ترابرد در دیودهای تونل‌زنی تشدیدی نقطه‌ کوانتومی در رژیم غیربرهم‌کنشی

آصف پور, محمدتقی; صاحب سرا, پیمان

doi:10.18869/acadpub.ijpr.17.3.457

ترابرد در دیودهای تونل‌زنی تشدیدی نقطه‌ کوانتومی در رژیم غیربرهم‌کنشی

نویسندگان

محمدتقی آصف پور

پیمان صاحب سرا

دانشگاه صنعتی اصفهان

https://doi.org/10.18869/acadpub.ijpr.17.3.457

چکیده

در این مقاله با استفاده از رهیافت تابع گرین، ترابرد را در یک دیود تونل‌زنی تشدیدی دوقطبی را در نظریه میکروسکوپی بررسی نموده‌ایم. برای این منظور با در نظر گرفتن هامیلتونی قسمت‌های مختلف دستگاه فوتوولتایی p-i-n به تفصیل، تابع گرین تک‌ذره‌ای الکترون‌ها و حفره‌ها را در تقریب تنگابست محاسبه کرده و سپس با استفاده از این تابع گرین محاسبه شده، چگالی موضعی حالت‌ها و چگالی جریان را به دست آورده‌ایم. نتایج نشان‌دهنده یک رفتار غیراهمی بوده و بیانگر یک مقاومت منفی در دیودهای تشدیدی تونل زنی است. علاوه بر این نتایج نشان می‌دهند که وجود یک میدان الکتریکی طولی منجر به این می‌شود که چگالی محلی حالت‌ها متناسب با پتانسیل اعمال شده تغییر نماید. علاوه بر این وارد نمودن نقاط کوانتومی باعث می‌شود که مقاومت دیفرانسیلی منفی ناشی از پدیده‌ تونل‌زنی تشدیدی در دستگاه مشاهده شود. از نتایج محاسبات بر روی این دیودها می‌توان در محاسبه جریان تاریک سلول‌های خورشیدی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

دیود تونل‌زنی تشدیدی

تابع گرین

نقطه کوانتومی

ترابرد

چگالی موضعی حالت‌ها

عنوان مقاله English

Transport in quantum dots resonant tunneling diodes in non-interacting regime

نویسندگان English

M T Asefpour

P Sahebsara

چکیده English

In this paper, we used green's function approach in microscopic theory to investigate a resonant tunneling diode (RTD). We introduced the detailed Hamiltonian for each part of the photovoltaic p-i-n system, then by calculating the green's function components in tight-binding approximation, we calculate local density of states and current-voltage characteristic of the p-i-n structure. Our results show a non-Ohmic behavior and negative differential resistance in RTD. As a result of a longitudinal electric field, the local density of states varies by changing the applied potential. Moreover, we study the effect of changing the physical parameters on the current of the device. Entering quantum dots in the middle of device causes a negative differential resistance, which is a consequence of resonant tunneling phenomenon.

کلیدواژه‌ها English

resonant tunnelling diode

Green function

quantum dots

transport

local density of states

[1] L. L. Chang et al., Appl. Phys. Lett. 24 (1974) 593.
[2] H. Mizota and T. Tanoue, “The Physics and Applications of Resonant Tunneling Diods”, Cambridge University Press (2006).
[3] A. Luque et al., Solar Energy Materials & Solar Cells 95 (2011) 2095.
[4] A Berbezier and F Michelini, J. Renewable Sustainable Energy 6 (2014) 011205.
[5] J Ping Sun et al., Proceedings of the IEEE 86, 4 (1998) 641.
[۶]V. Aroutiounian, S. Petrosyan, A. Khachatryan, Solar Energy Materials & Solar Cells 89 (2005) 165.
[۷] S. Datta, “Electronica Transport in Mesoscopic System”, Cambrige University Press (1995).
[۸] M. Luisier, “Quantum Transport Beyond the Effective Mass Approximation”, PhD Thesis, Swiss Federal Institute of Technology, Zurich (2007).
[۹]A. Luque, A. Panchak, A. Mellor, A. Vlasov, A. Martí, V. Andreev, Solar Energy Materials & Solar Cells 141 (2015) 39.
[۱۰] A Buin , A Verma, and S Saini, J. Appl. Phys. 114 (2013) 033111..
[1۱] N Garcia-Castello, S Illera, R Guerra, J Daniel Prades, S Ossicini, and A Cirera, Phys. Rev. B 88 (2013) 075322.
[1۲] A Berbezier and F Michelini, Optical and Quantum Electronics, 45, 7 (2013) 693.
[1۳] U. Aeberhard, Optical and Quantum Electronics 44 (2012) 133.
[1۴] M. Ogawa et al., Solid-State Electronics 44 (2000) 1939.
[1۵] A. Kletsov, Y. Dahnovsky, J. V. Ortiz, J. Chem. Phys. 126 (2007) 134105.
[1۶] R. Lake et al., J. Appl. Phys. 81 (1997) 7845.
[1۷] G. Grosso and G. P. Parravicini, “Solid State Physics ”, Academic Press (2014).
[۱۸] M T Asefppour, "Transport in quantum well diodes using Non-equilibrium Green function approach", Master Thesis, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran (2014).