سمینارهای دانشجویان دکتری الکترونیک مرکز تحقیقات نانوپترونیکس

مرکز تحقیقات نانوپترونیکس در راستای معرفی زمینه ها و پیشرفت های کاری خود به علاقمندان این رشته، در روز دوشنبه مورخ 15 اسفند ماه 1390 سمینارهایی را در سطح دانشکده مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران توسط دانشجویان دکتری این مرکز برگزار خواهد کرد. از عموم دانشجویان، اساتید و علاقمندان جهت شرکت در این سمینارها دعوت به عمل می آید.
• زمان: 15 اسفندماه 1390
• مکان: سالن ملاصدرا دانشکده مهندسی برق
برنامه کاری به همراه چکیده این سمینارها در ذیل می آید.

سمینار شماره 1: واکنش های انتقال الکترون در الکترونیک مولکولی
ارائه دهنده: مهندس احسان رحیمی
زمان ارائه: 9:25-9 صبح

سمینار شماره 2: گیت های کوانتومی نوری بر اساس زوج فوتون های درهم تنیده
ارائه دهنده: مهندس معصومه طاهرخانی
زمان ارائه:9:55-9:30 صبح
چکیده سمینار
با ظهور کامپیوترها برای پردازش اطلاعات، تقاضا برای سخت افزارهای سریعتر و الگوریتمهای بهینه تر، منجر به بوجودآمدن ساختارهای متنوعی برای آنها شد. اما از نقطهنظر نظریهپردازان، درحال حاضر همهی کامپیوترها از این جهت که گروهی از مسائل را بطور کارامدتری میتوانند حل کنند، یکسانند. در تئوری اطلاعات کلاسیک، فرض میشود که مفهوم اطلاعات از حامل فیزیکی آن مستقل است. کوچکترین واحد اطلاعات در علم کامپیوتر کلاسیک، بیت منطقی است که یک متغیر دو مقداری (0 یا 1) است و با افزارههای کلاسیک قابل پیادهسازی است.
سخن مشهور رالف لاندر که " اطلاعات فیزیکی است"  یکی از بینشهایی کلیدی بود که منجر به تئوری اطلاعات کوانتومی شد. با رها کردن حاملهای اطلاعات کلاسیک، تعدادی از محدودیتهای تئوری اطلاعات کلاسیک قابل اجتناب است. سیستمهای دو حالتهی مکانیک کوانتومی نه تنها بین دو حالتپایه رها هستند بلکه هر برهم نهی مختلط از این دو حالت پایه را نیز میتوانند داشته باشند. این سیستمهای دوسطحیِ کوانتومی، کیوبیت نامیده میشوند که با گیتهای کوانتومی پردازش میشوند.
در اوایل دهه ی 1980، ریچارد فِیمن نشان داد که در انجام شبیه سازیِ سیستمهای کوانتومی بر روی سیستمهای کلاسیک ( با هر اندازه و سرعتی ) محدودیتهای اساسی وجود دارد. به همین دلیل برای پیادهسازی گیتهای کوانتومی، باید از سیستمهایی که رفتار ذاتی کوانتومی از خود نشان میدهند استفاده شود. سیستمهای نوری در دسترسترین سیستمهایی هستند که رفتار کوانتومی از خود نشان میدهند سیستمهای دیگر مثل اتمها، یونها و ابرهادیها تنها در دماهای بسیار پایین و/یا در خلأهای بسیار بالا چنین رفتاری را بروز میدهند. فوتونها در حالت طبیعی از محیط اطراف خود و همچنین فوتونهای دیگر بشدت ایزوله هستند و به همین دلیل است که اطلاعات ذخیره شده در سیستمهای نوری، زمان همدوسی بالایی دارد و نیاز به سردکرد فوتونها و ایجاد خلأ بالا وجود ندارد. به همین دلیل ما از تک فوتونها به عنوان سیستم کوانتومی برای پیادهسازی کیوبیت و از اپتیک خطی برای پردازش آنها استفاده میکنیم. دلیل دیگر برای استفاده از فوتونها این است که ادوات اپتیکی پیشرفته و دقیقی که امروزه موجود است، کار با فوتونها را بسیار ساده و راحت کرده است.
مشکل اصلی در محاسبات کوانتومی نوری، ساخت گیتهای منطقی دو کیوبیتی است. به دلیل اینکه بطورطبیعی فوتونها با هم درهمکنش انجام نمیدهند و برای ساخت گیتهای کوانتومی دو کیوبیتی، چنین درهمکنشی لازم است. بنابراین جهت ساخت یک کامپیوتر کوانتومی نوری، نیاز است روشهایی استفاده شود تا بتوان درهمکنش مؤثری بین فوتونها ایجاد کرد.

