به دست آوردن پاسخ های تحلیلی معادلات موج در مکانیک کوانتومی به دلیل اهمیت این پاسخ ها در افزایش درک مفهومی ما از پدیده های فیزیکی حائز اهمیت بسیار می باشند. از سوی دیگر به دست آوردن پاسخ های معادله ی شرودینگر برای پتانسیل های با تقارن کروی در ابعاد دلخواه فضایی از همان روزهای آغازین پیدایش مکانیک کوانتومی غیر نسبیتی در کانون توجه بوده است. با وجود این که مدل نوسانگر هماهنگ ساده به صورت گسترده ای در توصیف ارتعاشات مولکولی مورد استفاده قرار گرفته است اما، واقعیت آن است که ارتعاشات مولکولی واقعی ناهماهنگ می باشند و از میان پتانسیل هایی که در توصیف ارتعاشات مولکولی واقعی مورد استفاده قرار گرفته می توان به پتانسیل شبه هماهنگ اشاره نمود. در این پایان نامه ما معادله ی شرودینگر را برای پتانسیل شبه هماهنگ به صورت تحلیلی حل کرده و طیف انرژی و توابع موج وابسته به این پتانسیل را به صورت دقیق محاسبه می نماییم. آنگاه به محاسبه ی عددی انرژی بستگی تعدادی از مولکول های دو اتمی با استفاده از طیف انرژی به دست آمده برای پتانسیل شبه هماهنگ می پردازیم. از طرفی در فیزیک ماده ی چگال نشان داده می شود که می توان مطالعه ی دینامیک اکسیتونی در یک جامد ناهمسانگرد را با مطالعه ی دینامیک اکسیتونی در یک جامد همسانگرد با ابعاد فضایی کسری جایگزین نمود که در آن بُعد به کمک درجه ی ناهمسانگردی تعیین می گردد. با حل معادله ی شرودینگر در یک فضای با بُعد کسری توابع موج اکسیتونی، انرژی های حالت مقید و طیف نوری به صورت تابعی از ابعاد فضایی تعیین می گردند. در این پایان نامه پاسخ های معادله ی شرودینگر در یک فضای با بُعد کسری d برای یک نوسانگر ناهماهنگ درجه ی شش مورد بررسی قرار گرفته و توابع موج و نیز انرژی های حالت مقید به صورت تابعی از d به صورت تحلیلی به دست آورده شده اند.

این پایان نامه، با استفاده از روش بستگی قوی(tight bonding)و متد لانداوور که بر اساس تابع گرین استوار است، فرآیندی را برای بررسی کمی وکیفی خواص ترابردی و رسانشی ساختارهای در ابعاد نانو طرح می کند. این فرآیند شامل نوشتن ماتریس هامیلتونی و تابع گرین برای سیستمهای باز و به دنبال آن محاسبه چگالی حالات و ضریب ترابرد برای چنین سیستمی است، که با داشتن این اطلاعات می توان از طریق متد لانداوور مشخصه ولتاژ-جریان را محاسبه نمود. در ادامه این فرآیند را در مورد مولکول c60 پیاده کرده و نتایج لازم را استخراج نمودیم و در نهایت با استفاده از تغییرات لازم در ماتریس هامیلتونی جذب مولکولهای گازی بر روی مولکول c60 را در نظر گرفته و دوباره نتایج را استخراج نمودیم و با مقایسه نتایج دو قسمت اثرات جذب مولکولهای گازی بر روی مولکول c60 را بررسی نمودیم. و نتیجه مورد توجه اینکه با افزایش جذب مولکولهای گازی بر روی مولکول c60 شاهد گذار این نیمه رسانا به حالت فلزی خوایم بود ولذا با اعمال کوچکترین ولتاژ جریان نسبتا خوبی خواهیم داشت .

بلور سیلان (sih4 ) در فشار بالاتر از 125 gpa ابررسانا می شود. این فشارها در آزمایشگاه وبا ابزار بخصوصی ایجاد می شوند. ساختار این بلوردر هر محدوده از فشاری مشمول یک نوع خاص از گروههای فضایی می شود. در این تحقیق هدف بررسی خواص الکترونی ساختارهای بلور sih4 در فشار بالاست. بلور سیلان تحت فشار حدود 65 gpa فلزی و تحت فشار های بالاتر از 125 gpa ابر رسانا می شود. رسانندگی و ابررسانایی این بلور در فشارهای حدود 65 و 125 gpa در ادامه مورد بررسی قرار می گیرد. روش ما در بررسی خواص الکترونی، استفاده از تکنیک تئوری تابعی چگالی است که با نرم افزارهای مختلفی صورت می پذیرد که در اینجا از بسته نرم افزاری pwscf استفاده شده است. در نهایت خواص الکترونی بلور سیلان در فشار 65 gpa بررسی می شود که شامل بدست آوردن نیروها، انرژی ها و فشار برای این بلور و نیز ترسیم شکل سه بعدی بلور و منحنی چگالی حالت بر حسب انرژی و همچنین ترازهای انرژی است.

