Nghiên Cứu Hiện Tượng Vận Chuyển Điện Tử Trong Các Cấu Trúc Nano Bán Dẫn Dựa Trên Vật Liệu AlGaN và Penta Graphene Nanoribbon

• Trường học: Trường Đại Học
• Chuyên ngành: Vật Liệu
• Đề tài: Vận Chuyển Điện Tử Trong Cấu Trúc Nano Bán Dẫn: Nghiên Cứu Vật Liệu AlGaN và Penta Graphene
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 1.1. Cấu trúc dải chất AlGaN/GaN
• 1.1.1. Cấu trúc dải chất
• 1.1.2. Cấu trúc dải chất phân cực
• 1.1.3. Ảnh hưởng của điện tích phân cực lên hiện tượng vận chuyển điện tử trong cấu trúc dải chất phân cực AlGaN/GaN
• 1.2. Vật liệu graphene và penta-graphene
• 1.2.1. Vật liệu graphene nanoribbon
• 1.2.2. Vật liệu penta-graphene
• 1.2.3. Vật liệu penta-graphene nanoribbon
• 1.2.4. Transistor độ linh động điện tử cao dựa trên AlGaN/GaN và transistor hiệu ứng trường dựa trên graphene
• 2. CHƯƠNG 2: PHÂN BỀN ĐIỆN TỬ TRONG CẤU TRÚC DẢI CHẤT PHÂN CỰC AlGaN/GaN
• 2.1. Hàm sáng biên phân cho cấu trúc dải chất điện rò hữu hạn
• 2.2. Các thả giảm giũ điện tử trong cấu trúc dải chất phân cực pha tạp điều biến
• 2.3. Tổng năng lượng ứng với mặt electron trong vòng con thấp nhất
• 2.4. Kết quả tính số và thảo luận
• 3. CHƯƠNG 3: HIỆN TƯỢNG VẬN CHUYỂN ĐIỆN TỬ TRONG CẤU TRÚC DẢI CHẤT PHÂN CỰC AlGaN/GaN
• 3.1. Kết quả giải tích
• 3.2. Kết quả tính số và thảo luận
• 3.2.1. Điện linh động gây bởi tán xạ bất trật từ hợp kim và tán xạ nhám kết hợp
• 3.2.2. So sánh với dữ liệu thực nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: HIỆN TƯỢNG VẬN CHUYỂN ĐIỆN TỬ TRONG PENTA-GRAPHENE NANORIBBON DẠNG BIÊN RỘNG CỦA PHA TẠP
• 4.1. Đặc tính vận chuyển điện tử
• Phần kết luận
• Danh sách công bố của tác giả
• Tài liệu tham khảo

I. Giới thiệu về Vận Chuyển Điện Tử Trong Cấu Trúc Nano Bán Dẫn

Vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, đặc biệt trong bối cảnh phát triển công nghệ nano. Các vật liệu như AlGaN và Penta Graphene đã thu hút sự chú ý lớn do tính chất điện tử và quang học vượt trội của chúng. AlGaN là một vật liệu bán dẫn có khả năng tạo ra các cấu trúc dị chất, cho phép phát triển các thiết bị điện tử hiệu suất cao. Trong khi đó, Penta Graphene là một dạng mới của carbon, có cấu trúc hai chiều và tính chất điện tử độc đáo, mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực điện tử và quang học. Nghiên cứu này sẽ phân tích các đặc điểm của hai loại vật liệu này và ứng dụng của chúng trong các thiết bị điện tử.

1.1. Cấu trúc nano và vật liệu AlGaN

Cấu trúc nano của AlGaN cho phép tạo ra các lớp mỏng với tính chất điện tử đặc biệt. Vật liệu này có khả năng điều chỉnh tỉ lệ Al và Ga, từ đó thay đổi tính chất điện tử của nó. Các nghiên cứu cho thấy rằng AlGaN có thể tạo ra các mạch điện tử với hiệu suất cao, nhờ vào khả năng tạo ra hệ thống nano với mật độ điện tử lớn. Điều này rất quan trọng trong việc phát triển các thiết bị như transistor hiệu ứng trường (HEMT) và diode phát quang (LED). Các ứng dụng của AlGaN trong lĩnh vực điện tử và quang học đang được mở rộng, nhờ vào tính chất quang điện và khả năng hoạt động ở tần số cao.

1.2. Penta Graphene và tính chất điện tử

Penta Graphene, một dạng mới của carbon, đã được phát hiện với cấu trúc hai chiều độc đáo. Vật liệu này không chỉ có tính chất điện tử tốt mà còn có khả năng dẫn điện cao. Nghiên cứu cho thấy rằng Penta Graphene có thể được sử dụng trong các ứng dụng như cảm biến, pin lithium và các thiết bị điện tử khác. Tính chất quang điện của Penta Graphene cũng rất đáng chú ý, với khả năng hấp thụ ánh sáng tốt và phát quang hiệu quả. Việc nghiên cứu và phát triển Penta Graphene có thể mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực công nghệ nano và điện tử.

II. Phân tích Vận Chuyển Điện Tử Trong Cấu Trúc Nano Bán Dẫn

Vận chuyển điện tử trong cấu trúc nano bán dẫn như AlGaN và Penta Graphene có thể được mô hình hóa thông qua các lý thuyết vật lý như lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) và lý thuyết Boltzmann. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tính chất điện tử của các vật liệu này phụ thuộc vào cấu trúc nano và các điều kiện môi trường. Việc phân tích mạch điện tử trong các cấu trúc này cho thấy rằng sự tương tác giữa các electron và lưới tinh thể có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của thiết bị. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc tối ưu hóa cấu trúc nano có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của các thiết bị điện tử.

2.1. Tính chất điện tử của AlGaN GaN

Cấu trúc AlGaN/GaN cho phép tạo ra các lớp mỏng với mật độ điện tử cao, dẫn đến hiệu suất cao trong các thiết bị điện tử. Các nghiên cứu cho thấy rằng tính chất điện tử của AlGaN/GaN có thể được điều chỉnh thông qua việc thay đổi tỉ lệ Al và Ga. Điều này cho phép phát triển các thiết bị như transistor hiệu ứng trường (HEMT) với hiệu suất cao và khả năng hoạt động ở tần số cao. Việc nghiên cứu và phát triển các cấu trúc này có thể mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực điện tử và quang học.

2.2. Tính chất điện tử của Penta Graphene

Penta Graphene có cấu trúc hai chiều độc đáo, cho phép nó có tính chất điện tử vượt trội. Nghiên cứu cho thấy rằng Penta Graphene có thể dẫn điện tốt và có khả năng hấp thụ ánh sáng hiệu quả. Điều này mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực điện tử, như cảm biến và pin lithium. Việc nghiên cứu và phát triển Penta Graphene có thể tạo ra những bước đột phá trong công nghệ nano và điện tử, nhờ vào tính chất quang điện và khả năng dẫn điện cao của nó.