سمینار شماره 3: کاربرد ردیاب ستاره در فضاپیما
ارائه دهنده: مهندس مهدی نصیری
زمان ارائه:10:25-10 صبح
چکیده سمینار
مهمترین وسیله روی هر ماهواره یا فضاپیما، وسیله ای است که وضعیت فضایی راتعیین می کند. لذا یکی از وظایف مهم برای کنترل ماهواره ها، تعیین وضعیت می باشد. تعیین وضعیت فضاپیما (ماهواره) عبارت است از تخمین موقعیت برای فضاپیما یا ماهواره با استفاده مشاهده نقاط مرجعی مانند صورتهای فلکی، میدان مغناطیسی زمین و ... که این سیستم برای موفقیت یک ماموریت فضایی بسیار حیاتی می باشد. چون فضاپیمایی که از جهت گیری شان اطلاعی ندارند، نمی توانند اطلاعاتی که جمع آوری کرده اند را به زمین ارسال کنند، دستورالعمل هارا دریافت کنند و یا مانوری انجام دهند.
تجربه نشان داده است که بسیاری از ماهواره ها بنا به دلایل نامعلومی در فضا ناپدید شده اند، یکی از احتمالات وقوع چنین اتفاقاتی ارتباط ضعیف بین ماهواره و زمین می باشد. آنتن ماهواره در هر شرایطی باید به سمت زمین قرار گرفته باشد. لذا با روش های مختلف تعیین وضعیت ماهواراه که اغلب بوسیله حسگرهای روی ماهواره قابل اندازه گیری می باشد، می توان این ارتباطات را بهبود بخشید. حسگرهای خورشید، زمین، افق، ژیروسکوپها و... برخی از این نوع حسگرها می باشند که هر یک از اینها به عنوان مرجعی برای تعیین موقعیت در ماهواره ها و فضاپیماها مورد استفاده قرار می گیرند.
یکی دیگراز این روشها استفاده از ستارگان به عنوان مرجعی جهت موقعیت یابی در فضاپیماها می باشد.در صورتی که ماهواره یا فضاپیما مجهز به سیستمی باشد که بتواند ستارگان را شناسایی نماید میتوان با استفاده از موقعیت ستارگان، موقعیت ماهواره را بدست آورد که به این نوع از حسگرها "ردیاب ستاره" می گویند که کاربرد گسترده ای در تعیین وضعیت فضاپیماهای در حال چرخش دور زمین ویا واقع در بین سیارات دارد. ستارگان به عنوان نقاط با مختصات معلوم به عنوان اولین روش تعیین موقعیت برای فضاپیماها مورد استفاده قرار گرفته است که دقت بالا، دسترسی آسان و پایداری این نقاط به عنوان نقاط کلیدی در روشهای تعیین موقعیت می باشد.
ردیاب ستاره یک وسیله اندازه گیری وضعیت با دقت بسیار بالا می باشد و قادر به دریافت وضعیت از یک میدان دید ستاره دلخواه و بدون هیچ دانش قبلی از اطلاعات حسگر می باشد. که تصاویر دلخواه نواحی مختلف آسمان را گرفته ، ستاره ها را شناسایی می کنند و وضعیت خودشان را با مقایسه ستاره های شناسایی شده و ستاره های موجود در کاتالوگ، تعیین می کنند.
همچنین به کمک حسگرها و عملگرها می توان وضعیت ماهواره را به سمت دلخواه تغییر داد. لذا روشهای متعددی برای انجام اینکار وجود دارد که بسته به نوع ماموریت و دقت مورد نیاز متفاوت می باشد. البته ترکیب این ها موجب دقیق تر شدن تعیین و ضعیت خواهد شد. اما در عمل این اندازه گیری ها بدون خطا نخواهد بود.

