موضوع مقاله: مهندسی شکاف باند | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # مهندسی شکاف باند | مقدمه: این معمولاً برای نیمه‌هادیها با کنترل ترکیب آلیاژها، ساختن مواد لایه ای با ترکیبات متناوب، یا با القای کرنش به صورت همپایه یا توپولوژیک برای نیمه‌هادی‌ها انجام می‌شود. | ## بخش 1: مهندسی شکاف باند | رساناها یا فلزات نسبت به نیمه‌هادی‌ها شکاف نواری بسیار کوچکتر یا وجود ندارد زیرا باندهای ظرفیت و رسانایی همپوشانی دارند. اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) اپیتاکسی پرتو مولکولی تکنیکی است که برای ساخت لایه‌های همپای نازک از مواد مختلف از اکسیدها تا نیمه‌هادی‌ها و فلزات استفاده می‌شود. پرتوهای مختلف اتم ها و مولکول ها در یک محیط خلاء فوق‌العاده بالا به یک کریستال تقریباً تمیز اتمی شلیک می‌شوند و یک اثر لایه بندی ایجاد می‌کنند. فناوری‌هایی مانند دستگاه‌های چاه کوانتومی، سوپرشبکه ها و لیزرها با MBE امکان پذیر است. فیلم‌های اپیتاکسیال به دلیل توانایی آن‌ها در تولید با خواص الکتریکی متفاوت از زیرلایه، یا خلوص بالاتر، یا نقص‌های کمتر یا با غلظت متفاوت ناخالصی‌های فعال الکتریکی، مفید هستند. تغییر ترکیب مواد، شکاف نواری را به دلیل پیوند اتم‌های مختلف با شکاف‌های سطح انرژی متفاوت تغییر می‌دهد. مهندسی نوار انرژی ناشی از کرنش مواد نیمه‌رسانا به دلیل اثرات محصور شدن کوانتومی می‌توانند با القای فشار از اندازه‌ها و شکل‌های قابل تنظیم تغییر کنند. | ## بخش 2: مهندسی شکاف باند | به دلیل محدودیت الاستیک بالای نانوساختارهای نیمه‌رسانا، یک محدوده باند قابل تنظیم بزرگتر امکان پذیر است (GuerraU.S. تولین و گوئرا (2008) از نظر تئوری یک روش القای کرنش را که برای مهندسی خواص ماده آناتاز تیتانیا استفاده می‌کردند، تعیین کردند. آنها ساختار نوار الکترونیکی آن را در محدوده ای از کرنش دو محوری با استفاده از هر دو نظریه تابعی چگالی در تقریب گرادیان تعمیم یافته (GGA) و محاسبات نظریه شبه ذره در تقریب GW مورد مطالعه قرار دادند. آنها دریافتند که ماده اصلاح شده با کرنش برای استفاده به عنوان یک فوتوآند با کارایی بالا در یک سلول فوتوالکتروشیمیایی مناسب است. آنها تغییرات شکاف باند و جرم موثر حامل بار را در مقابل فشار کل مرتبط با شبکه کرنش شده دنبال کردند. هر دو تقریب GGA و GW یک رابطه خطی بین تغییر در شکاف باند و فشار کل را پیش‌بینی می‌کنند، اما آنها دریافتند که GGA شیب را با توجه به نتیجه تقریب GW 0.0685 eV/GPa بیش از 57 درصد دست کم می‌گیرد. نانوسیم های اکسید روی نانوسیم‌های ZnO در نانو ژنراتورها، ترانزیستورهای اثر میدان نانوسیم، دیودهای پیزوالکتریک و حسگرهای شیمیایی استفاده می‌شوند. | ## بخش 3: مهندسی شکاف باند | نانوسیم‌های اکسید روی دوپ‌شده با Sb، تغییر در مقاومت را در هنگام قرار گرفتن در معرض کرنش تجربه می‌کنند. با همبستگی این دو اثر تحت آزمایش، می توان تغییر خواص حمل و نقل را به عنوان تابعی از شکاف باند ایجاد کرد. اندازه‌گیری‌های الکتریکی با استفاده از سیستم کاوشگر میکروسکوپ الکترونی انتقال تونل روبشی به دست می‌آیند. مهندسی شکاف انرژی نانوروبان‌های گرافن هنگامی که نوارهای گرافنی تولید شده به صورت لیتوگرافی به صورت جانبی در بار محصور می شوند، یک شکاف انرژی در نزدیکی نقطه خنثی بار ایجاد می‌کند. هرچه نوارها باریکتر باشند، براساس رسانایی وابسته به دما، منافذ انرژی بزرگتری ایجاد می‌کنند. یک نوار باریک یک سیستم شبه یک‌‌‌بعدی در نظر گرفته می‌شود که در آن باز شدن شکاف باند انرژی انتظار می‌رود. صفحات منفرد گرافن به صورت مکانیکی از کریستال‌های گرافیت توده‌ای بر روی یک بستر سیلیکونی استخراج می‌شوند و با الکترودهای فلزی کروم / طلا در تماس هستند. | ## جمع‌بندی | سیلسسکویوکسان هیدروژن روی نمونه‌ها چرخانده می‌شود تا یک ماسک اچ تشکیل شود و سپس از پلاسمای اکسیژن برای حک کردن گرافن محافظت نشده استفاده می‌شود.