مقاله درباره مقایسه چگالی حالت ها در نیم رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی

اختصاصی از ژیکو مقاله درباره مقایسه چگالی حالت ها در نیم رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود در "پایین مطلب"

 فرمت فایل: word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

 تعداد صفحات:31

مقدمه:

محققان زیادی در سراسر جهان، به مطالعه­ی نظری و آزمایشگاهی خواص ریزساختارهای اشتغال دارند. اگرچه حجم گزارش­ها از دستاوردهای آزمایشگاهی در مقایسه با تحقیقات بنیادی بسیار بیشتر است امّا با در اختیار گرفتن کامپیوترهای با قدرت پردازش بالا، مطالعات نظری در مورد نانوساختارها نیز در حال افزایش می­باشد. با وجود اینکه در این پایان­نامه، بیشتر بر کارهای آزمایشگاهی تمرکز شده، لیکن در ابتدای این فصل، یکی از مطالعات ساده نظری در مورد نانوساختارها یعنی "مقایسه چگالی حالت­ها در نیم­رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی" ارائه
می شود. سپس در ادامه، مبانی آنالیزهائی که در فصل­های آینده از آن­ها برای مطالعه خواص نانوذرّات بهره گرفته می­شود به طورخلاصه معرفی خواهند شد.

2-1 مقایسه چگالی حالت­های نیم­رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی

2-1-1  محاسبه چگالی حالت­ها در نیم­رساناهای حجیم

هر الکترون با بردار موج و اسپین S می­تواند حالت­های ممکن انرژی که با  نشان داده می­شوند را با احتمال بین صفر و یک اشغال کند. چون مطابق اصل طرد پائولی، هر حالت کوانتومی حدّاکثر توسط یک فرمیون اشغال می­گردد. تابع توزیع احتمال متناظر با این، توزیع مشهور فرمی دیراک است:

چون تابع توزیع به اسپین بستگی ندارد، می­توان نوشت. پارامتر  پتانسیل شیمیائی است که در دمای صفر درجه با انرژی فرمی برابر است. در این دما تابع فرمی به صورت زیر تبدیل می­شود.                

در صورتی که احتمال اشغال تمامی حالت­های ممکن با هم جمع شوند، به دلیل اینکه در هر حالت حدّاکثر یک الکترون می­تواند وجود داشته باشد، تعداد کلّ ذرّات N در سیستم برابر است با:  

 (2-1)                                                                               

مقدار پتانسیل شیمیائی به گونه­ای است که در هر دما و انرژی، معادله­ی بالا صادق ­باشد. چگالی حالت­ها را می­توان با کاربرد معادله­ی شرودینگر برای الکترون­های غیر اندرکنشی به دست آورد.  

جواب این معادله برای الکترون­های آزاد در یک شبکه تناوبی به حجم  به صورت زیر است:         

با اعمال شرایط تناوبی "بورن ون کارمن[1] "[81]

مقادیر بردارهای موج و ویژه مقادیر انرژی به صورت زیر به دست می­آید:

              (2-2)                                                                                        

که  مقادیر  را  اختیار می­کنند. از آنجا که بازه­ی بین دو مقدار مجاز بردار موج  برابر است()، در این صورت حجمی از فضای وارون که حتماً یک نقطه را در خود جای داده(شکل2-1) برابر است با 

    (2-3)                                                                 

   

شکل2-1 )نمائی از حجم­های فضای وارون که حتماً یک نقطه را در خود جای ­داده­اند.

از طرف دیگر می­توان   را به صورت روبرو نوشت:  

با جانشینی  از رابطه 2-3 رابطه­ی زیر به دست می­آید:

به دلیل اینکه  با حجم نیم­رسانای حجیم نسبت عکس دارد و برای این نیم­رسانا، تعداد زیادی از حالت­های الکترونی با فواصل خیلی نزدیک به هم در یک حجم کوچک وجود دارند، تبدیل جمع به انتگرال امکان پذیر است.

عنصر دیفرانسیلی حجم در فضای سه بعدی برابر  است. با استفاده از رابطه­ی 2-1 و با جایگذاری انتگرال به جای و احتساب اسپین، داریم:      (2-4)                                                                                                

می­توان انتگرال­گیری بر روی k را با انتگرال روی انرژی جانشین کرد.

