چکیده: مواد نانو ساختار موادی هستند که ساختار متشکله از آنها اعم از خوشه ها ، بلور ها یا مولکول ها دارای ابعادی در بازه 1-100 nm می باشند و در 20 سال اخیر در محیط های علمی و صنعتی توجه زیادی را به خود معطوف کرده است که دلیل آن وجود تغییرات قابل ملاحظه ای است در اصول و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، وقتی که از حالت توده ای به سمت ابعاد نانو میل می کند. در این پژوهش بر روی خواص نوری نانو ذرات سولفات کلسیم و همچنین نانو صفحات کلسیم سولفات با ناخالصی های منگنز و سریم تاکید شده است. نانو ذرات با روش همرسوبی شیمیایی و نانو صفحات با روش هیدروترمال ساخته شده اند. ساختار، اندازه و شکل نانو بلور ها بوسیله دستگاه پراکندگی اشعه x ، طیف نگار پراکندگی انرژی و میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین شده است. طیف ترمولومینسانس و فوتولومینسانس نانوبلور ها مورد بررسی قرار گرفته است. حساسیت ترمولومینسانس این نانو بلورها نسبت به پرتوهای گاما با میکروبلورها و چیپ های gr-200 مقایسه شده و برای مشخص کردن تعداد پیک ها در منحنی تابش ترمولومینسانس از روش تجربی دمای توقف بهره گرفته شده است. سپس پارامترهای سینتیک مربوط به هر پیک بوسیله برنامه کامپیوتری بدست آمده است. پایداری پیک ها در یک مدت یک ماهه مورد بررسی قرار گرفته و در آخر برای بررسی میزان حساسیت این نانو بلور ها به پرتو گاما ، حساسیت آنها با چیپ های فشرده lif:mg,cu,p مقایسه شده اند. به طور خلاصه روش ساخت آسان، حساسیت بسیار خوب، محو شدگی بسیار کم و پایداری زیاد برای نانوبلورهای ساخته شده آنها را برای کاربرد های دزیمتری مناسب می سازد.

در این پایان نامه، ساخت سلول های خورشیدی با استفاده از نانوسیم های ژرمانیوم و سیلیکون مورد بررسی قرار گرفت و خواص فتوولتاییک سلول های ساخته شده با استفاده از دستگاه های solar simulator وiviumstat تحت شرایط استاندارد در am1.5 بررسی گردید. جهت بررسی دقیق تر رفتار سلول های خورشیدی ساخته شده و مطالعه ی فاکتورهای موثر بر خواص فتوولتاییک آن ها از شبیه سازی عددی سلول ها با برنامه ی afors-het استفاده شد و نتایج در بخش تجربی مورد استفاده قرار گرفتند. برای ساخت نانوسیم های ژرمانیوم از روش cvd استفاده شد، پارامترهای موثر در فرایند رشد از قبیل اندازه های مختلف کاتالیست طلا، مقدار شار گاز حامل، افزودن گاز هیدروژن به گاز حامل و ... مورد بررسی قرار گرفتند و شرایط بهینه برای رشد نانوسیم هایی با ابعاد، شکل و تراکم مناسب بدست آمد. برای ساخت نانوسیم های سیلیکون نیز از روش الکترولس استفاده شد و پارامترهای موثر در روند رشد نانوسیم ها از قبیل غلظت کاتالیست نقره، دما و زمان واکنش مورد استفاده قرار گرفتند و شرایط بهینه برای رشد نانوسیم ها بدست آمد.

با توجه به پیشرفت روزافزون فن آوری هسته ای و اهمیت بحث حفاظت در برابر پرتوها و کاربرد گسترده پدیده ترمولومینسانس در دزیمتری ، در این پژوهش سعی شده است تا یک ماده tld جدید با حساسیت بالا در برابر پرتوهای یونساز ساخته شود. به همین منظور بلور caso4 انتخاب شد که علاوه بر داشتن حساسیت بالا، روش ساخت نسبتاً ساده ای دارد . برای اولین بار با وارد کردن همزمان دو ناخالصی که یکی منگنز و دیگری یک نوع خاک کمیاب می باشد، حساسیت و پایداری پیک دزیمتری این tld به میزان قابل توجهی افزایش یافت. تأثیر تغییر غلظت ناخالصی در این ماده بررسی شد و مشخص گردید که در غلظت0.1 mol% برای هر دو ناخالصی حساسیت بیشینه می شود و شکل منحنی تابش نمونه بهتر خواهد بود .از طرفی با تغییر نوع ناخالصی مشخص شد که caso4 آلاییده به mn و tm بیشترین حساسیت را دارد . به همین دلیل caso4:tm,mn به عنوان فسفر ایده آل برای دزیمتری پرتو گاما معرفی شد . با رسم نمودار پاسخ بلور (سطح زیر منحنی تابش) بر حسب دز داده شده مشخص شد که پاسخ این بلور از دزهای حدود چند میلی گری تا حدود 10 گری خطی است که این محدوده برای کاربرد دزیمتری محیطی مناسب می باشد .از طریق برازش کامپیوتری منحنی تابش با مدل مرتبه عام و محاسبه پارامترهای سینتیک و استفاده از اعمال روش دمای توقف برای بلور با یک ناخالصی و دو ناخالصی به طور همزمان ، مشخص شد که اضافه شدن mn به caso4 آلاییده به خاک های کمیاب ، باعث افزایش شدت پیک دزیمتری شده و همچنین در نحوه ی توزیع انرژی مراکز گیراندازی بلور تغییراتی ایجاد می کند، به طوری که قبل از ورود mn، بلور دارای 3 مرکز گیراندازی با انرژی مشخص است و پس از ورود mn یک توزیع پیوسته انرژی برای مراکز گیراندازی وجود خواهد داشت.مقدار fomدر این برازش کم است و نشان دهنده ی تطبیق مناسب پیک تجربی و تئوری می باشد . بنابراین طی این پژوهش ماده tld جدیدی با حساسیت بالا برای دزیمتری پرتوهای گاما معرفی گردید.

