در پدیده ی سونولومینسانس، امواج صوتی یا مافوق صوتی در اثر چگالش و تمرکز در مرکز یک حباب گاز غوطه‏ور در یک مایع به فلاشهای نورانی بسیار کوتاه تبدیل می‎شوند. نوسان شدید و غیرخطی حباب در هر تناوب موج صوتی در اثر فرو ریزش بسیار سریع دیواره حباب می شود که تراکم شدید محتوای داخل حباب را به همراه دارد. این مطلب باعث افزایش ناگهانی و بسیار زیاد دمای گاز داخل حباب می شود که نهایتا منجر به فلاشهای پیکوثانیه ای می شود. این فلاشها به تابش سونولومینسانس معروف است. آزمایشات نشان می دهد تابش سونولومینسانس از سیالات غیر فرار با لزجت بالا، مانند اسید فسفریک دارای شدت بیشتری است. در این پایان نامه سونولومینسانس در آب و غلظت های مختلف اسید فسفریک با استفاده از یک مدل هیدروشیمیایی شبیه سازی شده است. نتایج نشان دهنده وجود یک غلظت بهینه از اسید فسفریک برای تولید تابش سونولومینسانس است. جزئیات محاسبات ما نشان می دهد که این غلظت بهینه، محلول اسید فسفریک %35 است. بعلاوه شبیه سازی ما در دو سیال آب و اسید فسفریک %75 وزنی نشان می دهد که شدت تابش با افزایش فشار جزئی گاز نجیب حل شده در مایع، کاهش می یابد. همچنین بستگی بیشینه دمای حباب به نوع گاز نجیب حل شده در مایع میزبان بررسی شده است که نتایج نشانگر شدت تابش بیشتر قابل حصول از گازهای نادر سنگین تر است.

زمانی که یک حباب گاز غوطه ور در داخل یک مایع توسط امواج صوتی متناوب به تله می افتد، به گونه ای شدید فروریزش کرده که تجمع انرژی صوتی در انتهای این فروریزش، منجر به گسیل نور می شود. این پدیده، سونولومینسانس (sl ) نامیده می شود. سونولومینسانس تک حبابی (sbsl) از زمان کشف در سال 1989 توسط فلیپ گیتان توجه بسیاری از اندیشمندان را در رسیدن به شدت تابش بیشتر و دماهای بالاتر در داخل حباب، به خود معطوف کرده است. به همین دلیل امروزه تولید sl از سیالات با فشار بخار کم مانند اسید سولفوریک مورد توجه قرار گرفته است. نتایج آزمایشگاهی اخیر تولید sl نشان می دهد که تابش sl از اسید سولفوریک در دمای اتاق حداقل 1000 برابر بیشتر از شدت تابش sl از آب است. همچنین در میان غلظت های مختلف اسید سولفوریک غلظت بهینه ای برای اسید، جهت یافتن بیشینه شدت تابش وجود دارد. از طرف دیگر، نتایج آزمایشگاهی بیانگر اینست که تابش sl در اسید سولفوریک با دماهای پایین (نزدیک صفر درجه سانتیگراد) دارای شدت بسیار کم است. بعلاوه به تله انداختن حباب در اسید با دمای نزدیک صفر درجه بسیار مشکل است. در این پایان نامه تولید تابش sl از اسیدسولفوریک و بستگی آن به شرایط محیطی ( دما، فشار محیطی و غلظت گاز حل شده) از طریق شبیه سازی هیدرودینامیکی مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی نشانگر افزایش شدت تابش sl و دمای حباب در لحظه تابش با افزایش دمای محیطی برای یک اسید غلیظ (85%) است. در حالیکه هر دو این کمیت ها با افزایش دما در یک اسید با غلظت میانی (حدود 45%) و آب کاهش می یابند، که این نتیجه در توافق با نتایج آزمایشگاهی است. همچنین نتایج بررسی بستگی تابش به فشار محیطی در اسیدسولفوریک نیز نشان دهنده افزایش ماکزیمم شدت تابش قابل حصول با افزایش فشار محیطی می باشد.