سیستمهای دینامیکی آشوبناک یکی از اساسی ترین مباحث فیزیک نظری می باشد،که آغاز مطالعات این محاسبات به اواسط سالهای 1600بر می گردد.با توجه به کاربرد سیستمهای دینامیکی آشوبناک در نظریه پژوهش داده ها،ارتباطات دیجیتالی،فشرده سازی داده ها و....،همواره مورد توجه محققان فیزیک و اغلب پژوهشگران رشته های ریاضی ومهندسی بوده است . سیستمهای دینامیکی به دو صورت می باشند: سیستمهای دینامیکی خطی که به روش حل معادلات مربوط به این سیستمها آشنا هستیم وسیستمهای دینامیکی غیر خطی که معادلات مربوط به این سیستمها بصورت تحلیلی قابل حل نیستندویا حل تحلیلی آنها بسیار مشکل می باشد.برای تحلیل این قبیل معادلات، دینامیک غیر خطی را بکار می بریم که در سه بعد منجر به آشوب می شود.به همین دلیل آشنایی با یک سری از مفاهیم اولیه مانند نقاط ثابت ،دو شاخه شدن ها ،سیکل های محدودو...ضروری میباشد. در یک سیستم غیر خطی در یک بعد ،نقاط ثابت و در دو بعد سیکل های محدود را خواهیم داشت.در سه بعد نیز نمودار فضای فاز به اشکالی با ابعاد غیر صحیح منجر می شود که این اشکال معروف به فراکتال هستند. و از روی نمودار فضای فاز ،سیستمها قابل تفسیر هستند]1-3[ . در حالت نیمه کلاسیکی ،کمیتهای مناسب دینامیکی در قطعات نیمه رسانا شامل چگالی الکترونهای آزاد،حفره ها ومیدان الکتریکی می شوند.بسیاری از معادلات گذار بار در ابر شبکه های نیمرسانا ،غیر خطی هستند]4[ . در فصل دوم در مورد دینامیک بار در ابرشبکه های نیمرسانا که شامل لایه های متناوبی از دو ماده نیمرسانا هستند بحث خواهد شد.برای این منظور مکانیسم انتقال الکترون که منجر به مدل تونل زنی متوالی می شود مورد مطالعه قرار می گیرد .همچنین تولید و حرکت توده های واحد را مطالعه می کنیم. درانتها حضور حفره در دینامیک بار ابر شبکه های نیمرسانا را بررسی کرده و سپس دو شاخه شدگی در ابرشبکه های نیمرسانا که در نهایت موجب آشوب می شود را مطالعه می کنیم.

چکیده ساختار کریستالی دو بعدی گرافین و خواص ترابردی شگفت انگیز آن همواره مورد توجه دانشمندان نظری و تجربی بوده است. در این ساختار دو بعدی، شبه ذرات همانند فرمیون های بدون جرم دیراک رفتار می کنند و این ویژگی خاص و متفاوت از گاز الکترونی دو بعدی متعارف منجر به بسیاری از ویژگی های مناسب الکتریکی می شود. تحرک پذیری الکترون ها در گرافین ده برابر تحرک پذیری الکترون ها در ویفرهای سیلیکونی امروزی است این ویژگی های جالب، گرافین را نامزد مناسبی برای جایگزینی سیلیکون و ساخت قطعات نانو الکترونیکی آینده قرار می دهد. گرافین با گاف انرژی صفر کاربرد عملی چندانی ندارد. لذا به روش های مختلف باید گاف انرژی در گرافین ایجاد کرد تا بتوان از آن به عنوان نیمرسانا در صنعت الکترونیک استفاده کرد. برای ایجاد گاف انرژی درگرافین باید تقارن دستگاه به نحوی شکسته شود. یکی از این روش ها قرار دادن ناخالصی در گرافین است. در این تحقیق نشان می دهیم که قرار دادن یک لایه فلوئور باعث رسانا شدن ترکیب ولی قرار دادن دو لایه فلوئور بر روی گرافین به شکلی که در ادامه نشان خواهیم داد باعث ایجاد گافی در حدود ev 1/2 می شود این تحقیق با استفاده از نظریه تابعی چگالی (dft) و با استفاده از روش pwscf (کد محاسباتی espresso) و کد محاسباتی wien2k انجام شده است. در فصل اول انواع ساختارهای کربنی و برخی از مفاهیم اولیه در گرافین بیان می شود. در فصل دوم برخی از روش های محاسباتی در فیزیک حالت جامد مطرح می شود. در فصل سوم برخی از روش های حل معادلات کوهن-شم که در کد espresso و wien2k مورد استفاده قرار می گیرد بیان می شود. و در فصل آخر در ابتدا ساختار نواری و چگالی حالات گرافین تک لایه، گرافین با یک لایه فلوئور و گرافین با دو لایه فلوئور را محاسبه کرده و در انتها جرم موثر فرمیون ها در نوار نزدیک سطح فرمی برای این سه ترکیب محاسبه شده است. لغات کلیدی: گرافین، فلوئور، نظریه ی تابعی چگالی(dft)، روش ) pwscfکد محاسباتی (espresso، بسته ی محاسباتی wien2k، ساختار نواری، چگالی حالت ها، گاف انرژی، جرم موثر