در این پژوهش تأثیر ضخامت فیلم tio2 فتوالکترود سلول خورشیدی رنگدانه ای و فیلم لومینسنت lavo4:dy بر روی کارایی فتوولتائیک سلول خورشیدی رنگدانه ای (dssc) مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور نانوبلور های lavo4 با ناخالصی های dy، tm، dy/tm با روش هیدروترمال سنتز شدند و اثر انواع پارامترهای موثر نظیر: دما و زمان واکنش، اندازه ی اتوکلاو، افزودن سورفکتانت، غلظت واکنشگرها، درجه خلوص ماده ی اولیه، غلظت ناخالصی و بازپخت بر روی مورفولوژی و خواص فتولومینسانس آن ها بررسی شد. برای شناسایی محصولات از آنالیزهای xrd، sem، tem، edax، pl و uv-vis استفاده شد. با استفاده از نتایج بررسی های طیف سنجی uv-vis و pl مشخص شد که این نانوبلـور ها مـی توانند به عنوان یک ماده ی لومینسنت down conversion (dc)و فیلتر uv مورد استفاده قرار گیرند. از آنجا که پایداری شیمیایی سلول های خورشیدی رنگدانه ای تحت تابش uv کاهش می یابد، نانوبلور های lavo4:dy ساخته شده به عنوان فیلتر uv و ماده ی لومینسنت dc، در سلول dssc استفاده شد. در مقایسه با یک سلول خورشیدی رنگدانه ای بدون این پوشش، نتیجه حاکی از بهبود چگالی جریان سلول به میزان 7/6 درصد و راندمان تبدیل انرژی سلول به میزان 6/2 درصد بود.

ترمولومینسانس گذار القائی پدیده ای است که در اکثر مواد با خاصیت ترمولومینسانس مشاهده شده است. این پدیده پاسخ ترمولومینسانس ناشی از الکترون های تراز های گیرانداز سطحی است که در اثر گذار اپتیکی از تراز های گیرانداز عمیق به تراز های گیرانداز سطحی منتقل شده اند. ترمولومینسانس گذار القائی دارای کاربردهایی در زمینه دزیمتری فرابنفش، دزیمتری مجدد و سالیابی است. در کاربردهای بیان شده، تعیین پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی اهمیت دارد. پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی به زمان نوردهی وابسته است اما مثال های مختلفی از رفتارهای متفاوت پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی در مقالات چاپ شده، گزارش شده است. هر مدلی که فرآیند ترمولومینسانس گذار القائی در جامدات را گزارش می دهد باید بتواند تغییرات پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی را بر حسب زمان نوردهی توضیح دهد. در این پایان نامه پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی را با حل عددی معادلات آهنگ محاسبه کردیم. تغییرات زمانی متفاوتی از پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی بصورت تابعی از زمان نوردهی مشاهده شد. در بعضی از موارد یک رفتار خطی مشاهده شده است. موارد دیگر یک افزایش در پاسخ که با یک کاهش همراه می باشد را از خود نشان می دهد. در برخی از موارد پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی در زمان های نوردهی طولانی به مقدار صفر می رسد و در بعضی از موارد با افزایش زمان نوردهی پاسخ به یک مقدار ثابت غیر صفر می رسد. این تفاوت ها در رفتار پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی به علت تفاوت در تعداد اولیه ی حاملان بار و مدل های مختلف می باشد. ما مشاهده کردیم با افزایش تعداد اولیه حاملان بار پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی با افزایش زمان نوردهی، صفر می شود در حالی که در مدل مبتنی بر دو مرکز بازترکیب یک حالت ثابت غیر صفر مشاهده می شود. ما مدل های جدید ترمولومینسانس گذار القائی مبتنی بر سه و چهار تراز گیرانداز بیان کردیم. در این مدل ها پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی با افزایش زمان نوردهی به یک مقدار ثابت غیر صفر می رسد. تغییرات زمانی پاسخ ترمولومینسانس گذار القائی محاسبه شده در این مدل با داده های تجربی سازگاری دارد. کلمات کلیدی: ترمولومینسانس گذار القائی، دزیمتری، سالیابی، نوردهی.

دو فسفرcaso4:dy وcaso4:tm به دلیل حساسیت بالا، روش تهیه آسان و مقاومت شیمیایی خوب خود کاربرد وسیعی در دزیمتری تابش پیدا کردند. سپس محققان اثر ناخالصی های دیگر مانند pb،mn،ag و ...را بر روی پاسخ کریستال caso4:dy بررسی کرده اند. در پایان نامه مرجع [25] کریستال های caso4:dy,mn و caso4:tm,mn ساخته شده و خواص ترمولومینسانس و دزیمتری آن ها بررسی شده است. این پژوهش در ادامه کار مرجع [25] است. و به بررسی اثر ناخالصی های dy، tm و mn به صورت همزمان روی کریستال caso4 پرداخته است. به این منظور کریستال های caso4:dy,tm، caso4:tm,mn،caso4:dy,mn و caso4:dy,tm,mn با پیروی از روش یاماشیتا ساخته شده و خواص ترمولومینسانس و دزیمتری آن ها از قبیل منحنی تابش و ... مورد بررسی قرار گرفته است. و نتایج زیر به دست آمده است: بهترین دمای ساخت کریستال caso4:dy,mn c°310 به دست آمده است. و رژیم گرمایی c°800 به مدت یک ساعت انتخاب شده است. شرایط بهینه کریستال caso4:dy,tm mol% 1/0 ناخالصی dy و mol% 1/0 ناخالصی tm به دست آمده است. افزایش غلظت mn در کریستال caso4:dy,tm,mn سبب کاهش ارتفاع پیک می شود. منحنی های تابش چهار کریستال caso4:dy,tm، caso4:dy,mn، caso4:tm,mn و caso4:dy,tm,mn را برازش داده هر منحنی شامل چهار پیک در دماهای حدود c°130،c°150، c°220، c°335 است. شدت پیک اول و دوم (کم دما) نمونه هایی که ناخالصی tm دارند بیش از سایر نمونه هاست. همچنین پیک عمیق در نمونه های با ناخالصی mn بیشتر است. پیک دزیمتری کریستال caso4:dy,mn بیش از سه کریستال دیگر است. رفتار کریستال های caso4:dy,tm و caso4:dy,tm,mn تا حدود ده گری خطی است. پس از گذشت سی روز شدتtl کریستال caso4:dy,tm حدود 26% و شدت tl کریستال caso4:dy,tm,mn حدود 28% کاهش یافته است.

