در دو دهه اخیر مطالعه و سنتز نانوذرات مواد، اهمیت ویژه ای یافته است. از جمله موادی که مورد توجه قرار گرفته، دی اکسید تیتانیم است و این ماده دارای رنگ سفید مایل به شیری و با ساختارهای روتیل، آناتاز یا بروکیت می باشد. این ماده در پزشکی، سرامیکها، سلولهای خورشیدی (به عنوان یک فوتوکاتالیست خوب)، روکش برای سطوح خارجی و موتور خودروها (بعنوان یک مادّه سخت ضدخش)، صنعت رنگ و کاغذ، حفاظت های فوتو کاتدی وغیره استفاده می شود. فاز آناتاز به دلایل: 1- تحرک بیشتر الکترون،2- ثابت دی الکتریک پایین، 3- دانسیته کمتر و4- دمای رسوب پایین تر، نسبت به فاز روتایل جهت مصارف فوتو کاتالیستی(که مهم ترین کاربرد این ماده است)، ارجهیت دارد، برای همین منظور در این تحقیق سعی کردیم نانو ذرات فاز آناتاز دی اکسید تیتانیوم را با قطرهای کنترل شده تولید نماییم. یکی از روشهای ساخت نانو پودرهای دی اکسید تیتانیم، استفاده از نوعی روش سنتز شیمیایی، بنام سل-ژل است. در پژوهش حاضر با استفاده از مواد اولیه و اتانل و ترکیب کنترل شده آنها به نسبت 1: 10، در دمای اتاق و تحت گاز بی اثر آرگون وکنترل عوامل فیزیکی و شیمیایی مختلف از جمله نحوه کلسینه کردن، زمان هم زدن محلول، نانو ذرات را تولید نموده و اندازه ذرات را کنترل کرده و بهبود دادیم. برای بررسی درستی کار انجام پذیرفته، نمونه های تولید شده در زمان های هم خوردن و دماهای کلسینه متفاوت را با دستگاه های xrd، sem و tem مورد ارزیابی قرار دادیم. با استفاده از نتایج به دست آمده از این ارزیابی ها، اندازه قطر نانو ذرات تولیدی بین 5 الی 25 نانو متر بوده است.

در کار حاضر، تلاش کردیم ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله کربنی را مطالعه کنیم که این مهم با مطالعه ی رفتار حامل ها در نانولوله زیگزاگ (به عنوان مجرای ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله کربنی) صورت گرفته است. هدف اصلی، محاسبه ی جریان حامل ها در نانولوله ی کربنی زیگزاگ بوده تا دریابیم که آیا این نوع نانولوله های کربنی می تواند به عنوان یک مجرای مناسب در تولید ترانزیستورهای اثر میدانی نانولوله کربنی آتی به کار روند یا خیر. در این راستا ابتدا سطوح انرژی گرافیت و نانولوله های کربنی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس به حاسبه شاخه های فونونی گرافیت و نانولوله های کربنی پرداخته شده است. در ادامه با قرار دادن نانولوله کربنی زیگزاگ در یک ترانزیستور اثر میدانی به عنوان مجرا(کانال) نرخ پراکندگی کل و تابع توزیع ناترازمند را برای این حالت به دست آورده ایم. با استفاده از تابع توزیع ناترازمند، جریان های تعادلی برای الکترون ها و حفره ها را در نانولوله ی مزبور به دست آورده ایم و در نهایت مقاومت های نانولوله های کربنی زیگزاگ را در برابر جریان الکترون ها و حفره ها محاسبه نموده ایم. آمده بر اساس پدیده ی پراکندگی و تابع توزیع حامل ها، دلالت بر این دارند که نوع زیگزاگ این قابلیت را دارد.