خواص نوری نانوذرات نیم رسانا به اندازه ی آن ها بستگی دارد، بنابراین مهم ترین مساله در تولید نانوذرات نیم رسانا، توانایی کنترل اندازه آن ها می باشد. در این تحقیق نانوذرات سولفیدروی با روش شیمیایی و استفاده از عامل پوششی برای کنترل اندازه ذرات، تولید شدند. طیف جذب uv-vis برای اندازه گیری مقدار شکاف انرژی و محاسبه ی اندازه نانوذرات با استفاده از تقریب جرم موثر بکار رفت. طیف های پراش اشعه ایکس (xrd)، ساختار بلوری نانوذرات را مکعبی زینک بلند نشان داد که قله های صفحات بلوری (111)، (220) و (311) در آن بخوبی آشکار است. همچنین در ادامه، نانوذرات سولفیدروی آلائیده با منگنز، تولید شد. با افزایش میزان آلایش یون منگنز، تغییری در طیف جذب uv-vis مشاهده نگردید و اندازه نانوذرات با تقریب جرم موثر حدود 8/3 نانومتر تخمین زده شد. طیف فوتولومینسانس نانوذرات سولفیدروی آلائیده با منگنز، قله ای در 594 نانومتر را نشان می دهد. تصویر میکروسکوپ tem تولید ذرات را در ابعاد نانومتری تایید کرد. ضریب شکست غیرخطی n2، و ضریب جذب غیرخطی ?، توسط لیزرهلیم-نئون پیوسته با طول موج nm 8/632 به کمک روش روبش-z برای چهار نمونه، اندازه گیری شد. مقدار ضریب جذب خطی ?، این مواد به کمک چیدمان محدودشدگی اپتیکی محاسبه شد. ضریب شکست غیرخطی از مرتبه 10-8cm2/w با علامت منفی و ضریب جذب غیرخطی از مرتبه 10-3cm/w با علامت مثبت بدست آمد.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی کاربرد تفنگ های الکترونی وسعت چشمگیری پیدا کرده است. در تفنگ الکترونی به وسیله یک چشمه الکترونی الکترون تولید استفاده می شود، سپس الکترون های تولید شده شتاب داده می شوند. الکترون های تولید شده توسط تفنگ الکترونی سرعت و انرژی بالایی دارند، به همین دلیل در زمینه های گوناگونی مثل صنعت، پزشکی، هوافضا، کشاورزی و غیره کاربرد دارند. در این پژوهش تفنگی را طراحی کردیم که از آن در جوشکاری باریکه الکترونی استفاده می شود. در این نوع جوشکاری از پرتویی با انرژی بالا برای جوش دادن استفاده می شود. این انرژی جنبشی بالا پس از برخورد به انرژی حرارتی تبدیل می شود و تا عمق زیادی در این عناصر نفوذ می کند، گرمای بوجود آمده که در حدود 2500 درجه سیلسیوس می باشد موجب جوش خوردن دو عنصر مورد نظر می گردد. این دستگاه نسبت به انواع دیگر جوشکاری مزایای بارزی دارد که می توان به چند مورد به صورت اختصار اشاره کرد: 1- می توان مواد از جنس های مختلف را به یکدیگر جوش داد. 2- عمق نفوذ جوش بسیار بالاست. 3- ناحیه جوشکاری باریک است. 4- جوش از استحکام بالایی برخوردار است. در این پژوهش پارامترهای مربوط به طراحی یک تفنگ الکترونی به روش گرمایونی که در دستگاه جوشکاری باریکه الکترونی کاربرد دارد و همچنین عوامل تاثیرگذار در تولید، شتاب دهی و کنترل باریکه الکترونی مطالعه و محاسبه شدند و سپس با توجه به امکانات موجود و پارامترهای بدست آمده از محاسبات تئوری، یک تفنگ الکترونی طراحی و ساخته شد. نتایج بدست آمده از تفنگ ساخته شده با مقادیر تئوری را مقایسه کردیم که این نتایج همخوانی قابل قبولی با هم داشتند. در فصل اول این پژوهش به توضیح نحوه کارکرد یک دستگاه جوشکاری باریکه الکترونی می پردازیم. در فصل دوم تفنگ الکترونی با تفصیل شرح داده می شود و قسمت های مختلف آن برای تولید و شتاب دهی پرتو توضیح داده می شود. در فصل سوم عدسی های الکتروستاتیک و الکترومغناطیسی برای کنترل پرتو، عبور پرتو از عدسی ها، تاثیر عدسی ها بر روی پرتو و شکل دهی پرتو بررسی و مطالعه می شوند. در فصل چهارم پارامترهای مهم در تولید، شتاب دهی و کنترل پرتو محاسبه می شوند و محاسبات طراحی تفنگ الکترونی انجام می شود. در فصل پنجم طرز ساخت تفنگ طراحی شده توضیح داده می شود و نتایج بدست آمده از تئوری و تجربی با هم مقایسه می شوند. در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهادات ارائه می شود. کلمات کلیدی: تفنگ الکترونی، تولید پرتو، شتاب دهی پرتو، کنترل پرتو، عدسی الکتروستاتیک، عدسی الکترومغناطیسی.