ترمولومینسانس یکی از خواص جالب نیمرساناهاست که ما را قادر می سازد میزان دز جذب شده توسط مواد مختلف و یا میزان تشعشع موجود در یک محیط را اندازه گیری کنیم. در این میان لیتیم فلوراید آلاییده با ناخالصی های منیزیم، مس و فسفر به دلیل ویژگی های خاص خود، ازجمله داشتن جرم موثر معادل با جرم موثر بافت زنده، بسیار مورد توجه است. از طرف دیگر با ورود به دنیای نانو، با افزایش نسبت سطح به حجم مواد و تغییر در گاف انرژی نانوذرات، هنگام مطالعه خواص نوری نانوذرات، با نتایج متفاوتی روبرو می شویم. در این پژوهش تلاش شد تا با ساخت نانوذرات لیتیم فلوراید آلاییده با ناخالصی های منیزیم، مس و فسفر، خاصیت ترمولومینسانس آن مورد بررسی قرار گیرد. در روند ساخت نانوذرات، از لیتیم کلرید، آمونیم دی هیدروژن فسفات،کلرید مس، کلرید منیزیم و نیترات آمونیم به عنوان مواد اولیه استفاده شد. تلاش شد تأثیر شرایط مختلف حین آزمایش بر روی نانوذرات بررسی شود، ازجمله این شرایط حلال مورد استفاده، زمان واکنش، سورفکتانت و ph محیط واکنش است. همچنین تأثیر این شرایط بر روی منحنی تابش نانوذرات نیز مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی منحنی ترمولومینسانس نانوذرات، ابتدا نمونه ها به کمک چشمه کبالت تحت تابش پرتو گاما با مقدار دز gy 20 قرار گرفتند، سپس به کمک دستگاه قرائت کننده ترمولومینسانس، منحنی تابش نانوذرات در بازه دمایی 100-400 درجه سانتیگراد مورد مطالعه قرار گرفت. آهنگ گرمادهی حین قرائت هر نمونه، k/s1 درنظر گرفته شد. منحنی تابش بدست آمده، شامل تک پیک ترمولومینسانس است و نسبت به نمونه توده ای این ماده در بازه دمایی متفاوتی قرار گرفته است. بسته به شرایط مختلف آزمایش، دمای ماکسیمم منحنی در بازه دمایی 386-k400 قرار گرفتند. منحنی های تابش بدست آمده، توسط برنامه کامپیوتری جداسازی منحنی تابش ترمولومینسانس، تحت مدل مرتبه عام، مورد برازش قرار گرفته و پارامترهای سینتیک حاصل از برازش هرمنحنی ارائه گردیده است. به منظور توصیف ترمولومینسانس نانوذرات، با در نظر گرفتن یک فرض جدید، برنامه دیگری نیز در این آزمایشگاه نوشته شده است که امکان انتقال الکترون بین نانوذرات را مطرح می کند. منحنی تابش نانوذرات همچنین به کمک این برنامه مورد برازش قرار گرفت.

در این پژوهش، ساخت و شناسایی نانوذرات لومینسنت nayf4 به صورت خالص و یا به همراه یون یوتربیوم به عنوان یون حساس کننده و یون های اربیوم و تولیم به عنوان یون فعال کننده بررسی شده است. بدین منظور، این نانوذرات به روش حلالی – حرارتی سنتز شدند و تغییراتی نظیر تغییر حلال ها، تغییر غلظت ناخالصی ها و تابکاری نیز به آن اعمال شد و نتایج آن مورد تحلیل و بررسی واقع شد. برای شناسایی این نانوذرات از آنالیز هایی نظیر xrd ، edax ، pl و sem استفاده شد و نتایج بررسی شد. با بررسی تصاویر بدست آمده از میکروسکوپ الکترونی sem مشخص شد که نانوساختارهای ساخته شده با استفاده از حلال peg-200 به صورت نانوذره با قطر حدود 50 تا 100 نانومتر هستند و نانوساختارهای ساخته شده با استفاده از حلال اولئیک اسید، نانومیله هایی با قطر تقریبی 200 نانومتر و طول حدود 1 میکرومتر هستند. با استفاده از طیف xrd مشخص شد که نانوذرات ساخته شده با حلال peg-200 دارای فار مکعبی هستند و نانومیله های ساخته شده با حلال اولئیک اسید دارای فاز شش وجهی هستند. با بررسی نتایج طیف سنجی pl مشخص شد که این نانوذرات می توانند نقش یک ماده ی مبدل فوتون هایی با انرژی کمتر به بیشتر را ایفا کنند و یکی از بهینه ترین حالت ها برای رفتار لومینسانسی این نانوذرات، برقراری نسبت اتمی 78، 20 و 2 بین اتم های ایتریوم، یوتربیوم و اربیوم است.

در این تحقیق سالیابیِ ترمولومینسانس نمونه های سفالین کشف شده در شهرستان آق قلا، واقع در 15 کیلومتری گرگان مربوط به قطعه ای از یک کاسه و لبه ی یک کوزه، و نمونه ای از منطقه ویگل در نزدیکی شهرستان آران و بیدگل متعلق به قطعه ای از بدنه ی یک ظرف به روش ریز دانه انجام شد. بازه ی دمایی که منحنی های درخشش ترمولومینسانس پس از گذشت سال ها همچنان در آن ناحیه پایدارند، برای هر سه نمونه مشخص شد که این بازه برای نمونه ی بدست آمده از منطقه ی ویگل240 تا 400 درجه سانتیگراد، برای نمونه ی کاسه ای شکل310 تا400 درجه سانتیگراد و برای لبه ی کوزه 270 تا 400 درجه سانتیگراد بدست آمد. همچنین مقدار دز معادل برای نمونه ی حاصل از حفاری منطقه ی ویگل 17/10 گری، برای قطعه ی کاسه 41/18 گری و برای لبه ی کوزه 83/14 گری تخمین زده شد. با استفاده از چیپ های 200gr، دز محیطی در منطقه ی ویگل 5-10×831/498 گری و مقدار این دز برای منطقه ی آق قلا 5-10×992/644 گری اندازه گیری شد. نهایتاً با محاسبه ی دز سالانه و با استفاده از مقادیر بدست آمده در مراحل مختلف، سالانه ی نمونه های مورد نظر بدست آمد و سن نمونه ها مقادیر 85 ± 1634 سال برای نمونه ی ویگل با خطای 2/5 درصد، 111± 2268 سال برای قطعه ی کاسه با خطای 9/4 درصد و 84 ± 1817 سال برای لبه ی کوزه با خطای7/4 درصد محاسبه شد، که با نظر کارشناسان باستان شناسی مبنی بر متعلق بودن نمونه ی ویگل به دوره ی قبل از اسلام، نمونه ی شماره 1 آق قلا به دوره ی اشکانیان و نمونه ی شماره 2 آق قلا به دوره ی ساسانیان مطابقت کامل دارد .

