فیلم های نیترید زیرکونیوم به صورت گسترده ای در صنعت استفاده می شوند که این به دلیل رنگ طلایی[ 1] و خواص فیزیکی فوق العاده شان از قبیل سختی بسیار بالا [ 2و 3]و مقاومت خوردگی و گرمایی بالا [ 4و 5]و مقاومت الکتریکی پایین [ 3و 6]است. پخت یک تکنیک بسیار مهم برای فه م .[ ساختار میکروسکوپی فیلم ها است، زیرا میکرو ساختار با دما به خوبی فشار تغییر می کند [ 3 مقاومت گرمایی لایه ها دارای اهمیت بسیاری است . مخصوصاَ زمانیکه لایه ها در معرض محیطهای اکسیدی در دماهای بالا قرار دارند . رشد لایه اکسیدی تغییرات قابل توجهی در خواص تر یبولوژیکی، الکتریکی و شیمیایی لایه ها ایجاد کرده و در نتیجه کاربردهای لایه را محدود می کند . در این تحقیق اثر دمای پخت در مجاورت گاز نیتروژن بر روی لایه نانو ساختاری نیترید زیرکونیوم بررسی 400cْ 2/2 و دمای زیرلایه mpa شده است . لایه نشانی با استفاده از روش کندوپاش یونی در خلا صورت گرفت . بررسی خواص میکرو -نانو ساختاری و تعیین فازهای کریستالی فیلم ها با استفاده از سطح لایه را یکنواخت و بدون نقص نشان داده sem انجام گرفت . تصاویر xrd و sem آنالیز قبل از پخت می باشیم که در zrn( شاهد جهت گیری ( 220 xrd است. همچنین در نمودارهای 500 این جهت بهبود یافته و با افزایش دما لایه به تدریج اکسید cْ 400 و cْ اثر پخت در دو دمای و (rbs) شده است . جهت بررسی ضخامت لایه انباشت شده از تکنیک پس پراکندگی رادرفورد rbs برای سختی سنجی از دستگاه میکروسختی سنج ویکرز استفاده شده است . با توجه به طیف ضخامت لایه همراه با بالا رفتن دما و اکسید شدن افزایش می یابد که این مسئله با توجه به تفاوت توجیه پذیر است .

در این پایان نامه، در بخش اول تولید نانولوله کربنی به روش رسوب بخار شیمیایی (cvd) با کاتالیست فروسن و گاز حامل آرگون و خالص سازی آنها انجام شده است. طیف رامان نمونه های تولید شده نشان می دهد که نانولوله ها از کیفیت نسبتاً مطلوبی برخوردار هستند. در بخش دوم کار تجربی، ساخت کامپوزیت نانولوله کربنی - سولفید کادمیوم (cnt/cds) به وسیله تجزیه حرارتی محلول آبی کادمیوم سولفات به عنوان منبع یون کادمیوم شرح داده شده است وهمچنین به مطالعه اپتیکی محصول پرداخته ام. طیف اشعه ایکس نمونه ها، بیانگر همپوشانی صفحات (111) از ذرات کادمیوم سولفید و (002) از نانولوله کربنی است. در بخش مطالعه اپتیکی، طیف های جذب uv-vis و pl (فتولومینسانس) حاصل از نمونه های تولید شده مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده پاسخ اپتیکی ترکیب cnt/cds در محدوده مرئی طیف uv-vis و طیف pl به ترتیب در نقاط nm518 و nm435 گویای امکان استفاده ترکیب ساخته شده در قطعات اپتیکی از جمله ابزارهای اپتوالکترونیکی و موارد گوناگون دیگر می باشد. کلمات کلیدی: نانولوله کربنی، سولفید کادمیوم، فتولومینسانس مرئی

