عنوان پایان‌نامه
مطالعه امکان کنترل انتقال انرژی غیر تابشی فوستر
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-الکترونیک- تکنولوژی نیمه هادی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42843;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 1643
- تاریخ دفاع
- ۳۰ آبان ۱۳۸۸
- استاد راهنما
- سیدمصطفی صادقی, ابراهیم اصل سلیمانی
- دانشجو
- علیرضا بنکدار
- چکیده
- یکی از پربازده ترین روشها در انتقال انرژی بین سیستمهای در ابعاد نانو، استفاده از فرآیند انتقال انرژی فورستر به صورت تشدیدی می باشد زیرا در این فرآیند هیچگونه احتیاجی به تماس مستقیم یا با واسطه بین دهنده انرژی و گیرنده انرژی نیست. از طرف دیگر، فرآیند انتقال انرژی فورستر قابلیت کنترل شدن نیز دارد. در این پروژه امکان کنترل نرخ انتقال انرژی غیرتابشی فورستر به کمک میدان الکتریکی مطالعه و بصورت تئوری بررسی شده است. بدین منظور، از یک ساختار کوانتومی شامل چاه کوانتومی که بصورت نوری برانگیخته می‌شود و انرژی آن بصورت فرآیند غیرتابشی فورستر به یک لایه از نقاط کوانتومی منتقل شده و در نهایت بصورت فوتونهایی با طول موج بزرگتر از طول موج فوتونهای اولیه از نقاط کوانتومی گسیل می شود، استفاده شده است. نتایج شبیه سازی در این پروژه نشان می دهد که با اعمال میدان الکتریکی در حدود MV/m100 بر چاه کوانتومی، فرایند انتقال انرژی فورستر به شدت کاهش می یابد و نرخ انتقال انرژی فورستر در حدود ده درصد مقدار اولیه خواهد شد و در نتیجه گسیل نور از نقاط کوانتومی قطع می شود. بنابراین می توانیم انتقال انرژی فورستر را به کمک میدان الکتریکی کنترل کنیم و از این ساختار به عنوان یک گیت الکتریکی که قادر به کنترل سیگنال نوری است در کاربردهای الکترونیک نوری و یا به عنوان حسگر حساس به میدان الکتریکی در کاربردهای بیولوژیکی استفاده کنیم. همچنین در این پروژه به کمک ساختار کوانتومی مذکور، اثر دما بر انتقال انرژی فورستر بررسی شده است. طبق نتایج شبیه سازی، در محدوده ی وسیعی از دما نرخ انتقال انرژی فورستر تغییر قابل ملاحظه ای نخواهد داشت و پایدار می ماند.
- Abstract
- One of the most efficient ways of transferring energy in nanostructures is F?rster Resonance Energy Transfer (FRET). This process does not require any direct or indirect contact between the donor of energy and the acceptor of energy. In addition, FRET has the capability to be controlled. In this project, the feasibility of controlling FRET rate by the electric field has been studied and investigated theoretically. To do so, a quantum structure consists of an optically-excited quantum well (QW) and a proximal monolayer of quantum dots (QDs) has been used. The energy of the QW is transferred through FRET to the QDs and finally, the QDs emit photons with larger wavelength than the initial photons. The simulation results of this project show that by applying electric field as large as 100MV/m across the QW, FRET process will be attenuated severely and its rate reduces to the ten percents of its initial value. As a result, the emission of light from the QDs will be suppressed. Therefore, we can control FRET by the electric field and we can exploit from this structure as an electric gate which could control the optical signals in optoelectronic applications or as a sensor which is sensitive to electric field in biological applications. In addition, in this project, the effect of temperature on FRET has been investigated using the mentioned quantum structure. Based on the simulation results, in a broad range of temperature changes, FRET has no considerable variation and remains stable.