در این پایان نامه خواص ترابردی و رسانشی نانونوارهای گرافن چین خورده را با استفاده از روش تنگ بست مطالعه می کنیم. با ظهور چین خوردگی در نانونوارهای گرافن زیگزاگ شکل شکاف های کوچک با رسانندگی صفر و تراز های کوچک با قدرت رسانندگی در اطراف اولین تکینگی ون- هاو مشاهده میشود.همچنین دراین نانونوار در چگالی حالت ها از رسانا به نارسانا میرسیم که هرچه شدت چین خوردگی زیاد باشد عرض گاف بیشتر میشود.درمبحث جریان-ولتاژ چین خوردگی ولتاژ آستانه را بالا میبرد. در حالی که برای نانو نوارهای صندلی شکل حالت نارسانا با چین خوردگی در چگالی حالت ها به سمت رسانا میرویم.ضریب ترابرد بیشتر میشود.همچنین با وجود چین خوردگی نوسان جریان در نانوروبان صندلی نا رسانا داریم.از این نتایج میتوان برای درک بهتر خواص ترابردی و الکترونیکی نانونوارهای گرافن واقعی استفاده کرد و نیز برای طراحی نانوابزارهایی از جنس گرافن بهره گرفت. برای بررسی خواص ترابردی و رسانشی چنین ساختاری آشنایی با اصول و مفاهیم ترابرد کوانتومی کاملاً ضروری است، لذا در فصل-های 1و2 این پایان نامه چکیده ای از کتاب ترابرد کوانتومی(داتا) که مرجع بسیار مناسبی برای این مباحث است را می آوریم. در ابتدای فصل 3 نگاهی به خواص ترابردی و رسانشی نانونوارهای گرافن خواهیم داشت و در انتها اثرات چین خوردگی بر این خواص را بررسی خواهیم کرد و در این راه از نرم افزارmatlab بهره میگیریم.

چکیده در پروژه صورت گرفته کار روی سنسور گازی می باشد و بررسی و ساخت سنسور گازی و نحوه کار با سنسور گازی توضیح داده شد، ماده حساس مورد مطالعه در این سنسور لایه ضخیم 2sno می باشد که شامل 4 جزء اصلی: 1. زیر لایه 2. هیتر 3. الکترودها 4. لایه حساس 2sno بوده، ماده حساس بررسی شده به عنوان ماده اصلی و آزمایش شده نانو تین اکساید است، ماده مشخصه که به عنوان زیر لایه در نظر گرفته می شود آلومینا بوده، که حضور این ماده بعلت گزینش پذیری و ترکیب نشدن با گازهای وارد شده ضروری می باشد، روی لایه اصلی 7 گاز بعنوان گازهای قابل شناسایی بررسی می شود، سنسورهای گازی بعلت ویژگی طولانی بودن زمان کارکرد و پایداری قابل تشخیص مقاومت خوب در مقابل گازهای خورنده ساختار قوی و قدرت مکانیکی خوب، قیمت پایین کوچکی کارکرد و اسان، مفید بوده و از خواص مربوطه 2sno هدایت خوب الکتریکی شفافیت نوری در ناحیه مرئی، تخلخل بالا، پایداری حرارتی و مقاومت خوب مکانیکی در سنسورهای گازی مورد استفاده قرار می گیرد، دی اکسید قلع یک نیمه هادی دارای گاف انرژی پهن با ساختار پلی کریستالین روتیل تتراگونال است هدایت الکتریکی ان ناشی از وجود حفره های اکسیژن که بعنوان دهنده عمل می کنند می باشد. سنسورهای گازیsno2 در دمای بین 400-200 سانتی گراد عمل می کنند در این محدوده دمایی هدایت یونی قابل صرف نظر می باشد. اساس سنسورهای گازی بر پایه واکنش بین گازها و سطوح جامد استوار است. جذب گازهای مختلف به ترکیب ساختاری سطح و مولکولهای گاز بستگی دارد و به روشهای مختلف روی می دهد. سنسورهای گازی جامد از یک لایه حساس و یک مبدل انتقال تشکیل شده است که جهت رشد سنسورهای جدید و سنسورهای ماتریسی بررسی می شود، سنسورهای گازی بسته به تغییر خواص به چهار دسته تقسیم می شود: 1- سنسورهای حساس به نور2- سنسورهای حساس به جرم 3- سنسورهای خازنی 4- سنسورهای هدایتی، با استفاده از این 4 سنسور و مدلهای تشخیصی مطرح شده از جمله sem, xrd, tem, ftir و متدهای ساده ساز ابزارها، انالیزورهای گازی مناسبی می توان ساخت. در آزمایش وتحقیق صورت گرفته گازهای co, co2, no2, ch4, o2, c2h5oh, h2 بررسی شد، در چه دماهایی این گازها شناسایی می شود و میزان غلظت هایی که برای گازهای مختلف استفاده می شود متفاوت بوده و این غلظت ها نشانی است از حضور گاز و نوع ساختار گاز مربوطه و ماده اصلی نانوتین اکساید که دمای بررسی گازهای مختلف را کاهش می دهد