خواص نانو ذرات نورتاب cdte پایدار شده با عامل پوششی tgو tga در این پایان نامه بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزایش غلظت مواد اولیه و عامل پوششی باعث کاهش رشد نانو ذرات می شود. رشد نانو ذرات در حضور عامل پوششی tga سریعتر از tg انجام می پذیرد و نورتابی در حضورtga بسیار بیشتر از tg در شرایط یکسان می باشد. افزایش نورتابی نانو ذرات cdte/cds همراه با میل طول موج به سمت قرمز، نشان از تشکیل نانو ذرات هسته-پوسته نوع دوم در مقایسه با ساختار cdtexs1-x می باشد. نورتابی نانو ذرات هسته-پوسته cdte/cds پایدار شده با tga بیشتر از نورتابی بدست آمده با نانو ذرات هسته-پوسته cdte/cds پایدار شده با tg می باشد. میل نورتابی به سمت قرمز و تغییر پهنای پیک pl(photoluminescence) در نانو ذرات هسته-پوسته cdte/zns مشاهده نشد. نتایج این مشاهدات تایید می کنند که نانو ذرات cdte/zns، نانو ذرات نوع اول و شبکه-های cdte و zns دارای ناهماهنگی بالا می باشند.

نانوبلورهای نیمرسانا دارای خواص نوری وابسته به سطح ویژه ای هستند. این خواص ناشی از محدودیت های کوانتومی در این نیمرساناها است که سبب تغییر در ساختار نواری نیمرسانا و افزایش گاف انرژی می شود. از این، رو مطالعات گسترده ای در زمینه روش های ساخت و کنترل رشد اندازه ی ذرات و بهبود خواص سطحی به ویژه در محیط های آبی به منظور کاربردهای نوری و الکترونیکی انجام گرفته است. از جمله روش های کنترل اندازه ی نانوذرات در محیط های آبی یا در فاز مایع استفاده از عوامل پوششی و سورفکتانت ها یا مواد فعال در سطح، رشد نانوذرات در حفره های نانومتری یک ماده متخلخل و رشد در مایسل های مجزاست. در واکنش های ترموشیمیایی از مواد حساس به گرما برای کنترل اندازه ی نانوذرات استفاده می شود. با افزایش دما و زمان حرارت دهی عموماً اندازه ی ذرات بزرگ تر می شود و خواص نوری آن ها تغییر می کند. گرمادهی سبب کاهش پهنای گاف انرژی و افزایش اندازه ی نانوذرات می شود. این کاهش در پهنا می تواند به فرایندهای بازترکیب غیرتابشی گوناگون منجر شود. از دیگر موارد مورد توجه در ساخت نانوذرات نیمرسانای گروه 2-6 و بررسی خواص نوری آن ها، ناخالص سازی ساختار آن ها با استفاده از یون های فلزات واسطه است. نقش این یون ها در ایجاد تغییر در گذارهای اکسیتونی است. در این پژوهش نانوذرات znse به روش آبی ساخته و رشد داده شده اند و در هر مرحله نورتابی و جذب نور آن ها بررسی شده است. همچنین اثر عواملی چون زمان گرمادهی و ناخالصی ناشی از افزودن یون های مس و منگنز مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه گیری های این فصل به جهت گیری مناسب طراحی آزمایش ها جهت ساخت نانوذرات سلناید روی در محیط آبی، به منظور بهبود کاربردهای مهم این