beo به عنوان یک کانی با پاسخ tl و osl خوب در مقیاس بزرگ برای بررسی در مقیاس نانو انتخاب شد. پس از ساخت نانوذرات این ماده با ابعاد 10 تا 20 نانومتر توسط روش سل ژل نانوپودر حاصل تحت پرتو گاما با دزهای زیر یک گری و یک تا 1000 گری قرار گرفت و توسط دستگاه tld reader تحریک و خوانده شد. در کل با توجه به عدم امکان تکرارپذیری و عدم دریافت پیک مناسب در اکثر نمونه‎ها این ماده برای کار در زمینه‎ی دزیمتری مناسب تشخیص داده نشد. nacl (نمک طعام) نیز که در حالت توده‎ای پاسخ‎های خوب tl از آن مشاهده شده بود در مقیاس نانو به روش همرسوبی شیمیایی با حلال‎های آلی تولید شده ذراتی با ابعاد بین 200 تا 500 نانومتر به دست آمد. این ذرات به دلیل تفاوت پاسخ‎های tl نسبت به حالت توده‎ای به عنوان نانوذرات نمک قابل قبول هستند. چنان که بررسی شده در بازه‎ی 5 تا 1000 گری این ماده در مقیاس نانو پاسخ‎هایی قابل قبول‎تر و با حساسیت بیشتر نسبت به حالت توده‎ای نشان داد. با افزودن ناخالصی mn به نانوپودر nacl به میزان 1% حساسیت این بلور به طور محسوس افزایش یافت. وارد کردن سورفکتانت ctab به ماده چه در حالت خالص چه در حالت آلاییده حساسیت پاسخ‎ها را بهبود می بخشد. نانوذرات nacl در بررسی پاسخ ترمولومینسانسی دارای محوشدگی هستند و پس از 90 روز پیک‎های دما پایین به طور کامل نشست کرده پیک تقریباً منفردی در دمای حدود °230 باقی می‎ماند. هر دو ماده فوق الذکر تحت آنالیز کامپیوتری قرار گرفته پیک‎های حاصل از آنها و پارامترهای لومینسانس حاصل شده‎اند. همچنین آنالیزهای pl، xrd و sem روی آنها انجام و به تفکیک در تحقیق حاضر بحث شده است.

نوترون، دارای طیف انرژی پیوسته و معمولاً به صورت مختلط با فوتون ها وسایر پرتوهای موجود می باشد، بنابراین طراحی و ساخت آشکارسازی که بتواند به طیف وسیع انرژی نوترون پاسخ مناسبی داشته باشد، بسیار دشوار و مسئله اساسی در بحث دزیمتری وآشکارسازی نوترون است. در این پایان نامه از دو آشکارساز نوترونی، فیلم پلیمری cr-39 و کارتهایtldچهار قرص نوترون-گاما به منظور دزیمتری نوترون استفاده می شود. در آشکارساز پلیمریcr-39، نوترون ها به وسیله رد پای پروتون ها، اکسیژن ها و کربن های پس زده شده در آشکارساز در اثر برخورد نوترون ها آشکار می گردند که از طریق خورش شیمیایی ظاهر می شوند. در آشکارساز ترمولومینسانس، الکترون ها و حفره های حاصل از برخورد پرتو نوترون به کارت، تحت تأثیر انرژی گرمایی قرار می گیرند و جفت شدن آن ها منجر به آزاد شدن فوتون می شود. شدت فوتون ها، که توسط دستگاه قرائتگر خوانده می شود نشانگر شدت پرتو نوترون است. با در کنار هم قرار دادن این دو آشکار ساز، دز نوترون در میدان های مختلط نوترون – گاما بهینه شده است و مشاهده شد که دزیمتر طراحی شده تمامی تست های عملکردی مربوط را با موفقیت گذرانده است.

مواد نانو ساختار به عنوان موادی که ساختار متشکله آنها اعم از خوشه ها، کریستالها یا مولکول دارای ابعادی در بازه nm 1-100 میباشند. در 20 سال اخیر در محیطهای علمی و صنعتی توجه زیادی را به خود معطوف کرده است که دلیل آن وجود تغییرات قابل ملاحظه ای در اصول و خواص فیزیکی و شیمیایی مواد وقتی که از حالت توده ای به سمت ابعاد نانو میل میکند. در این تحقیق توجه خودمان را بر خواص نوری نانوذرات zns.mn معطوف کرده ایم. نانوذرات سنتز شده و سطح آنها با عامل پوشش تیوگلیسرول tg کنترل شده است. نانوذرات حاصله گسیل نارنجی معمول zns.mn