سمینار شماره 4: سلول های خورشیدی چند پیوندی مبتنی بر GaAs
ارائه دهنده: مهندس نیما جوینده
زمان ارائه:10:55-10:30 صبح
چکیده سمینار
مهار کردن انرژی خورشید موضوعی است که به بیش از یکصد سال قبل یعنی اواسط انقلاب صنعتی برمی گردد. سلول‌های خورشیدی جزء اصلی سیستم‌هایی هستند که انرژی خورشید را بصورت مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می‌نمایند و از آنها تحت عنوان سیستم‌های فتوولتائیک یاد می‌شود. بیش از نیم قرن از اختراع اولین سلول خورشیدی می‌گذرد و در طول این سالها از مواد مختلف و ساختارهای متنوعی برای بهبود کیفیت عملکرد سلول‌های خورشیدی استفاده شده است. آنچه در تمام این روندهای توسعه دارای اهمیت بوده، بهبود پارامترهایی نظیر بازده تبدیل انرژی سلول، جذب حداکثر طیف نور خورشید و کاهش هزینه ساخت می‌باشد. با توجه به طبیعت این نیازها ناگزیر به برقراری تعامل میان آنها هستیم زیرا تقریبا نمی‌توان بطور کامل به همه آنها با هم دست یافت. به همین دلیل از نیمه‌هادیهای مختلف و ساختارهای بسیار متنوعی در ساخت این سلول‌ها استفاده شده است.
یکی از موفق‌ترین ساختارهای سلول خورشیدی، ساختار تندم یا چندپیوندی می‌باشد که در آن از چند سلول منفرد که بر روی‌هم قرار داده شده‌اند، بصورت مجتمع استفاده می‌شود. تندم‌ها یا بصورت یکپارچه ساخته می‌شوند یا اینکه بخشهای مختلف آن را بصورت مجزا ساخته و سپس با لایه‌های چسب مخصوص به یکدیگر متصل می‌نمایند. البته ساخت سلول‌های تندم با پیچیدگی‌های خاصی همراه است و باید پارامترهای مختلفی در آن رعایت گردد. از جمله اینکه لایه‌هایی که بر روی‌هم قرار می‌گیرند باید دارای تطابق شبکه باشند و از طرفی باید بنحو احسن تطابق جریان نیز در  بین آنها برقرار گردد، از طرف دیگر باید به رسیدن نور به کل سلول‌ها هم توجه کافی مبذول گردد و بسیاری موارد دیگر که موجب می‌شود طراحی این ساختار دچار چالش گردد و در انتخاب مواد مناسب با محدودیت مواجه باشیم.
در این سمینار علاوه بر معرفی سلولهای تندم و چالش های فوق که در طراحی آنها مطرح هستند، رفتار المانهای متداول مورد استفاده در سلولهای تندم مبتنی بر GaAsو نتایج حاصل از شبیه سازی آنها را ارائه خواهیم داد.

سمینار شماره 5: آشکارسازهای ماوراء بنفش ZnO ، TiO2 و SiC و کاربردهای آنها
ارائه دهنده: مهندس زهرا اعلایی
زمان ارائه:11:25-11 صبح
چکیده سمینار
نیمه هادی هایی که شکاف باند بزرگی دارند نسبت به نور مرئی حساس نیستند و به منظور آشکارسازی طول موج های نوری بکار می روند که در محدوده ماوراء بنفش (nm10-400) قرار می گیرند. مزیت استفاده از آشکارسازهای نوری با شکاف باند وسیع، فیلتر کردن تابش نور مرئی است که برای آشکارساز UV همانند نویز عمل می کند.
در مقایسه با دیگر نیمه هادی هایی که شکاف باند وسیع دارند، آشکارسازهای نوری SiC در سطوح نسبتا وسیعی (تا حدودا mm3×mm3) ساخته می شوند و جریان تاریکی اندکی دارند.
SiC با شکاف باند بزرگ eV26/3 ذاتا برای ناحیه مرئی نابیناست و نسبت دفع نور UV به مرئی بالایی دارد. همچنین چگالی حامل های ذاتی بسیار اندکی دارد که حدود 1018 برابر کوچکتر از Si می باشد، بنابراین آشکارسازهای مبتنی بر SiC چگالی جریان نشتی بسیار اندکی دارند. به علاوه SiC نرخ تولید گرمایی حامل اندکی دارد که باعث می شود که حتی در در دمای بالا هم جریان تاریکی اندکی داشته باشد و نیز امکان ساخت آشکارسازهایی با سطوح بزرگ را فراهم می سازد.
انرژی جابجاسازی مینیمم انرژی است که باعث جدا شدن اتم از مکانش در شبکه کریستالی می شود که این انرژی به منظور اندازه گیری سختی تابش  و عملکرد در دمای بالا بکار می رود. مقدار آن برای SiC، eV22 است. بنابراین آشکارسازهای SiC نسبت به آشکارسازهای Si سختی تابشی بهتر و طول عمر طولانی تری را در محیط های به شدت تابشی دارند.
امتیاز دیگر SiC، تشکیل خودبخودی لایه اکسید SiO2 در اثر حرارت می باشد که می تواند منجر به بی اثر سازی تخریب های سطحی ادوات SiC شود و در نتیجه میزان جریان نشتی را کاهش می دهد.
بنابراین SiC ماده ای امیدوارکننده با آینده ای روشن برای کاربردهای توان بالا، دما بالا و فرکانس بالا می باشد. این ویژگی ها به علت میدان شکست الکتریکی بزرگ، سرعت رانش اشباع الکترونی بالا و رسانایی گرمایی زیاد آن می باشد.
در این سمینار با ارائه انواع ساختارهای ارائه شده توسط دیگر محققان و بررسی فرایندهای لازم برای ساخت فوتودیتکدورهای UV مبتنی بر SiC، طرح پیشنهادی برای شروع به ساخت این فوتودیتکدورها ارائه می گردد.