در این پژوهش به مطالعه خواص نانوساختاری بلورک های نیکلی nio، nife2o4 و nio-sio2 با هدف بررسی کاربردهای کاتالیستی این نانومواد پرداخته ایم. تکنیک های xrd، ftir، sem، afm و bet در این راستا مورد استفاده قرار گرفتند. ویژگی های نانوساختاری، اندازه بلورک ها، کرنش شبکه بلوری، پیوندهای شیمیایی، ریخت شناسی سطح ، مساحت سطح ویژه و میزان جذب نانوذرات، تحت تأثیر عوامل ph، دما، پیش ماده، روش سنتز و حضور ناخالصی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج کار حاضر نشان می دهند که حضور ناخالصی های fe2o4 و sio2 در سنتز nio نقش بسزایی در بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی نانوذرات اکسید نیکل ایفا می کنند به طوری که مساحت سطح ویژه و میزان جذب نانوذرات با حضور ناخالصی fe2o4 بیش از 35 برابر و با حضور ناخالصی sio2- به دلیل حفره ها حاصل از ماتریس سیلیکا- بیش از 96 برابر نسبت به مساحت سطح ویژه و میزان جذب نانوذرات اکسید نیکل خالص افزایش یافته است. با توجه به این یافته ها می توانیم نانوبلورک های نیکلی نانوکامپوزیت nio-sio2 سنتز شده در کار حاضر را به عنوان یک ماده کاتالیستی مناسب برای کاربرد در تولید نانولوله های کربنی و حسگرها معرفی نماییم.

در سالهای اخیر کاربرد نانو ذرات و لایه های نازک به طور وسیعی گسترش یافته که به دلیل ساختارهای متفاوت هر کدام کاربردهای مختلفی در زمینه های الکترونیکی، اپتیکی، متالوژیکی، بیو دارویی و... دارند. در این تحقیق به آماده سازی سیستم لایه نازک حاوی نانوذرات tio2 با ناخالصی sn با نسبت های مولاری مختلف و سرعت لایه نشانی متفاوت بر سطح زیر لایه هایی از جنس شیشه لام به روش اسپین کوتینگ می پردازیم. پس از مرحله کلسینه نمونه ها، به کنترل مورفولوژی سطحی با دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، توپوگرافی لایه نازک توسط میکروسکوپ نیرو اتمی(afm) پرداختیم. همچنین با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر(uv) طیف عبوری و جذبی به منظور تعیین ضریب جذب، ثابت خاموشی، گاف انرژی و ضریب شکست نمونه ها اندازه گیری گردید. نتایج حاکی از آن است که بیشترین میزان طیف جذبی مربوط به لایه نازک tio2 آلائیده با ناخالصی 5 مول درصد sn و سرعت لایه نشانی 3000 دور بر دقیقه می باشد.

با کوچک شدن اندازه ترانزیستورهای اثر میدانی فلز- اکسید- نیمه رسانا (mosfet) مشکلاتی نظیر افزایش جریان نشتی، تونلی و نفوذ اتم های بور از گیت دی الکتریک بازدهی آن ها را کاهش داده است. حل این مشکلات نیازمند نانوترانزیستورهایی با گیت دی الکتریک با ثابت دی الکتریک (k) بالا به جای گیت دی-الکتریک امروزی، اکسید سیلیکون (2sio) می باشد. در این پژوهش، با سنتز و بررسی ویژگی های الکتریکی و نانوساختاری نانوکامپوزیت های اکسید لانتانیم تزریق شده با نانوذرات آلومینیم و قلع به روش سل- ژل و مطالعه ی آن ها به کمک تکنیک های الگوی پراش پرتو ایکس (xrd)، بررسی پایداری گرمایی (tga)، طیف سنجی تبدیل فوریه ی مادون قرمز (ftir)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، انرژی پاشندگی پرتو ایکس (edx) و x-map تلاش کردیم تا نمونه ی مطلوب را پیدا کنیم. در این مطالعه، نمونه ی 3o2al/sn/la بازپخت داده شده در دمای c°200 با ساختاری آمورف و هم چنین سطح یکنواخت تر نسبت به بقیه ی نمونه ها می باشد، می-تواند به جای 2sio در تولیدات ترانزیستورهای آتی به کار رود