استفاده از پرتوهای یون ساز در بسیاری از مراکز علمی و عملی گسترش یافته است و این آشکارسازی این پرتوها را به یکی از نیازهای اصلی چنین مراکزی تبدیل کرده است. دزیمتری ترمولومینسانس یکی از معروف ترین روشها برای آشکارسازی چنین پرتوهایی به شمار می رود. در سال های اخیر به خاطر تفاوت خواص خود نسبت به مقیاس توده ای مواد از، توجه خاصی در مطالعات مختلف برخوردار شده اند. در این پژوهش نانوذرات کلسیم فلوراید با ناخالصی های متفاوت دیسپروسیم، تولیم، منگنز، سریم و مس به روش آبی-حرارتی ساخته شدند. چگونگی ساختار نانوذرات توسط دستگاه پراکندگی اشعه ی ایکس (xrd) تعیین شد که ساختار مکعبی برای آنها بدست آمد. اندازه و شکل ذرات ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مشاهده شد. اندازه نانوذرات ساخته شده با استفاده از نتایج xrd توسط رابطه ی شرر محاسبه شد و اندازه ی 36 تا 42 نانومتر برای نانوذرات ساخته شده بدست آمد که با نتایج حاصل از آنالیز sem هم خوانی دارد. خصوصیات ترمولومینسانس و فوتولومینسانس نانوذرات ساخته شده در ادامه مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر میزان هر کدام از ناخالصی ها در حساسیت ترمولومینسانس نانوذرات، تکرار پذیری پاسخ ترمولومینسانس نانوذرات، ناحیه ی خطی پاسخ دز نانوذرات و محوشدگی پاسخ آنها مورد بررسی قرار گرفت و با نتایج بدست آمده برای نمونه های توده ای مشابه مقایسه شد که مناسب بودن آنها را در دزیمتری ترمولومینسانس نشان داد. همچنین دزیمتر بسیار معروف lif:mg,cu,p به روش ذوب ساخته شد و خصوصیات مختلف ترمولومینسانس آن مورد مطالعه قرار گرفت.

در این پژوهش بر روی خواص ترمولومینسانس نانو ذرات mn:caf_2 تاکید شده است. نانو ذرات caf_2 با ناخالصی mn به روش هیدروترمال ساخته شده اند و ساختار، اندازه و شکل نانو ذرات به وسیله ی دستگاه پراکندگی اشعه ی ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین شده است. طیف ترمولومینسانس وفوتولومینسانس نانو بلورها مورد بررسی قرار گرفته اند. برای مشخص کردن تعداد پیک ها در منحنی تابش ترمولومینسانس از روش سینتیک مرتبه ی عام استفاده شده است. سپس پارامترهای سینتیک مربوط به هر پیک به وسیله ی برنامه ی کامپیوتری بدست آمده است. پایداری پیک ها در یک مدت یک ماهه مورد بررسی قرار گرفته اند که محوشدگی در پیک های ترمولومینسانس آن مشاهده نشد. به طور خلاصه روش ساخت آسان، حساسیت مناسب و محوشدگی بسیار کم و پایداری زیاد و تکرارپذیری زیاد برای نانو بلورهای ساخته شده آن را برای کاربردهای دزیمتری مناسب می سازد.

در این پایان نامه، ابتدا نانوذرات cgs به روش سولوترمال شد و شرایط بهینه از نظر دمایی برای سنتز این نانوذرات به دست آمد. خواص نوری مختلف این نانوذرات از قبیل جذب نوری و خواص فوتولومینسانس آن ها اندازه گیری شد و با استفاده از طیف جذب انرژی گاف این نانوذرات محاسبه شده است. . پس از آن با استفاده از این نانوذرات و اضافه کردن یک مرحله به روش سنتز سولوترمال، نانوذرات cigs تهیه و خواص نوری آن ها نیز بررسی شد. تاثیر استفاده از ایندیوم فلزی و ایندیوم کلراید بر روی ساختار این نانوذرات مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که با استفاده از ایندیوم کلراید در مقایسه با ایندیوم فلزی می توان ساختاری همگن تر و تک فازی از cigs را بدست آورد. در آخر از این نانوذرات cigs استفاده شده و با استفاده از روش اسپین کوتر لایه نازک cigs برای استفاده در سلول های خورشیدی لایه نشانی شد. برای این لایه نشانی شرایط بهینه از قبیل زمان، غلظت محلول و سرعت لایه نشانی مورد بررسی قرار گرفت و سپس تاثیر پخت و سلنیوم دار کردن بر روی لایه مطالعه و خواص نوری مختلف آن اندازه گیری شد. در تمامی آزمایشات انجام شده طیف سنجی xrd وجود فازهای موردنظر را تایید کرده و نسبت مواد با استفاده از طیف-سنجی eds بدست آماده است. عکس های sem نیز نانوذره بودن مواد سنتز شده را تصدیق کرده است.

از سال 1971 توجه زیادی به سولفید کلسیم آلاییده با خاکیهای نادر، یونهای واسطه و حتی یونهایی با پوسته بسته به عنوان یک فسفر خوب شده است که به خاطر توانمندی آن برای استفاده در تیوپهای اشعه ی کاتدی، صفحه های تلویزیون، صفحه های فلورسانسی، لامپهای فلورسانسی و دوزیمتری ترمولومینسانس میباشد. از طرفی خواص نانوذرات که دسته جدیدی از موادند از نوع کپه ای آنها متفاوت است. به همین دلیل در این پژوهش تلاش شد تا با ساخت نانوذرات cas:bi و cas:mn و cas:mn,ce و cas:ce وcas:al وcas با روش شیمیایی همرسوبی، و پیدا کردن شرایط بهینه برای این نانوذرات ،خاصیت ترمولومینسانس آنها مورد بررسی قرار گیرد. شایان ذکر است که این نانو ذرات به جز مورد اول برای اولین بار است که ساخته، ومورد بررسی قرار گرفته اند. نانوذرات باطیف xrd وطیف edxو semمورد ارزیابی قرارگرفتند. منحنی درخشندگی ترمولو- مینسانس نانوذرات بعد از پرتودهی با اشعه گاما مورد مطالعه قرارگرفت. از نانوذرات ,cas:bi ,cas:ce cas:al , casمنحنیهای مشخصی ثبت، و توسط برنامه رایانه ای جداسازی منحنی تابش ترمولومینسانس تحت مدل مرتبه عام مورد برازش قرار گرفت و پارامترهای سینتیک آنها معلوم شد. عوامل موثر از جمله نوع وغلظت سورفکتانت، دما وآهنگ چرخش محلول حاوی یون کلسیم بر اندازه ذرات ومنحنی درخشندگی ترمولومینسانس نانوذرات cas:ce مورد بررسی قرارگرفت. نتیجه مبنی براین بود که هرچه سرعت چرخش بیشتر باشد اندازه ذرات کوچکتر وپراکنده تر هستند. همچنین نانوذرات در وجود و عدم وجود جریان نیتروژن ساخته شدند و نتیجه شد که جریان گاز نیتروژن شدت وپایداری قله ها را افزایش میدهد. با تغییر غلظت یون سریم، بهینه غلظت معلوم شد. ذرات کپه ای ونانوذرات cas:ce با شرایط یکسان ویک غلظت از یون سریم ساخته، ومنحنی درخشندگی ترمولومینسانس آنها مقایسه شد. نانوذرات تولیدی قبل از تابکاری بلورینگی ضعیفی دارند و لذا شدت فلورسنتی آنها خیلی کم است. پس برای هریک از نانوذرات دما و زمان تابکاری مناسب پیدا شد.