ماده کمک نموده است. طراحی شیوه ساخت و آزمایش، با هدف تسریع در انجام آن، افزایش میزان دقت در اندازه گیری ها و عدم نیاز به تجهیزات پیچیده و تأمین هزینه های بالاست. به طوری که کل فرایند ساخت از ابتدای آزمایش تا دستیابی به نمونه ی نهایی در مدت زمان حد اکثر 30 دقیقه صورت می گیرد. از جمله رویکردهای مهم در انتخاب این ماده و نیز روش ساخت، توجه ویژه به حفاظت محیط زیست و صرفه جویی در مصرف انرژی است. روی و دوز پایین سلنیوم غیر سمی هستند و به طور کلی روش آبی از جمله ی کم ضررترین روش های ساخت نانوذرات است. در روش ارائه شده در این تحقیق از سدیم هیدروژن سلناید به عنوان منبع یون های سلنیوم و از محلول استات روی متبلور به عنوان منبع یون های روی و از تیوگلیکولیک اسید به عنوان عامل پوششی استفاده شده است. پس از تزریق منبع سلنیوم به محلول حاوی تیوگلیکولیک اسید و یون های روی گاز زدایی شده فرایند هسته زایی آغاز می شود. سپس این محلول نهایی در دمای 100 در حمام سیلیکون قرار داده می شود و در زمان های مشخص نمونه هایی جهت مشخصه یابی برداشته می شود. مشخصه یابی نوری نمونه های محلول به وسیله ی طیف جذبی و طیف لومینسانس و به صورت پودر با استفاده از xrd و پراکندگی دینامیکی نور اندازه ذرات در بازه 2.5 تا 6 نانومتر با ساختار مکعبی زینک بلند به دست آمده است.

نانوذرات نیمرسانای آلیاژی خواص اپتیکی و الکترونیکی متفاوتی را به دلیل امکان کنترل اندازه و همچنین ترکیب از خود نشان می دهند. نانوذرات cdsexte1-x به علت وابستگی غیر خطی گاف انرژی نسبت به اجزای تشکیل دهنده ترکیب، قابلیت کاربرد در سلول های خورشیدی و تصویربرداری بیوپزشکی را دارد. در این تحقیق ساخت نانوذرات cdsexte1-x با استفاده از روش ترموشیمیایی، انجام گرفته است. در این مطالعه، نانوذرات cdsexte1-x در محیط آبی با واکنش پیش ماده های تلوریوم و سلنیوم و نمک کادمیوم در حضور عامل پوششی tga برای جلوگیری از رشد ذرات و پوشاندن سطح نانوذرات تهیه شده است. ساختار این نانوذرات به وسیله طیف پراش پرتو ایکس xrd)) به دست آمده است. تحلیل های طیف جذب uv-visو نورتابی برای نسبت های مولی مختلف se و te مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش زمان حرارت دهی گاف انرژی کوچکتر می‏شود و طیف های جذبی و نورتابی به سمت طول موج های بزرگتر انتقال می یابد. آنالیز edax ترکیب شیمیایی عناصر را برای نانوذرات مشخص می نماید. تصویر میکروسکوپ tem اندازه نانوذرات را زیر 10 نانومتر تأیید می کند. علاوه بر آن ضریب شکست غیر خطی n2 و ضریب جذب غیر خطی ?، توسط لیزر هلیم- نئون پیوسته با طول موج nm8/632 به کمک روش روبش-z اندازه گیری شده است. همچنین ضریب جذب خطی ? برای این مواد به کمک چیدمان محدودشدگی اپتیکی به دست می آید.

