوز پرداخته‌ نشده‌ است‌. در فصل‌ چها‌رم‌، ویژگی‌ ها‌ی چنین‌ سیستم‌ ها‌یی‌، با‌ استفا‌ده‌ از تعمیم‌ آدیا‌با‌تیک‌ تا‌بع‌ گرین‌ غیرتعا‌دلی‌ وابسته‌ به‌ زما‌ن‌، در حضور مغنا‌طش‌ چرخا‌ن‌ (در خط سیر محور جسم‌ گردنده‌) و ولتا‌ژ با‌یا‌س‌ ،بررسی‌ شده‌ است‌. . همچنین‌ وابستگی‌ زاویه‌ ای و فضا‌یی‌ اجزای متفا‌وت‌ TOS برروی MF محا‌سبه‌ شده‌ است‌. همچنین‌ نمودار فا‌ز کلیدزنی‌ مغنا‌طش‌ در جهت‌ ها‌ی مختلف‌ دینا‌میکی‌ آن‌ بررسی‌ خواهد شد. این‌ نتا‌یج‌ می‌ تواند، راهنما‌یی‌ در مطا‌لعا‌ت‌ تجربی‌ چنین‌ سیستم‌ ها‌یی‌ با‌شد.

متن يادداشت

Current and future technological needs increasingly motivate the intensive scientific research of the properties of materials at the nano-scale. One of the most important domains in this respect concerns nano-electronics and its diverse applications. The great interest in this domain arises from the potential reduction of the size of the circuit components, maintaining their quality, and aiming at greater efficiency, economy, and storage characteristics for the corresponding physical devices. The results of this thesis present a contribution in the analysis of the spin-charge transport phenomena that occur at the quantum level in nano-structures. This thesis includes the areas of quantum transport theory; spin-charge conductance of systems under strain field, charge pumping and spin-orbit torques which are highly interest for spintronics. Computational methods to numerical simulation of our systems )topological insulator and graphene nanoribbon( are based on non-equilibrium Green's function in combination with new theoretical formalisms. Different techniques and programming language )MATLAB( are used in these calculations Outline of the Thesis After giving an introduction to the topics covered in this thesis in Chapter. 1, the theoretical methods based on non-equilibrium Green's function are presented in Chapter. 2. The applications of this formalism and the results are covered in Chapter. 3 and 4 follows: I. Structural defects influence on the conductance of strained zigzag graphene nanoribbon The influence of point structural defects on the transport properties of zigzag graphene nanoribbons )ZGNRs( under uniaxial strain field are investigated in Chapter. 3, using the numerical studies based on the ab-initio calculation, the standard tight-binding model and Green s functions. The calculation results show that the direction of applied strain and defect type significantly affect the conductance properties of ZGNRs. The conductance of the defective nanoribbons generally decreases and some dips corresponding to complete electron backscattering is appeared. This behavior is originated from the different coupling between the conducting electronic states influenced by the wave function modification around the Fermi energy which depends on the defect type. We show that the presence of defects leads to a significant increase in local current. Furthermore, the strain-tunable spin transport of defective ZGNRs in the presence of the exchange magnetic field and Rashba spin-orbit coupling will be investigated. II. Spin-orbit torque-driven magnetization switching in 2D-topological insulator heterostructure Charge pumping and spin-orbit torque )SOT( are two reciprocal phenomena widely studied in ferromagnet )FM( / topological insulator )TI( heterostructures. However, the SOT and its corresponding switching phase diagram for a FM island in proximity with a two-dimensional topological insulator )2DTI( has not been explored yet. These features, using the recently developed adiabatic expansion of time-dependent non-equilibrium Green's function )NEGF( in the presence of both, precessing magnetization and bias voltage are addressed in chapter. 4. The angular and spatial dependence of different components of the SOT on the FM island is calculated. The switching phase diagram of the FM for different orientations of the easy axis will be determined. The results can be used as a guideline for the future experiments on such systems.

تقسیم فرعی موضوعی

اسپینترونیک‌، نا‌نونوار زیگزاگی‌ گرافین‌، عا‌یق‌ ها‌ی توپولوژی آلی‌، نقص‌ ها‌ی سا‌ختا‌ری، کرنش‌، برهم‌ کنش‌ راشبا‌، برهم‌ کنش‌ اسپین‌-مدار ذاتی‌، دینا‌میک‌ مغنا‌طیسی‌، گشتا‌ور اسپین‌- مدار، کلیدزنی‌ مغنا‌طیسی‌.

تقسیم فرعی موضوعی

شیمی‌ فیزیک‌

عنصر شناسه ای

شیمی‌

کد نقش

پ‌

عنصر شناسه اي

مریم‌ سلیما‌نی‌

عنصر شناسه اي

استاد راهنما: جلیلی‌، سیف‌ اله‌

کد کاربرگه

۳۵۵

نوع ماده

CF

سطح دسترسي

دانشکده‌ شیمی‌