لیتیوم تترابوات بعنوان ماده ای که دارای عدد اتمی موثر نزدیک بافت بدن است اخیراً مورد توجه زیادی در دزیمتری تابش بخصوص دزیمتری پزشکی قرار گرفته است. دراین پژوهش نانوبلورنیمه رسانای لیتیوم تترابورات آلاییده شده با سه عنصر منیزیم، منگنز و مس و ترکیبی از مس- منگنز، مس- منیزیم به روش احتراقی سنتزشده وخاصیت ترمولومینسانس آن مطالعه شده است. ساختار، شکل و اندازه ی نانوذرات به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی( sem) والگوی پراش پرتوایکس (xrd) مورد بررسی قرارگرفته است. طیف فوتولومینسانس و جذب uv نانو بلورها به منظور برآورد باند گپ مورد بررسی قرار گرفته است. نانوپودر حاصل تحت پرتو گاما با دزهای یک تا 105×1 گری قرار گرفت و توسط دستگاه tld reader تحریک و خوانده شد علاوه براین منحنی تابش ترمولومینسانس آن که با پرتوهای گاما ازمنبع cs137 پرتودهی شده اند با برنامه محاسباتی برازش شده و پارامترهای گیراندازی آن به طورعددی محاسبه شده اند. حساسیت خوب نانوبلور های ساخته شده نسبت به پرتو گاما و پاسخ خطی آن در یک بازه گسترده در دزهای بالا نمونه های فوق را برای اهداف دزیمتری مناسب می سازد. همچنین در این پژوهش تأثیر غلظتهای مختلف ناخالصی روی خاصیت ترمولومینسانس این مواد بررسی شده ومقدار بهینه به دست آمد. در پایان خاصیت ترمولومینسانس نانوذرات با حساسیت gr-200 مقایسه شد.

در این پایان نامه ضمن بررسی مدل های توصیف کننده ی پدیده ی ترمولومینسانس (tl) به بررسی پدیده ی pttl نیز پرداخته شده است. در عین حال خصوصیات بلور tld-500 و پیشینه ی کارهای انجام شده بر روی آن با استفاده از پدیده ی pttl نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. اولین دستاورد حاصل از این تحقیق، بررسی مدل مرتبه ی عام ارائه شده توسط رشیدی با در نظر گرفتن توزیع پیوسته و نمایی برای مرکزگیراندازی فعال است که رابطه ی شدت ترمولومینسانس به دست آمده از آن با منحنی تابش tl به دست آمده از کوارتز برازش خوبی را نشان داده است. دستاورد دیگر در ارتباط با ارائه ی یک مدل مرتبه ی آمیخته ی جدید با امکان بازگیراندازی حامل های بار توسط مرکزگیراندازی عمیق در طول فرآیند گرمادهی است، که چنین فرضی در مدل های قبلی در نظر گرفته نشده است. با این فرض، معادلات دیفرانسیل توصیف کننده ی حرکت حامل های بار طی فرآیند tl حل شده و رابطه ی شدت tl به دست آمده است. رابطه ی به دست آمده به ازای حالت خاصی که مرکزگیراندازی عمیق پر باشد به رابطه ی شدت tl بر اساس مدل مرتبه ی آمیخته ی چن تبدیل می شود. از این رو مدل جدید نسبت به مدل مرتبه ی آمیخته کلی تر و فیزیکی تر است. همچنین پدیده ی pttl مورد مطالعه قرار گرفته و با در نظر گرفتن سه مرکزگیراندازی فعال توسعه داده شده و نتایج به دست آمده از آن برای تعیین پارامترهای گیرانداز عمیق بلور tld-500 مورد استفاده قرار گرفته است.

در این تحقیق پودر هیدروکسی آپاتیت مصنوعی(hap) از روشهای مختلف تهیه و پاسخ epr آنها از دیدگاه دزیمتری مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه های تولید شده با استفاده از دستگاه پراش سنج پرتو ایکس (xrd) مشخصه یابی گردیدند. بررسی های مورفولوژیکی نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) انجام شد. همچنین از دستگاه اندازه گیر کربن/سولفور به منظور اندازه گیری درصد کربن نانو پودر هیدروکسی آپاتیت استفاده شد. سپس نمونه ها تحت پرتوهای گامای حاصل از چشمه کبالت 60 و باریکه الکترون هایmev 10 با های جذبی متفاوت، در محدوده های بالا پرتو دهی و پاسخ epr مربوط به نمونه های پرتودیده در دمای اتاق و در مجاورت هوا اندازه گیری شد. در نتیجه پاسخ epr بصورت خارج قسمت ارتفاع قله تا قله سیگنال epr به جرم هر کدام از نمونه ها بدست آمد. نتایج بدست آمده نقش اندازه ذرات، ناخالصی کربن، فرآیند باز پخت و مورفولوژی نمونه ها را در پاسخ epr نشان می دهد. بدلیل شباهت ساختار hap با پودر استخوان طبیعی، شدت سیگنال epr پودر استخوان برای پرتوهای گاما و الکترون اندازه گیری و با نتایج مربوط به hap مقایسه شد.