اسکوئید مخفف عبارت ابزار ابررسانشی تداخل کوانتومی، یکی از حساس ترین سنسورهای مغناطیسی است که تاکنون شناخته شده است. پیشرفته ترین نمونه های آن توانایی آشکارسازی میدان های مغناطیسی از مرتبه فمتوتسلا را دارا می باشند. این قطعه الکترونیکی، حلقه ای ابررسانا از جنس نایوبیوم است که نوع dc آن دارای دو پیوند جوزفسون بوده که در حکم قلب اسکوئید است. پیوند جوزفسون متشکل از سه لایه nb/al-alox/nb می باشد که فرایند لایه نشانی این سه لایه تحت فشار کمتر از 7-10×1 به روش مگنترون اسپاترینگ dc و بدون شکست خلأ برای هر سه لایه انجام می شود. لازم به ذکر است قطعه اسکوئید دارای کاربردهای وسیع در زمینه های مختلف از قبیل بیومغناطیس، ژئوفیزیک، اکتـشافات و مخابرات دریایی، تسـت های غیر مخرب، صنایع دفاعی و ... می باشد. در این پژوهش چالش های پیش رو برای دست یابی به این خلأ بالا و فراهم آوردن بستری مناسب به منظور تشکیل این سه لایه و همچنین راه کارهای عملی فائق آمدن بر این چالش ها به تفصیل تشریح شده است. همچنین، لایه نشانی نایوبیوم که بخش مهمی از قطعه اسکوئید، از جمله حلقه ابررسانا و الکترودهای پیوندگاه های جوزفسون می باشد، به عنوان معیار کارآمدی شرایط سامانه در دستور کار قرار گرفته است. به عبارت دیگر شرایط بر حسب کیفیت لایه نایوبیوم بدست آمده تحلیل و بر حسب لزوم تغییر داده شده است تا جایی که به شرایطی ایده آل و تکرارپذیر دست یافته ایم. در فصل اول این پایان نامه به مفاهیم ابتدایی خلأ که برای درک رفتار صحیح سیستم لازم است، پرداخته ایم، سپس در فصل دوم، سامانه را به تفکیک اجزا و عملکردهای آن ها معرفی نموده ایم، در فصل سوم کارهایی ابتکاری به منظور تکمیل روند کاهش فشار سامانه آورده و در فصل چهارم فرایند لایه نشانی را به تفصیل توضیح داده ایم. فصل آخر را هم به تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده اختصاص داده ایم.

از طریق روش اکسیداسیون گرمایی نانوسیم های اکسیدروی سنتز شده اند. مشخصه یابی نانوسیم ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف فوتولومینسانس، پراش پرتو ایکس و طیف تراگسیل انجام شده است. گاف انرژی نمونه ها از طریق داده های حاصل از طیف تراگسیل در گستره طول موج 800-300 نانومتر تعیین شده است. با افزایش دمای گرمایی از 500 به 600 درجه سانتیگراد میانگین قطر نانوسیم ها افزایش یافته است ولی باافزایش بیشتر دما از 600 به 800 میانگین قطر کاهش و طول افزایش یافته است و در دمای 900 درجه هیچ نانوسیمی رشد نیافته است. در دمای ثابت با افزایش مدت زمان، تراکم و طول نانوسیم ها افزایش پیدا کرد و نانوسیم هامنفصل تر شدند. اهمیت خلوص ماده اولیه روی ساختار بررسی شد. در طیف فوتولومینسانس نمونه ها سه پیک نشر فرابنفش، نشر آبی و سبز مشاهده شد که با افزایش دما شدت پیک فرابنفش کاهش و شدت پیک سبز به شدت افزایش پیدا کرد و پیک نشر فرابنفش به سمت طول موج های بزرگتر می رود. با افزایش مدت زمان شدت نشر فرابنفش افزایش می یابد و شدت نشر سبز و آبی کاهش می یابد. طیف پراش اشعه ایکس نمونه، ساختار بلوری هگزاگونال ورتزایت اکسیدروی را نشان می دهد. طیف تراگسیل نمونه ها دارای گذار بالای %60 در ناحیه مریی است و با افزایش دما افزایش می یابد، همچنین گاف انرژی نمونه هانیز افزایش می یابد.

یکی از روش های بررسی خواص فیزیکی مواد علاوه بر استفاده از روش های آزمایشگاهی استفاده از روش های شبیه سازی کامپیوتری است. روش های مطالعاتی ابتدا به ساکن (حل معادله شرودینگر با استفاده از اصول اولیه کوانتوم) که در آن به حل عددی معادله شرودینگر می پردازد از کارایی بسیاری برخوردار است. در این شیوه بلور مورد مطالعه به صورت یک سیستم بس ذره ای در نظر گرفته می شود و تلاش می شود تا هامیلتونی دستگاه و به خصوص جمله مربوط به انرژی پتانسیل آن تعریف گردد. در این پایان نامه با روش تابعی چگالی و کد نرم افزاری wine2k و تقریب gga(شیب تعمیم یافته) خواص ساختاری، الکترونی، مغناطسی و اپتیکی نانو ذره cdse که آهن به آن اضافه شده را با استفاده از اطلاعات مقدماتی در مورد cdse مورد بحث و بررسی قرارمی-دهیم و نشان داده می شود، که با افزودن آهن خواص ساختاری، الکترونی، مغناطسی و اپتیکی نانو ذره cdseتغییرات زیادی می کند. cdse در حالت پایه دیامغناطیس بوده اما با اضافه کردن fe ماهیت فرومغناطیس در این ترکیب افزایش می یابد. نتایج نشان می دهند اتم fe وارد شده در مرکز نانو ذره cdse حالت پایدار تری نسبت به اتم fe واقع در سطح نانو ذره cdse دارد. و همچنین با افزودن ناخالصی آهن به نانو ذره cdse طول پیوند کاهش یافته و گاف انرژی افزایش می یابد.