در این پژوهش، تولید نانوذرات نیمرسانای آلیاژی cd1-xznxte به روش کلوئیدی در محیط آبی انجام شد که دارای مزایای بسیاری است. این روش تاکنون به ندرت برای ساخت نانوذرات مذکور مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعه خواص نوری و مشخصه یابی ساختاری، به وسیله طیف های جذب مرئی-فرابنفش(uv-vis)، نورتابی (pl)، الگوی پراش اشعه ایکس (xrd)، تحلیل تفکیک انرژی اشعه ایکس (edx)، تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و همچنین روش روبش-z (برای کاوش اثرات غیرخطی) صورت پذیرفت. تشکیل این نانوذرات آلیاژی از بررسی تغییر شکاف انرژی، جابجایی قله های نورتابی و جذب برحسب شاخصx و همچنین مکان قله ها در الگوهای xrd، مورد تایید قرار گرفت. در مرحله بعدی، درباره تاثیر برخی عوامل موثر در نورتابی مانند زمان، غلظت پیش مواد، دمای واکنش و نوع عامل پوششی، بحث و بررسی شد. نانوذرات آلیاژی تولید شده در حضور تیولِ زنجیرکوتاهِ تیوگلیکولیک اسید(tga)، پایداری نوری مطلوبی داشته و در مقایسه با نمونه های پوشش داده شده با تیوگلیسرول (tg) در شرایط یکسان، شدت نورتابی قوی تری از خود نشان دادند. طبق نتایج به دست آمده، می توان با تنظیم ترکیب سازنده ها و افزایش زمان حرارت دهی، نورتابی را در گستره وسیعی از طیف مرئی (از سبزآبی تا قرمز) پوشش داد.

سیستم های پیل سوختی راکتورهای الکتروشیمیایی هستند که در حضور هیدروژن و اکسیژن، تولید الکتریسیته، آب و حرارت می کنند. بدلیل بازدهی بالا و عدم آلایندگی محیط زیست، جایگزین مناسبی برای مبدل های با سوخت های فسیلی نظیر موتورهای احتراق داخلی هستند. سوخت مورد نیاز پیل های سوختی، هیدروژن و یا هیدروکربن های گازی، مایع و جامد هستند. پیل سوختی اکسید جامد در بین انواع مختلف پیل سوختی، بالاترین بازدهی و ساختار نسبتاً ساده ای دارند. کاتد پیل سوختی یکی از اجزاء اثر گذار بر بازدهی این نوع سیستم ها است. در این پایان نامه، ماده سرامیکیlscf ((la1-xsrxcoyfe1-yo3 بعنوان کاتد پیل سوختی اکسید جامد مورد مطالعه قرار گرفته است. این کاتد بین دماهای 600 تا 800 درجه سانتیگراد، هدایت الکتریکی خوب و عملکرد الکتروشیمیایی نسبتاً بالایی دارد. ماده کاتدی lscf با استفاده از روش سل-ژل تعدیل یافته و همچنین سل-ژل خوداحتراقی ساخته شده است. برای سنتز این ماده از نیترات لانتانیم، نیترات استرانسیم، نیترات کبالت، نیترات آهن، edta، اسید سیتریک و نیترات آمونیوم به عنوان عامل احتراقی استفاده شده است. پودر lscf سنتز شده از دیدگاه نانوئی، خواص ساختاری، تاثیر دما بر روی اندازه ذرات و میزان تخلخل، مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی های صورت گرفته و نتایج حاصله نشان می دهند که نانو ذرات کاتدی lscf با اندازه میانگین ذره ای مناسب، میزان توزیع تخلخل نسبتاً قابل قبول و مساحت سطح موثر مناسب، نسبت به آزمایشات صورت گرفته و گزارش شده، دارای ساختار و خواص فیزیکی بهتری است که می تواند گام مهمی بر ای سنتز مواد کاتدی با بازدهی بیشتر باشد.

در این پژوهش فوتوآندهای متفاوتی بر مبنای نانوسیم‏های اکسیدروی، کامپوزیت نانوسیم‏های اکسیدروی/نانوذرات اکسیدتیتانیوم، نانوسیم‏های رشد یافته در جهت عمود بر سطح و کامپوزیت نانوسیم‏های عمود بر سطح/نانوذرات اکسیدتیتانیوم جهت ساخت سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تولید نانوسیم‏های اکسیدروی و نانوذرات اکسیدتیتانیوم از روش‏های شیمیایی مانند سل‏ـ‏ژل و گرمابی بهره گرفته شد. طیف‏سنجی پراش پرتو x، رامان، فوتولومینسانس و uv/vis/nir و تصویربرداری الکترونی روبشی جهت بررسی ساختار بلوری و مورفولوژی نانوسیم‏های اکسیدروی و نانوذرات اکسیدتیتانیوم تولید شده مورد استفاده قرار گرفتند. برای مشخصه‏یابی سلول‏های ساخته شده تحت نور شبیه‏سازی شده خورشید (5/1am) از دستگاه پتانسیواستات auotolab استفاده گردید. طیف‏سنجی رامان و فوتولومینسانس وجود نقص‏های بلوری داخل ساختار نانوسیم‏های اکسیدروی را نشان دادند. نتایج حاصل از مشخصه‏یابی جریان‏ـ‏ولتاژ، i-v، نشان داد که سلول‏های ساخته شده بر مبنای نانوسیم‏های رشدیافته در جهت عمود بر سطح زیرلایه عملکرد بهتری نسبت به سلول‏های بر مبنای نانوسیم‏های بدون جهت دارند. همچنین استفاده از نانوذرات اکسیدتیتانیوم بازده سلول را ارتقا بخشید. در بهترین حالت،فیل‏فاکتور و بازده به ترتیب در حدود 67/0 و 42/0 برای سلول ساخته شده بر مبنای کامپوزیت نانوسیم‏های عمودی اکسیدروی/نانوذرات اکسیدتیتانیوم به دست آمد.