سرطان بعد از بیماری های قلبی دومین عامل کشنده در جهان به شمار می رود. روش های متداول درمان سرطان عموماً باعث بروز یک یا چند عارضه ی جانبی می شود. درمان فتوداینامیک یک روش تکمیلی و جایگزین در درمان سرطان برای روش های متداول می باشد که کمترین اثرات جانبی را دارد. درمان فتوداینامیک به عنوان یک روش درمانی غیر تهاجمی شناخته می شود، اما دارای عدم کارایی کافی به دلیل محدودیت های ناشی از عمق نفوذ کم نور می باشد. در این درمان از یک حساس کننده ی نوری به عنوان دارو استفاده می شود که توسط تابش امواج نور مرئی با طول موج مناسب فعال خواهد شد و به علت عمق نفوذ کم نور مرئی در بدن، این درمان جزء درمان های سطحی محسوب می شود. در این پژوهش ما به دنبال بهره گیری از نانوفناوری در درمانهای فتوداینامیک به منظور دست یابی به یک روش نوین از طریق ترکیب آثار فتوداینامیک و نانو ذرات فسفره ناشر نور می باشیم. مشخصه های اصلی این نانو فسفر ها، شامل محدوده فرکانسی گسیل نور، شدت نور گسیلی و مدت زمان تابش پس از قطع منبع تحریک می باشد. فعالیت های انجام شده در این تحقیق شامل طراحی و سنتز نانوذرات با طیف فسفرسانس مناسب برای فعال سازی حساس کننده ی نوری و متصل کردن این نانوذرات به این حساس کننده می باشد، تا از این طریق محدودیت اصلی این درمان برطرف گردد. از این روی برای فعال سازی حساس کننده، همپوشانی طیف نشری نانو فسفر و طیف جذبی حساس کننده الزامی است. نتایج این پایان نامه نشان می دهد که با طراحی و سنتز نانوذرات فسفرسنت مناسب و متصل کردن این نانوفسفر های به حساس کننده ی نوری، امکان انتقال انرژی از نانوذرات فسفرسنت به حساس کننده فراهم می شود و نیاز به یک منبع نور خارجی رفع می گردد. در این روش نانوذرات متصل شده به حساس کننده نقش منبع نور را ایفا می کنند. همچنین روند درمان با فعال سازی حساس کننده و تولید اکسیژن یگانه که دارای اثرات درمانی است، کامل می گردد. در نتیجه با استفاده از این روش می توان محدودیت درمان فتوداینامیک را کاهش داد و بازده درمان را بالا برد.

دراین تحقیق ذرات کلرید سدیم آلاییده شده با سه عنصرمنگنز، مس و سریم به دو روش هم رسوبی و سونوشیمی ساخته شده و خاصیت ترمولومینسانس و فوتولومینسانس آن ها مورد مطالعه قرار گرفته است.ساختار، شکل و اندازه ی نانوذرات به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی( sem) والگوی پراش پرتوایکس (xrd) مورد بررسی قرارگرفته است. همان طور که تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد اندازه ذرات ساخته شده به روش سونوشیمی کوچکتر از ذرات ساخته شده به روش هم رسوبی می باشد.طیف فوتولومینسانس ذرات ساخته شده نیز به دست آمده که تشکیل ساختار آلاییده نمک را تایید می کنند. نانوذرات حاصل تحت پرتو گاما با دزهای 50 تا410×1 گری قرار گرفت و توسط دستگاه tld reader تحریک و قرائت شد. علاوه بر این منحنی تابش ترمولومینسانس این ذرات که با پرتوهای گاما ازمنبع 60co پرتودهی شده اند با برنامه محاسباتی برازش شده و پارامترهای گیراندازی آن به طور عددی محاسبه شده اند. با افزودن ناخالصی mn به نانوپودر nacl به روش سونوشیمی به میزان دوبرابر حساسیت این نانوذره را نسبت به ذرات ساخته شده به روش هم رسوبی به طور محسوس افزایش می یابد که این مقدار در نانوذرات nacl:cu به بیش از سه برابر می رسد.همچنین در این پژوهش تأثیر غلظت های مختلف ناخالصی روی خاصیت ترمولومینسانس این مواد بررسی شده و مقدار بهینه به دست آمد. حساسیت خوب نانوذرات ساخته شده نسبت به پرتو گاما و پاسخ خطی آن در یک بازه گسترده در دزهای بالا نمونه های فوق را برای اهداف دزیمتری مناسب می سازد.

در این پژوهش تأثیر ضخامت فیلم tio2 فوتوالکترود سلول خورشیدی رنگدانه ای و فیلم لومینسنت gdvo4:dy3+ بر روی کارایی فوتوولتائیک سلول خورشیدی رنگدانه ای (dssc) موردبررسی قرارگرفته است. بدین منظور نانوبلور های gdvo4 با ناخالصی¬های مختلف از عناصر لانتانیدها با روش هیدروترمال سنتز شدند و اثر انواع پارامترهای موثر نظیر: دما و زمان واکنش، غلظت ناخالصی و تاب کاری بر روی مورفولوژی و خواص فوتولومینسانس آن ها بررسی شد. برای شناسایی محصولات از آنالیزهای xrd، sem، eds، pl و uv-vis استفاده شد. با استفاده از نتایج بررسی های طیف سنجی uv-vis و pl مشخص شد که این نانوبلـور ها مـی توانند به عنوان یک ماده ی لومینسنت down conversion (dc)و فیلتر uv مورداستفاده قرار گیرند. ازآنجا که پایداری شیمیایی سلول های خورشیدی رنگدانه ای تحت تابش uv کاهش می یابد، نانوبلور های gdvo4:dy3+ ساخته شده به عنوان فیلتر uv و ماده ی لومینسنت dc، در سلول dssc استفاده شد. این ماده لومینسنت موجب افزایش راندمان در سلول به میزان 30/10% در صورت استفاده بر روی سلول و 64/2 % در صورت استفاده در داخل سلول گردید.

در این پژوهش تأثیر ضخامت فیلم tio2 فوتوالکترود سلول خورشیدی رنگدانه ای و فیلم لومینسنت cevo4:dy3+ بر روی کارایی فوتوولتائیک سلول خورشیدی رنگدانه ای (dssc) مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور نانوبلورهای cevo4 با ناخالصی های مختلف از عناصر لانتانیدها با روش هیدروترمال ساخته شدند. با استفاده از نتایج بررسی های طیف سنجی uv-vis و pl مشخص شد که این نانوبلـورها مـی توانند به عنوان یک ماده ی لومینسنت down conversion (dc)و فیلتر uv مورداستفاده قرار گیرند. ازآنجاکه پایداری شیمیایی سلول¬های خورشیدی رنگدانه ای تحت تابش uv کاهش می یابد، نانوبلورهای cevo4:dy3+ ساخته شده به عنوان فیلتر uv و ماده ی لومینسنت dc، در سلول dssc استفاده شد که به جز این کاربرد موجب افزایش راندمان در سلول به میزان 4/6 % در صورت کاربرد بر روی سلول و 5/3 % در صورت کاربرد در داخل سلول گردید.