که در آن، چگالی حالت­ها  وارد شده است. مفهوم چگالی حالت­ها برای درک پاسخ نوری در نیم­رساناها حائز اهمیت است و بیان می­کند که بین و چه تعداد حالت قرار گرفته

   (2-6)                                                                           

با استفاده از رابطه 2-2 چگالی حالت­ها برای یک نیم­رسانای حجیم به صورت زیر بدست می­آید.

ملاحظه می­شود که چگالی حالت­ها برای نیم­رساناهای سه بعدی حجیم با تناسب دارد.

شکل2-2) چگالی حالت­ها برای یک جامد سه بعدی با متناسب است.

2-1-2  محاسبه چگالی حالت­ها در لایه­های نازک نیم­رسانا

با حل معادله شرودینگر برای لایه نازک واقع در صفحه xy، ویژه مقادیر انرژی به صورت زیر به دست می­آید . همانگونه که دیده می­شود، انرژی ذرّات، در راستای عمود بر لایه کوانتیده است.

دانلود مقاله مقایسه چگالی حالتها در نیم رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی

اختصاصی از ژیکو دانلود مقاله مقایسه چگالی حالتها در نیم رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

محققان زیادی در سراسر جهان، به مطالعه­ی نظری و آزمایشگاهی خواص ریزساختارهای اشتغال دارند. اگرچه حجم گزارش­ها از دستاوردهای آزمایشگاهی در مقایسه با تحقیقات بنیادی بسیار بیشتر است امّا با در اختیار گرفتن کامپیوترهای با قدرت پردازش بالا، مطالعات نظری در مورد نانوساختارها نیز در حال افزایش می­باشد. با وجود اینکه در این پایان­نامه، بیشتر بر کارهای آزمایشگاهی تمرکز شده، لیکن در ابتدای این فصل، یکی از مطالعات ساده نظری در مورد نانوساختارها یعنی "مقایسه چگالی حالت­ها در نیم­رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی" ارائه
می شود. سپس در ادامه، مبانی آنالیزهائی که در فصل­های آینده از آن­ها برای مطالعه خواص نانوذرّات بهره گرفته می­شود به طورخلاصه معرفی خواهند شد.

2-1 مقایسه چگالی حالت¬های نیم¬رساناهای سه، دو، یک و صفر بعدی
2-1-2  محاسبه چگالی حالت¬ها در لایه¬های نازک نیم¬رسانا
2-1-٣ چگالی حالت¬ها در نانو سیم¬ها
2-1-4   چگالی حالت¬ها در یک نقطه کوانتومی
2-1-1  محاسبه چگالی حالت¬ها در نیم¬رساناهای حجیم

شامل 34 صفحه فایل word

تحقیق درمورد آزمایش چگالی سنج ها

اختصاصی از ژیکو تحقیق درمورد آزمایش چگالی سنج ها دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

چگالی سنج ها

چگالی سیالات را با چگالی سنج ها می خوانیم .چگالی آب برابر با 1 است . چگالی الکل 0.8 است .

H2o یا گرم بر سانتی متر مربع است یا یک گرم بر میلی لیتر است .

رابطه چگالی :

/v m d

D - دانسیته

M – جرم « گرم یا کیلو گرم »

V - حجم « سانتی متر مکعب یا میلی لیتر یا لیتر »

چگالی سنج ها انواع مختلفی دارد وبرای هر سیال متفاوت است وباید چگالی سنج در محدود سیال مشخص استفاده کرد . منظور از سیالات ( مایعات ومحلولها )است . روش اندازه گیری سیالات استفاده از استوانه مدرج وترازو است.

روش اندازه گیری چگالی جامدات :

روش اندازه گیری جامدات با استفاده از استوانه مدرج وترازو است .

جامدات انواع مختلف دارد :

1 – کاملا فشرده اند « مانند میخ ،قاشق ،حلبی »

2 - خرد شده

3 – پودری

4 – گرانولی

آنقدر آب داخل استوانه مدرج می ریزیم تا بتواند قطعه در آن کاملا فرو رود . بعد از اینکه آب را ریختیم داخل استوانه ترازو را صفر می کنیم وv یک را می نویسیم وبعد قطعه را داخل استوانه می اندازیم حجم افزایش پیدا می کند وv 2 را می نویسیم .

پودرها ومواد خرد شده :

1-     کاملا نامحلول در آب « روش جامدات »

2-     اگر در آب محلول باشند « استفاده از یک حلال مثل نفت ، تکان مداوم sheker »

جرم را بر حجم تقسیم می کنیم وچگالی بدست می آید .