چکیده دراین پایان جذب وتفکیک مخلوط گازهای نجیب روی نانومخروط های کربنی با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی شده است. مخلوطی ازسه گاز نجیب آرگون، کریپتون و زنئون درنظرگرفته شده است. میزان گازجذب شده با افزایش فشار افزایش یافته است. گازهای نجیب با شعاع کوچکتربیشتر جذب شده اند. شبیه سازی ها نشان می دهندکه گازدر سطح خارجی وفضای خالی داخلی نانومخروط هاجذب می شوند. نتایج حاکی ازآن است که می توان از نانومخروط ها کربنی برای ذخیره وجدا سازی مخلوط گازنجیب استفاده نمود.

در این پژوهش نانوسیم های اکسید روی به روش تبخیر حرارتی پودر zn ، بر روی زیرلایه های شیشه، کوارتز، سیلیکون و فولاد ، تحت شارش گاز آرگون به عنوان گاز حامل و هوا به عنوان گاز واکنش دهنده در دمای 620 درجه سانتیگراد به طور موفقیت آمیزی رشد داده شدند. نمونه های بدست آمده توسط پراش پرتوی ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد آنالیز قرار گرفتند. برای بررسی تأثیر کاتالیست بر روی رشد نانوسیم ها، زیرلایه های سیلیکونی بدون کاتالیست و با لایه ی نازکی از طلا به عنوان کاتالیست ، مورد استفاده قرار گرفتند. از تصاویر sem مشخص شد که حضور کاتالیست در شکل گیری نانوسیم های zno تأثیر بسزایی دارد. به منظور بررسی اثر فاصله زیرلایه ها از منبع در رشد نانوساختارها، فواصل 1 سانتیمتری و 0.5 سانتیمتری از منبع مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آنالیزها برای زیرلایه ی کوارتز نشان داد که با کاهش این فاصله تراکم نانوساختارها افزایش یافته و مورفولوژی آنها تغییر می کند. همچنین، بکارگیری زیرلایه های فولادی نشان داد که با کاهش فاصله از منبع، طول و قطر نانوسیم ها ی رشد یافته، افزایش می یابد. تأثیر مدت زمان ماندن در دمای ماکزیمم بر روی مورفولوژی نانوسیم های رشد یافته بر روی زیرلایه ی فولادی نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه گرفته شد که با افزایش این مدّت زمان، احتمال رشد نانوسیم ها در جهت عمود بر سطح زیرلایه افزایش یافته ، نانوساختارها با مورفولوژی یکنواخت تری بر روی سطح زیرلایه تشکیل می گردند و همچنین قطر و طول نانوسیم ها به طور چشمگیری افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که با تغییر جنس زیرلایه، مورفولوژی نانوساختارها نیز تغییر می کند. به طور مثال نانوسیم هایی با سطح مقطع هگزاگونال تخته ای بر روی زیرلایه های فولادی و خوشه های گل-مانندی از نانوسیم های zno با سطح مقطع هگزاگونال بر روی زیرلایه ی کوارتز رشد یافتند. در آخر، با استفاده از دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی در مُد اتصالی، جریان الکتریکی عبوری از زیر لایه ی فولادی 10 نانوآمپر اندازه گیری شد.