دزیمتری ترمولومینسانس یکی از معروف ترین روش ها برای آشکار سازی پرتو های یون ساز به-شمار می رود. در سال های اخیر به خاطر تفاوت خواص مواد نانو نسبت به مقیاس توده ای مواد از توجه خاصی در مطالعات مختلف برخوردار شده اند. در این پژوهش نانوذرات لیتیم باریم فلوراید با ناخالصی های متفاوت مس، سریم، اربیم و دیسپرسیم به روش همرسوبی ساخته شدند. چگونگی ساختار نانو ذرات توسط دستگاه پراکنندگی اشعه ی ایکس (xrd) تعیین شد که ساختار مکعبی برای آنها بدست آمد. اندازه و شکل ذرات ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مشاهده شد. اندازه نانو ذرات ساخته شده با استفاده از نتایج xrd توسط رابطه ی شرر محاسبه شد و اندازه ی 73 نانومتر برای نانو ذرات ساخته شده به دست آمد که با نتایج حاصل از آنالیز sem مطابقت دارد. خصوصیات ترمولومینسانس و فوتولومینسانس نانو ذرات ساخته شده در ادامه مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر میزان هرکدام از ناخالصی ها در حساسیت ترمولومینسانس نانو-ذرات، تکرارپذیری پاسخ ترمولومینسانس نانو ذرات، ناحیه ی خطی پاسخ دز نانو ذرات و محوشدگی پاسخ آنها مورد بررسی قرار گرفت.

ساخت لایه جاذب cigs به روش دومرحله ای با لایه نشانی عناصر cu,ga,in به روش کندوپاش به ضخامت 700-400 نانومتر و سلنیوم دار کردن به روش نشست بخار شیمیایی و بررسی شرایط مختلف فرآیند در مرحله سلنیوم دار کردن جهت افزایش مقدار گالیوم و بهبود کریستالینیتی و تاثیر پارامترهای ان بر خواص اپتیکی، الکتریکی و ساختاری در جهت افزایش بازدهی سلول های خورشیدی لایه نازک مس گونه

چکیده ندارد.

تابش پرتوها باعث انتقال انرژی به ماده می شود و تعیین انرژی جذب شده در مواد تحت تابش وارتباط کمّی میان پرتوها و اثرات بیولوژی همواره مورد توجه بوده است، که این ارتباط کمی بوسیله تعیین دز جذب ش ده توسط مواد بیان می شود . یکی از روش های دزیمتری استفاده از خواص ترمولومینسانس میباشد. ?-al2o3 ابتدا به عنوان یک tld با حساسیت بالا در دهه 1980 به کار می رفت و بعدها به عنوان یک ماده حساس به osl هم شناخته شد. اکنون از این کریستال به طور گسترده به عنوان یک tld و یک ماده حساس بهosl استفاده می شود. از مشخصات این کریستال حساسیت بالا به پرتوهای یونساز پایداری پیک دزیمتری آن در دمای اتاق، محوشدگی 3 کمتر از 3% در هر سال، روند ساده رژیم گرمایی و ساختار ساده منحنی تابش آن است که باعث شده به طور گسترده در زمینه دزیمتری شخصی و محیطی استفاده شود. در این پروژه، پاسخ این کریستال به پرتو uv در نواحی طول موجهای مختلف uvc uvb ، vua شده است . به دلیل بزرگ بودن گاف انرژی این کریستال (9,8 )، پرتو uv توانایی تولید الکترون – حفره و انتقال از باند ظرفیت به باند رسانش را ند ارد؛ بنابراین این کریستال باعث انتقال دز نمی شود . اما در ناحیه طول موجuvc به دلیل حضور مراکز f+ و f این پرتو می تواند از طریق فرآیند فوتویونش باعث تولید الکترون - حفره و انتقال دز شود . منحنی پاسخ دز این کریستال در ناحیهuvcو یک مدل برای بیان چگونگی پاسخ دز ارائه شده است. مدل مورد نظر شامل 3 تراز دزیمتری الکترون و یک ترازگیرانداز عمیق و یک مرکز بازترکیب تابشی و غیر تابشی می باشد. مطالعات انجام شده نشان داده است که uvc نقش بسیار مهمی در تخلیه ترازهای دزیمتری و تبدیل مرکز به f بهf+ دارد و این اثر در حل معادلا ت و تطابق آنها با نتایج تجربی مورد بررسی قرار گرفته شده است . در نهایت، به نقش uvb در تخلیه ترازهای عمیق و تولید فرآیند pttl اشاره شده و توانستیم با استفاده از این فرآیندمیزان دز جذب شده در کریستال را تعیین کنیم و توانستیم آستانه دز را تا حدودmgy 0.1 دهیم که این نتیجه با توجه به این که ماکزیمم دز مجاز ماهانه برای فرد در حدود 0,5 mgy است،نتیجه خوبی میباشد.

این پایان نامه به بررسی سینتیکی دزیمتر ترمولومینسانس(? ? al2o3 : c (tld-500 در پرتودهی با گاما چشمه 60co اختصاص پیدا کرده است. جداسازی کامپیوتری منحنی تابش با استفاده ازسینتیک مرتبه عام برای تعیین پارامترهای سینتیک در مورد دزهای مختلف و پرشدگی های مختلف مراکزگیراندازی به کار رفته است و در هر مورد تغییرات پارامترهای سینتیک بررسی شده است. برای تعیین تعداد پیک های تابش موجود در منحنی تابش روش اعمال دمای توقف استفاده شده است و دیده شده است که 3 پیک در منحنی تابش موجود است. در نهایت یک مدل سینتیک مبنی بر3 پیک دزیمتری ارائه شده است. نتایج به دست آمده با داده های تجربی گزارش شده برای این فسفر تطبیق خوبی دارند.