انواع حلالها :

1-      قطبی ودارای پیوند هیدروژنی { آب والکل }

2-      غیر قطبی « نفت ، بنزین ، ccl4 ، ch2cl2 ، chcl3 ، کلروفرم » « نمکها وشکر در این حلالها حل نمی شود »

انواع چگالی سنج ها :

1)                1- 1.1 بالای یک

2)                1.1- 1.2

3)                1- 0.9

4)                0.8- 0.9 زیر یک

5)                0.8- 1

بالای یک از محلولهای آبی و زیر یک از محلولهای آب والکل

مواد لازم :

آب ، استوانه مدرج ، نمک ، الکل،ترازو

روش آزمایش :

1-     ابتدا ترازو را روشن کرده واستوانه مدرج را روی آن گذاشته وجرم را بدست می آوریم .

2-     بعد ترازو را صفر کرده داخل استوانه مدرج 60 میلی لیتر آب می ریزیم .

نکته مهم :

هرماده ای که چگالی آن بالا باشد یعنی زیاد باشد ته استوانه می رود هر ماده که چگالی آن کمتر باشد رو می آید .چگالی آب دریا از آب استخر زیاد است .اگر الکل داخل آب بریزیم چگالی در چگالی سنج بالا می رود .

چگالی

مردم گاهی می‌گویند سرب سنگیتر از پر است. اما یک گونی بزرگ پر از پر سنیگتر از یک ساچمه سربی است. واژه سنگینی سه مفهوم متفاوتی دارد. مثلا در عبارت «یک سنگ خیلی سنگین است و نمی‌شود حرکت داد.» منظور وزن سنگ است. در چنین مفهومی هیچ جوابی برای پرسش «شیر سنگینتر است یا آب؟» وجود ندارد. سوالات اخیر مربوط به یک ویژگی عام از کلیه مواد می‌باشد. این ویژگی چگالی یا جرم حجمی نام دارد که از مشخصه‌های فیزیکی مواد به حساب می‌آید. که این ویژگی مواد مستقل از ابعاد نمونه می‌باشد. بنابراین برای بیان دقیق ، باید بگوییم چگالی سرب بیشتر از چگالی پر است. و در مورد شیر و آب نیز این امر صادق است. واحدها در اندازه گیری چگالی جامدات و مایعات معمولا جرم را بر حسب گرم (g) یا کیلوگرم (kg) و حجم را بر حسب سانتیمتر مکعب (cm3) یا مترمکعب (m3) بیان می‌کنند. که در این صورت چگالی برحسب واحدهای کیلوگرم بر متر مکعب (Kg/m3) یا گرم بر سانتیمتر مکعب (gr/cm3) می‌سنجند. چگالی نشانگر این است که جرم ماده تا چه حد متراکم شده است. مثلا ، سرب یک ماده چگال است زیرا مقدار زیادی از آن در حجم کوچکتر متراکم شده از طرف دیگر چگالی آزمایش‌های مربوط به هوا بسیار کم است. طریقه اندازه گیری برای اندازه گیری چگالی یک جسم باید هم جرم جسم (m) و هم حجم (V) آن را اندازه گیری کنیم. جرم را می‌توانیم با ترازو اندازه گیری کنیم. حجم یک جسم جامد را می‌توانیم با راههای گوناگون اندازه بگیریم. مثلا برای به دست آوردن حجم یک مکعب ، اندازه یک ضلع آن را به توان 3 می‌رسانیم و یا برای تعیین حجم یک مکعب مستطیل طول ، عرض و ارتفاع آن را در هم ضرب می‌کنیم. حجم یک مایع را می‌توانیم با ظرف شفاف مدرجی که واحدهای حجم را نشان می‌دهد اندازه بگیریم. در آزمایشگاه معمولا برای اندازه گیری حجم مایعات از استوانه مدرج استفاده می‌کنند. در مواردی بوسیله اندازه گیری جرم نسبی مواد نسبت به هم از طریق چگالی نسبی مواد نسبت به هم می‌توانیم چگالی تک تک مواد را اندازه گیری نموده و مشخص نماییم. چگالی نسبی مقایسه چگالی دو مایع با یکدیگر یا مقایسه چگالی یک جامد با یک مایع خیلی راحت است. اگر چگالی جسمی کمتر از مایع باشد در آن شناور می‌شود و در غیر اینصورت در آن غرق می گردد. مثلا چگالی چوب از آب کمتر است و برای همین است که چوب روی آب شناور می‌ماند «نیروی ارشمیدس». مواد چگال هسته اتمهای تشکیل دهنده مواد و ستارگان از جمله کوتوله‌های سفید ، ستارههای نوترونی ، ابر نواختران ، سیاه چاله‌ها و ... چگالترین موادها هستند. قیف جدا کننده وسیله‌ای است که مایعات را بر اساس شاخص چگالی از هم جدا می‌کند مثلا اگر مخلوط روغن و آب را در مخزن این دستگاه بریزیم بر حسب چگالی مواد در داخل این ظرف تفکیک می‌شود اگر شیر ریز ظرف را باز کنیم مایعی که دارای چگالی بالاست در زیر قرار گرفته و از دستگاه خارج می‌گردد تا اینکه به مرز جدایی مایعات (روغن و آب) برسد، در چنین حالتی شیر را می‌بندیم و دستگاه با موفقیت دو مایع مخلوط را از هم جدا می‌کند. توجه: تغییرات دما سبب تغییر حجم جسم می‌شود. بنابراین، با تغییر دما چگالی یک ماده تغییر می‌کند. از این رو چگالی اغلب مواد را در ˚25C معین می‌کنند.   در جدول زیر چگالی بعضی از مواد معمولی در دمای ˚25C فهرست شده است.  ماده چگالی g/cm3  گاز طبیعی 0.000656  هوا 0.00118  اتانول0.78948  سدیم کلرید 2.164  فولاد ضد زنگ 8.037  جیوه 13.545   حل یک مسئله مسئله: حجم یک قطعه موم 8.50cm3 و جرم آن 8.06g است. چگالی موم را بدست آورید. راه حل: چگالی، جرم در واحد حجم است و به صورت زیر نشان داده می‌شود. D=m/Vبا جایگذاری مقادیر معلوم ، خواهیم داشت: D=8.06g/8.5cm3=0.948g/cm3

