Abstract
In this work we present the application of quantum inspired linear genetic programming (QILGP) to the growth of self-assembled quantum dots. Quantum inspired linear genetic programming is a novel model to evolve machine code programs exploiting quantum mechanics principles. Quantum dots are nanostructures that have been widely applied to optoelectronics devices. The method proposed here relies on an existing database of growth parameters with a resulting quantum dot characteristic to be able to later obtain the growth parameters needed to reach a specific value for such a quantum dot characteristic. The computational techniques were used to associate the growth input parameters with the mean height of the deposited quantum dots. Trends of the quantum dot mean height behavior as a function of growth parameters were correctly predicted, improving on the results obtained by artificial neural network and classical genetic programming
چکیده
در این تحقیق، ما به ارائه کاربرد برنامه‌ریزی ژنتیکی خطی مبتنی بر کوانتوم (QILGP) برای رشد نقاط کوانتومی خودآراسته می‌پردازیم. برنامه‌ریزی خطی ژنتیکی خودآراسته یک مدل خطا برای ارائه برنامه‌های کد ماشینی است که از قواعد مکانیک کوانتومی استفاده می‌کنند. نقاط کوانتومی در واقع نانو ساختارهایی هستند که به‌صورت گسترده برای تجهیزات الکترونیکی نوری استفاده می‌شوند. روش پیشنهادی در اینجا بر مجموعه داده‌های موجود مربوط به پارامترهای افزایش با مشخصه‌های نقاط کوانتومی حاصل استوار است که در نهایت می‌تواند پارامترهای افزایش مورد نیاز برای دست‌یابی به یک مقدار خاص را برای چنین مشخصه‌هایی نتیجه دهد. روش‌های محاسباتی که قبلاً در مورد پارامترهای ورودی پروسه افزایش استفاده می‌شد، از ارتفاع متوسط نقاط کوانتومی باقی‌مانده استفاده می‌کرد. پیشرفت‌های صورت گرفته درزمینه رفتار ارتفاع متوسط نقاط کوانتومی به عنوان تابعی از پارامترهای افزایش، باعث شده است که پیش‌بینی دقیق‌تری در مورد آن‌ها صورت گیرد و در نتیجه سبب بهبود نتایج به دست آمده بر اساس شبکه‌های عصبی مصنوعی و برنامه‌ریزی‌های ژنتیک کلاسیک شده است.
عبارت‌های شاخص: برنامه‌ریزی ژنتیکی خطی مبتنی بر کوانتوم، نقاط کوانتومی، نانو فناوری محاسباتی، پیش‌بینی افزایش.
1-مقدمه
توجهات اخیر به علوم نانو و نانو فناوری به‌واسطه امکان توسعه مواد جدید با مشخصه‌های بهبودیافته و نوین، به وجود آمده است. بر اساس نظر دانشمندان، نانو فناوری قادر خواهد بود که ماهیت تقریب هر چیزی که قبلاً توسط بشر ساخته شده است، تغییر داده و اثر جدیدی را در حوزه‌هایی نظیر پزشکی، مهندسی، ارتباطات، انرژی، محاسبات و غیره ایجاد کند. این علم در حقیقت یک حوزه چند تخصصی است که شامل علوم حوزه‌های مختلف، (شیمی، فیزیک، مهندسی، علوم کامپیوتر، بیولوژی، پزشکی و غیره) می‌شود. در این علم، اشتیاق زیادی به درک سیستم‌های شبه مولکولی و اتمی نظیر نقاط کوانتومی وجود دارد.
دهه اخیر شاهدی است بر توسعه ساختارهای نقطه کوانتومی نیمه‌هادی (QD) برای کاربرد در انواع مختلفی از تجهیزات الکترونوری. QD ها ساختارهایی هستند که در مقیاس نانومتر بوده و الکترون‌ها را در هر سه بعد، محصور می‌کنند که باعث می‌شود که کوانتوم سازی کاملی از سطوح انرژی الکترونی به وجود آید. عملکرد بسیاری از تجهیزات الکترونوری دارای این مزیت بزرگ است که سطوح انرژی الکترونی به‌صورت کامل کوانتیده شده‌اند. در حالت خاص، ساختارهای QD پتانسیل زیادی را در بهبود ساختارهای کوانتومی در توسعه آشکارسازهای نوری مادون‌قرمز بر اساس انتقال نوری میان باندی از خود نشان می‌دهند که ناشی از محدوده‌های سه‌بعدی است. کوپلینگ مؤثر نور برخورید نرمال و دماهای کار بالاتر برخی از مزیت‌های ساختارهای QD می‌باشد...