این پایان نامه به بررسی تجربی اثرات گرمایی تولید شده در ماده فعال لیزرهای حالت جامد که بصورت میله و از جنس بلورnd:yag است، بوسیله دیودهای لیزری که جهت دمش محیط فعال مورد استفاده قرار گرفته است، می پردازد. اثرات حرارتی موجب کاهش توان و کیفیت پرتو خروجی لیزر می گردد. دمش ماده فعال به دو صورت دمش جانبی و دمش انتهایی انجام می شود که در اینجا دمش انتهایی ماده فعال مد نظر است. ایجاد حرارت در محیط فعال لیزر در توان های بالا اثرات مخربی خواهد داشت که علاوه بر کاهش توان لیزر، موجب تخریب لایه نشانی موجود بر روی سطوح انتهایی میله لیزر و در بدترین شرایط موجب شکست بلور می گردد. هنگام دمش میله لیزر توسط دیود های لیزری کسری از شدت باریکه دمش توسط ماده فعال جذب می شود و کسری از انرژی جذب شده به صورت گرما در میله لیزر ظاهر می شود. نحوه توزیع گرما در میله لیزر که می توان آن را چشمه حرارتی نامید، کاملاً وابسته به سازوکار توزیع دمش دیود لیزری است. دمش انتهایی عموماً بوسیله لیزرهای دیودی با جفت شدگی فیبر نوری انجام می پذیرد. دمش میله لیزر با این روش دارای کیفیت باریکه یکنواختی بوده و در نتیجه توزیع حرارت در ماده فعال یکنواخت تر است و به همین دلیل دفع حرارت از آنها نیز آسان تر است. دمش انتهایی توسط دیودهای لیزری با آرایه دو بعدی که بدلیل توان بالای آنها در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است، بعلت کیفیت باریکه نامطلوب آنها، منجر به غیر یکنواختی توزیع حرارت در ماده فعال شده و بنابراین دفع حرارت از آن بسختی انجام می شود. غیر یکنواختی توزیع حرارت در میله لیزر باعث ایجاد اثراتی مانند عدسی گرمایی، دوگانگی در ضریب شکست محیط و اشباع توان خروجی لیزر می شود. بنابراین کاهش یا از بین بردن اثرات حرارتی در میله های لیزر بسیار حایز اهمیت است. یکی از مهمترین روش های کاهش حرارت در میله های لیزر، ساخت میله مرکب است. سطوح جانبی میله لیزر توسط سیالی مانند آب با تغییر درجه حرارت و میزان شارش آن، قابل خنک سازی است. با ساخت میله مرکب در واقع سطوح انتهایی میله لیزر نیز خنک شده و آهنگ انتقال حرارت در آن افزایش می یابد و گرادیان حرارتی در میله لیزر کاهش می یابد. در این پایان نامه دمش انتهایی در میله لیزر ساده و مرکب توسط دیود لیزری با آرایه دو بعدی با یکدیگر مقایسه شده و مزایای استفاده از میله مرکب در توان و کیفیت پرتو خروجی لیزر گزارش شده است.

اخیراً با معرفی ماده به عنوان یک تک لایه با گاف انرژی مستقیم دانشمندان را بر آن داشت تا به بررسی ساختار الکترونی این تک لایه بپردازند. در این پایان نامه ابتدا ما به بررسی ساختار الکترونی به صورت حجمی و تک لایه پرداخته و با توجه به کاربرد توابع وانیر در محاسبات ترابرد و خواص اپتیکی موادو... ، از اینرو به محاسبه توابع وانیر نوار های رسانش و ظرفیت برای تک لایه می پردازیم. از آنجا که توابع وانیر یکتا نمی باشند، ما از توابع وانیر حداکثر جایگزیده که توسط مارزاری واندربیت بدست آمده، استفاده می نماییم و ساختار نواری حجمی و تک لایه را بدست می آوریم.