در ‎‎این پایان نام‎ه‎، تولید نانو ذرات و لایه های نازک سیلیکون آمورف توسط رسوب‎‎ گذاری بخار شیمیایی تقویت شده با پلاسم‎ا‎ (‎‎pecvd)‎‎‎ با روش اجزای محدود و همچنین روش سینتیک معادلات یونش بررسی می شود. گازهای زمینه ی موجود در رآکتور گاز سیلان و ‎گاز هیدروژن ‎ ‎‎‎‎(‎sih‎‎$‎_4‎ $‎ ‎‎, ‎h‎$‎_2‎$‎‎‎‎)‎ ‎ ‎‎‎است. اعمال یک میدان الکتریکی که با فرکانس رادیویی ‎‎‎‎‎rf‎‎‎ تغییر می کند، سبب برخورد الکترون ها با ‎‎مولکول ها و اتم های گاز زمینه می گردد‏ و به دنبال آن واکنش هایی رخ می دهد که منجر به تولید نانو ذرات سیلیکون می گردد. رسوب گذاری نانو ذرات تولید شده بر روی زیر لایه ها، سبب ایجاد و در نتیجه رشد لایه های نازک سیلیکون می شود. لایه های نازک سیلیکون تولید شده در قطعات الکترونیکی، سلول های خورشیدی و صفحه نمایش های تخت کاربرد دارد. در این پایان نامه، با حل معادلات شاره در محیط رآکتور، تولید نانو ذرات سیلیکون‏ و اثر تغییرات دما‏، فشار‏، فرکانس‏ و ولتاژ بر تولید گونه های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است.

با مقایسه نمایه فضایی پالس ها نتیجه گرفته می شود، برای تولید تابش تراهرتزشکل فضایی پالس اهمیت ویژه ای دارد. همچنین در برخورد پالس لیزر با شدت های میانی ( ) به محیط گازی، علت اصلی تابش تراهرتز نوسانات ذرات باردار پلاسما تحت پتانسیل الکترواستاتیکی موجود در محیط پلاسما است. این در صورتی است که برای پالس سوپرگاوسی با همین شدت، چون شدت پالس بسیار مرکزی شده است تعداد نوسانات کافی ذرات باردار پلاسما، برای تابش تراهرتز نداریم و تابش تراهرتز بدلیل شتاب داشتن الکترون ها، تولید می شود. پیشنهاد می شود: 1- برای افزایش شدت تابش تراهرتز از پالس لیزر دورنگی بجای پالس لیزر تک رنگی استفاده شود. 2- برای افزایش پهنای باند و افزایش شدت تابش تراهرتز، میدان خارجی dc به روی رشته حاصل از پالس لیزر تک رنگی اعمال شود. 3- برای افزایش بالای پهنای باند تابش تراهرتز، می توان از میدان خارجی dc به روی رشته حاصل از پالس لیزر دو رنگی استفاده کرد. 4- استفاده از پالس لیزر با نمایه فضایی بسلی تابش تراهرتز زودتر و با فرکانس بالاتری از قله شدت را، به نسبت پالس لیزر با نمایه فضایی گاوسی تولید می کند. 5- استفاده از پالس با نمایه فضایی سوپرگاوسی شدت تابش تراهرتز تولیدی را به میزان بالایی افزایش می دهد، اما تابش تراهرتز حاصل از آن، پهن باند و پیوسته نیست.

در این پایان نامه، بررسی نظری مشخصات بلور فوتونی انجام خواهد شد. بلور فوتونی ساختار تناوبی دی الکتریک است، که شامل گروهی از حفره های هوا در تیغه سیلیسیومی یا میله های دی الکتریک در هوا بوده و قابلیت جایگزیده کردن نور را دارند. این میکروساختارهای تناوبی محدوده فرکانسی ممنوعه را ایجاد می کنند که باند ممنوعه بلور فوتونی نامیده می شود. بیوحسگر بلورفوتونی تحقیقات زیادی را در حوزه بیوحسگری به دلیل قابلیت متمرکز سازی موج الکترومغناطیسی در حجم بسیار کم به خود جلب کرده است. موج بر و کاواک به ترتیب با حذف یک یا چندین ردیف حفره یا میله دی الکتریک ایجاد می شوند. بیوحسگر پیشنهادی شامل شبکه شش وجهی از حفره آب در سیلیسیوم بر روی عایق است. مولکول های dna و پروتئین های به دام افتاده در حفره های انتخابی باعث جابجایی طیف در خروجی می شود. روش بسط موج تخت و تفاضل محدود در حوزه زمان دو بعدی و ضریب شکست موثر برای انجام شبیه سازی انتخاب شده است.