علوم تجربی دوم راهنمایی 109 اسلاید

اختصاصی از ژیکو علوم تجربی دوم راهنمایی 109 اسلاید دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

علوم تجربی، همان علوم طبیعی و دانش‌هایی هستند که موضوع آن‌ها بررسی ویژگی‌های فیزیکی طبیعت همه جهان است. به این معنا علوم طبیعی از علوم انسانی متمایز می‌باشد. در علوم طبیعی دانشمندان می‌کوشند تا پدیده‌های طبیعی با روش علمی و بر اساس فرآیندهای طبیعی (و نه الهی یا عرفانی و مانند آن) توضیح داده شود. گاهی منظور از علوم تجربی همان علوم زیستی است ولی این موضوع کاربرد رایج نیست و علوم زیستی بخشی از علوم تجربی به شمار می‌رود.

در ایران امروز (پس از دهه‌ی 50 شمسی) بر خلاف دیروز (پیش از دهه‌ی 50 شمسی) به علوم طبیعی، علوم تجربی می‌گویند که به نظر می‌رسد علوم طبیعی صحیح است و نه علوم تجربی؛ چرا که علومی که با تجربه حاصل می‌شوند محصور در علوم طبیعی نیست و شامل علوم انسانی نیز می‌شود.

علوم تجربی، بر اساس تجربه و مشاهده، از راه آزمون به دست می‌آید و به علومی گفته می‌شود که از ثبات و قطعیت برخوردار بوده است. آزمون این علوم در هر مکان و زمان مشابه، قابل تجربه و تکرار می‌باشد و نتیجه مشابه و مشخص حاصل می‌گردد؛ چرا که در غیر این صورت ابطال می‌شوند (ابطال‌پذیری از خواص این علم است). آزمون‌ها به دنبال فرضیه‌هایی که شخص در ذهن دارد، صورت می‌گیرد. برای آن که ببیند آن طوری که در مورد قضیه تصور کرده درست است یا نه؟

فهرست:
فصل اول : مواد در حال تغییر

فصل دوم :نور ،رنگ،بینایی
فصل سوم:موج

فصل چهارم:گرما چیست؟

تحقیق در مورد چگالی چیست

اختصاصی از ژیکو تحقیق در مورد چگالی چیست دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تحقیق در مورد چگالی چیست

تعداد صفحات 4

فرمت پی دی اف