در این رساله رسانش الکترونی وابسته به اسپین در نانو ساختارهای پایه کربنی در چارچوب فرمولبندی ترابرد همدوس لاندائور و با استفاده از هامیلتونی بستگی قوی تک باندی و چند باندی، توابع گرین سطحی و ماتریس های انتقال بررسی و محاسبه می شود. ویژگی های مغناطیسی مورد بررسی، ناشی از خواص مغناطیسی تهی جای ها، اتمهای مغناطیسی ناخالصی و میدانهای خارجی است. بعلاوه خواص مغناطیسی نانو دیسک ها و نانو نوار های گرافینی با لبه های زیگزاگ و آرمچیر نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند. هامیلتونی در برگیرنده این اثرات از مدل هابارد و مدل تنگ بست وابسته به اسپین به دست می آید و با روش حل خود سازگار و تقریب هارتری-فاک غیرمحدود محاسبه می شود. اثرات مغناطیسی و میدانهای خارجی در ترکیبات پایه کربنی، جریان هایی با قطبیدگی اسپینی و مقاومت مغناطیسی بالا ایجاد می نمایند. با استفاده از اثرات مربوط به اتم های مغناطیسی و ممان های مغناطیسی جایگزیده حاصل از تهی جای ها و لبه های مغناطیسی و درنظر گرفتن قضیه لایب، و اتصالات مغناطیسی می توان نانوساختارهای جدیدی را با خواص نیم رسانایی و یا فلزی برای تولید جریان هایی با اسپین، قطبیدگی بالا طراحی نمود. در ادامه برخی از دستاوردهای مهم رساله با ذکر جزئیات آن ذکر می شود. اول؛ با استفاده از نانو نوارهای آرمچیری با طراحی خاصِ کانال در ترانزیستورهای اثر میدانی نشان دادیم که بدون استفاده از میدان های مغناطیسی خارجی و اتم های مغناطیسی تنها با طراحی در نانو نوارهای آرمچیری ممان های مغناطیسیِ پایدار و جریان هایی با قطبیدگی بالا ایجاد می شوند. جریان های عبوری از این نوع فیلترهای اسپینی حساسیت بالایی را به ممان های جایگزیده و لبه-های زیگزاگ نشان می دهند و با اعمال ولتاژ الکتریکی می توان جریان های عبوری از کانال را کنترل و قطبیدگیی بیش از %90 ایجاد نمود. دوم؛ انتقال همدوس وابسته به اسپین الکترون در (نانولوله کربنی/ نانولوله کربنی دارای نقص/ نانولوله کربنی) نشان می دهد که تفاوت قابل ملاحظه ای در خواص الکترونی و ترابردی سیستم ذکر شده با یک نانولوله بدون نقص با در نظر گرفتن اثرات نقص های تهی جای وجود دارد. در نظر گرفتن آثار مغناطیسی مربوط به اختلال تهی جای سبب شکافتگی بین دو زیر نوار اسپینی الکترون می شود. با انتخاب مناسب پتانسیل های الکتریکی روی کانال و الکترودها می توان شدت های قطبیدگی جریان های اسپینی را کنترل کرد. سوم؛ اتصال نانو دیسک