در این تحقیق ویژگی های ساختاری، الکتریکی و اپتیکی فیلم های نازک اکسید روی آلائیده با آلومینیم را روی یک زیرلایه ی شیشه ای، به روش سل- ژل با تکنیک لایه نشانی چرخشی مورد بررسی قرار داده ایم. اثر اضافه کردن آلومینیم روی ساختار کریستالی فیلم های zno به روش پراش سنجی اشعهx مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج xrd فاز چندکریستالی با یک ساختار هگزاگونال از فیلم ها را بعد از بازپخت در دمای ?450 به مدت1 ساعت نشان داده اند. هیچ قله ی اضافی مربوط بهal_2 o_3 یا ناخالصی های دیگر، در آن ظاهر نشده است که نشان می دهد یون های آلومینیم یون های آلومینیم به درستی مکان هایی را در شبکه نسبت به دیگر مکان ها اشغال کرده اند. میانگین اندازه بلوری فیلم های zno:al توسط فرمول شرر محاسبه شده است. تصاویر sem-edax، حضور آلومینیم در فیلم های نازک zno را تأیید کرده اند. تکنیک چهار- نقطه، برای مشخص کردن ویژگی های الکتریکی فیلم های نازک استفاده شده است. نتایج آن نشان داده اند که مقاومت ویژه فیلم های نازک به آسانی به غلظت آلومینیم وابسته است. یک مقاومت ویژه کمینه، حدود ?.cm0.02 برای فیلم آلائیده با آلومینیم 1at.%، مشاهده شده است. با افزایش غلظت آلومینیم به بالای 1at.%، مقاومت ویژه بطور قابل توجهی شروع به افزایش کرده است. ویژگی های اپتیکی و تغییر در گاف نواری اکسید روی با اضافه کردن آلومینیم توسط اسپکتوفتومتری ماوراء بنفش – مرئی بررسی شده است. با افزایش غلظت آلومینیم لبه ی جذب uv انتقال آبی یافته است که افزایش در گاف نواری را نشان می دهد. این جابجایی گاف نواری به عنوان انتقال moss–burstein شناخته می شود.

لایه های نازک اکسید روی آلائیده با آلومینیم به روش اسپری پایرولیز بر روی زیرلایه ی سیلیکون و شیشه لایه نشانی شده اند. آنالیز پراش پرتو ایکس فازهای موجود در لایه های نازک را مشخص نموده است. آنالیز فوتولومینسانس جهت بررسی خواص لومینسانس فیلم های نازک گرفته شده و طیف سنجی فرابنفش- مرئی برای بررسی عبور اپتیکی نمونه ها و تعیین گاف انرژی و لبه ی جذب اپتیکی استفاده شده است. از تصاویر edax جهت تعیین نوع عناصر موجود در نمونه ها استفاده شده است. وحضور آلومینیوم بر روی زر لایه به اثبات رسیده است.آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی جهت بررسی خواص مورفولوژی فیلم های نازک اکسید روی آلاییده با آلومینیوم به کار رفته است.تولید نانو میله برای فیلم های نازک اکسید روی آلاییده با آلومینیوم توسط اطلاعات کسب شده از تصاویر مربوط به الکترون روبشی مورد تایید قرار گرفته است.خواص فوتوولتاییکی مربوط به پیوندگاه ساخته شده از طریق فیلم نازک اکسید روی آلاییده با آلومینیوم با نوع n و سیلیکون نوع p مطالعه گردید و همچنین خواص یکسوسازی و بازده مورد انتظار از این پیوندگاه جهت ساخت سلول خورشیدی فیلم نازک بررسی شده است.

لایه های نازک سولفید روی به علت کاربردهایشان در وسایل اپتوالکترونیک مانند دیودها، نمایشگرهای صفحه تخت و پوشش های ضد بازتاب در فناوری های سلول های خورشیدی، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. از میان انواع روش های لایه نشانی سولفید روی، اسپری گرمایی به دلیل هزینه کم، سادگی، توانایی کنترل شدت لایه نشانی و تهیه لایه های یکنواخت و قابلیت لایه نشانی بر روی سطوح بزرگ، روشی کارآمد می باشد. در این تحقیق، فیلم های نازک سولفید روی به روش اسپری گرمایی تهیه شد. مشخصه یابی نمونه ها توسط پراش پرتو ایکس و طیف سنجی uv-vis صورت گرفت. ضخامت فیلم ها به روش بیضی سنجی اندازه گیری شد. نمونه ها تحت دمای 450 درجه سانتی گراد تهیه شدند. مقایسه نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نمونه ها قبل و بعد از بازپخت در دمای 500 درجه سانتی گراد حاکی از بهبود تبلور و افزایش پیک ترجیحی مربوط به صفحه (111) است. لایه ها بعد از بازپخت نیز ساختار زینک بلند خود را حفظ می کنند. همچنین در اثر بازپخت سایز دانه ها نیز افزایش یافته است، که می توان آن را با بهبود در تبلور بعد از بازپخت فیلم های سولفید روی تحلیل کرد. بررسی خواص اپتیکی با استفاده از طیف عبور همچنین نشان داد که درصد عبور اپتیکی لایه های نازک سولفید روی بعد از بازپخت کاهش می یابد. این امر ممکن است ناشی از افزایش سایز دانه ها و درنتیجه افزایش فضای خالی بین دانه ها در اثر بازپخت لایه ها باشد. گاف انرژی نمونه ها نیز در اثر عمل بازپخت از 61/3 به 65/3 الکترون ولت افزایش یافته است. در اثر افزایش غلظت پیش ماده ضخامت فیلم ها از 500 نانومتر به 610 نانومترافزایش یافت. با مقایسه ضخامت های مختلف فیلم های سولفید روی شاهد کاهش درصد عبور اپتیکی نمونه ها و جابجایی لبه جذب آن ها به سمت طول موج های بلند تر، با افزایش ضخامت هستیم. مقدار گاف انرژی از 61/3 تا 57/3 الکترون ولت، با افزایش ضخامت فیلم ها تغییر می کند. ضریب شکست فیلم ها با افزایش ضخامت افزایش یافت. با محاسبه ثابت خاموشی، مقدار بیشینه ای از آن در لبه جذب دیده می شود. با افزایش ضخامت فیلم ها مقدار ثابت خاموشی نیز افزایش قابل ملاحظه ای در تمامی طول موج های ناحیه مرئی می یابد.

اسپری پایرولیزز یک پیشنهاد مفید برای بدست آوردن فیلم های نازک اکسید روی است. این روش مورد توجه خاصی است زیرا به سادگی انجام می شود و هزینه پایین و تولید ضایعات حداقلی از مزایای آن است. اسپری پایرولیزز پوشش دهی در سطح گسترده را امکان پذیر می سازد و به کارگیری این روش در خط تولید صنعتی آسان است. با اسپری پایرولیزز، محلول مستقیما بر روی زیرلایه اسپری می شود. یک جریانی از گاز، به عنوان مثال هوای فشرده می تواند به تبدیل محلول به قطرات ریز از طریق دهانه کمک کند. هدف از این تحقیق مطالعه نقایص ساختاری نانولایه های اکسید روی تهیه شده به روش اسپری پایرولیزز با استفاده از محلول استات روی می باشد. سیستم اسپری پایرولیزز برای بدست آوردن فیلم های نازک اکسید روی بر روی زیرلایه شیشه ای استفاده شده است و ساختار بلوری و نقایص اپتیکی آن با استفاده از پراش پرتوی ایکس، تصاویر میکروسکوپ اتمی، طیف سنجی (uv-vis) و طیف فوتولومینسانس بررسی می شود

اکسیدهای نیمه رسانا باساختار نانویی، به دلیل خواص منحصربه فرد فیزیکی شان در اثرات تحدید کوانتومی، توجهات زیادی را به خود جلب کرده اند. از میان نیمه رساناها دی اکسیدقلع (sno2) با گاف انرژی پهن (ev 3.6 دردمای k 300)، یک ماده کاربردی کلیدی می باشدکه به طور گسترده ای برای وسایل اپتوالکترونیک، سنسورهای گازی، الکترودهای رسانای شفاف و کاتالیست های پشتیبان به کارمی روند. در این تحقیق فیلم های نازک دی اکسید قلع با روش تبخیر حرارتی در خلاء (pvd) برروی زیرلایه شیشه ای، در ضخامت های 50،150 و250 نانومترلایه نشانی شدند. سپس فیلم نازک باضخامت 250 نانومتر به مدت 2 ساعت در دو دمای 450و 650 درجه سانتیگراد بازپخت گردید. خواص اپتیکی، ساختاری و فتولومینسانس فیلم های نازک دی اکسید قلع، به کمک آنالیزهای اسپکتروفتومتری، الگوی پراش اشعه ایکس، پراکندگی رامان، طیف مادون قرمز و فتولومینسانس مورد بررسی قرار گرفت. فیلم های اولیه لایه نشانی شده آمورف می باشد در حالیکه با بازپخت این لایه های نازک، ساختار کریستالی جانشین ساختار آمورف می شود. با افزایش دمای بازپخت ساختار بلوری فیلم ها هم بهبود می یابد و گاف انرژی این لایه های نازک با افزایش دمای بازپخت از 3.6 الکترون ولت تا 4.2 الکترون ولت افزایش می یابد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.