با طرح ها و لبه های مختلف آرمچیر و زیگزاگی نشان می دهد که ممان های مغناطیسی لبه ها در نانو دیسک با لبه زیگزاگی شکل، به صورت آنتی فرو مغناطیس با اتصالات فرومغناطیسی آهن جفت می شوند حضور اتصالات آهنی حالت های الکترونی ومغناطیسی نانو دیسک ها را در لبه های زیگزاگ و آرمچیری تغییر می دهد، و سبب ایجاد مغناطش در لبه های دیسک می گردد. علاوه بر آن مقاومت مغناطیسی بالایی در انواع مختلف نانو دیسک گرافینی ایجاد می شود که در انرژی های پایین تغییرات شدیدی را بر حسب ولتاژ و تغییر مغناطش های لبه ای نشان می دهند. چهارم؛ با اتصال نانو دیسک گرافینی با لبه های زیگزاگی به الکترودهای مغناطیسی و غیر مغناطیسی، دیسکِ گرافینی همانند یک فیلتر اسپینی عمل می کند و جریان هایی با قطبیدگی بالا را ایجاد می نماید. نهایتاً؛ با استفاده از نانو نوار زیگزاگی گرافین و اعمال میدان الکتریکی و مغناطیسی در قسمت کوچکی از نوار به عنوان کانال، جریان های اسپین قطبیده ایجاد کرده ایم. اعمال میدان الکتریکی و مغناطیسی در قسمت بسیار کوچکی از نانونوار زیگزاگی به عنوان کانال جریان های اسپین قطبیده با قطبش بالا ایجاد می نماید. اتصال طراحی شده در برخی از انرژی ها حتی با وجود نقص های شبکه ای و نواقص مغناطیسی همانند یک اسپین فیلتر با قطبیدگی کامل عمل می کند.

در این پایان نامه خواص نورتابی نانوذرات آلیاژی znxcd1-xs پایدار شده با عامل پوششی tga مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش x ، لبه جذب و قله نورتابی به سمت طول موج های قرمز جابجا شده که حاکی از تشکیل نانوذرات آلیاژی znxcd1-xs است. نتایج نشان داد که افزایش غلظت عامل پوششی و کاهش ph باعث کاهش رشد نانوذرات شده و نورتابی افزایش یافت. رشد نمونه ها در تاریکی باph های بالاتر، نشان از آهنگ سریعتر افزایش اندازه ذرات (حتی در دمای اتاق) داشت به طوری که بعد از مدت زمانی نمونه ها کاملا رسوب نموده و نورتابی خاموش گردید. عامل پوششی tga نقش بسیار مهمی در پایداری نمونه ها داشته که منجر به تولید نانوذراتی با طول عمر بالا جهت استفاده در قطعاتی همچون دیودهای نوری می شود. جهت افزایش نورتابی و رفع ناکاملی های سطحی از پوسته zns به دور هسته znxcd1-xsاستفاده شد. افزایش نورتابی نانوذرات هسته-پوسته znxcd1-xs/zns بدون جابجایی به سمت طول موج های قرمز و پایداری بالاتر، نشان دهنده تشکیل نانوذرات هسته-پوسته نوع اول znxcd1-xs/zns در مقایسه با هسته znxcd1-xs بود.

سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه یکی از این منابع تجدید پذیر با آلایندگی حداقلی است که می تواند سهم بزرگی در تولید انرژی و پیشرفت هر کشور داشته باشد. استفاده از نانو ساختارهای اکسید نیمرسانا به همراه رنگدانه به عنوان قلب این نوع سلول خورشیدی، مورد توجه بسیار زیاد محققین قرار گرفته است، تا بتوان سلول های خورشیدی هر چه کارامدتر از این نوع را به تولید انبوه رساند. در این پروژه انواع نانو ساختارهای اکسید روی مانند نانو دیوار، نانو پولک، نانو سیم و ساختارهای سلسله ای (با ترتیب خاص) با استفاده از روش الکترونهشت ساخته شد. نانو ساختار های به دست آمده به عنوان فوتو آند در سلول خورشیدی حساس شده با رنگینه به کار برده شدند. بعلاوه، از پوشش نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به منظور لایه محافظ برای اکسید روی و نیز لایه پراکنده کننده نور استفاده شد. بررسی های انجام شده بر روی فوتو آند ساخته شده حاکی از افزایش بازده سلول خورشیدی ساخته شده است. بازده سلول خورشیدی برای ساختارهای نانو دیوار، نانو پولک، نانو سیم، ساختارهای سلسله ای و با پوشش tio2 به ترتیب 0.12، 0.33، 0.45، 0.6 و0.93 درصد بوده است. این تحقیق نشان می دهد که سلول های ساخته شده از نانو دیوار اکسید روی با پوشش tio2، بیشترین بازدهی را داشته است. کلمات کلیدی: سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه، نانو دیوار، نانو پولک، نانو سیم، ساختارهای سلسله ای، الکترونهشت، نانو ساختارهای دی اکسید تیتانیوم، هیدروترمال

در این پایان نامه ساخت و مشخصه یابی نانوترکیب fe3o4/cdte ارائه می شود. در این راستا، نانوذرات مگنتایت به روش همرسوبی و نقاط کوانتومی کادمیوم تلوراید به روش گرم آبی تولید و برای بررسی ساختار بلوری این دو نانوساختار از آزمون پراش پرتو ایکس استفاده شد. فرینه ها شکل گیری شبکه بلوری مورد انتظار برای این دو نانوساختار را تایید کردند و با استفاده از نرم افزار maud داده های پراش پرتو ایکس مورد بررسی دقیق تر قرار گرفتند. اندازه بلورک ها، کرنش و فاصله بین دو صفحه یکسان مجاور به ازای صفحات مختلف بلورشناسی بدست آمد و متوسط اندازه ذرات برای نانوذرات مگنتایت 3/18 و برای نقاط کوانتومی کادمیوم تلوراید 9/2 نانومتر محاسبه شد. اسید سیتریک و تیول گلایکولیک اسید به ترتیب به عنوان عامل پوششی مناسب جهت پراکنده کردن نانوذرات مگنتایت و کادمیوم تلوراید در محیط آبی انتخاب گردیدند. پتانسیل زتا برای کلویید نقاط کوانتومی 6/32- میلی ولت بدست آمد که نشان دهنده پایداری مناسب آن می باشد. برای جلوگیری از کاهش خواص مغناطیسی نانوذرات مگنتایت و خواص نورتابی نقاط کوانتومی کادمیوم تلوراید، که در اثر تماس مستقیم این دو نانوذره بوجود می آمد، لایه محافظ و جداکننده سیلیکا پیرامون نانوذرات مگنتایت رشد داده شد. شکل گیری عوامل مختلف پوششی اعمال شده بر سطح نانوذرات مگنتایت با آزمون طیف سنجی تبدیل فوریه در ناحیه فروسرخ بررسی و تایید گردید. برای ایجاد پیوند بین نقاط کوانتومی کادمیوم تلوراید با مگنتایت پوشانده شده با سیلیکا، سطح نانوترکیب مغناطیسی با تری متوکسی سیلیل پروپان تیول پوشانده شد. در نهایت در یک محیط بازی از ترکیب این دو نانوساختار، نانوترکیب fe3o4/cdte بدست آمد. بررسی خاصیت نوری نقاط کوانتومی و نانوترکیب حاصل با استفاده از طیف سنجی جذبی در ناحیه مرئی- فرابنفش و طیف سنجی نورتابی همزمان بررسی شد. علاوه بر این به طور نظری، طیف انرژی نقاط کوانتومی، صرف نظر از برهمکنش کولنی در اکسیتون، به طور نظری بدست آمد. در آزمون طیف سنجی جذبی برای cdte، لبه جذب در 580 نانومتر، دقیقا معادل با قله آزمون نورتابی همزمان آن، بدست آمد. در نانوترکیب fe3o4/cdte به دلیل وجود هسته جاذب و لایه پراکننده سیلیکا، در تمامی نواحی مرئی و فرابنفش جذب وجود داشت، با اینحال رفتار جذبی در نواحی جذب کادمیوم تلوراید با این نقاط کوانتومی یکسان بود. در نتایج آزمون نورتابی همزمان نانوترکیب نهایی فرینه ای در 580 نانومتر مشاهده شد که شکل گیری نانوترکیب را تایید کرد. بعلاوه فرینه های دیگری مشاهده شد که به پراکندگی نور توسط لایه سیلیکا نسبت داده شد.

حسگرهای گازی نیمرسانای اکسید فلزی (mos) یکی از سیستم های کارآمد برای تشخیص گازهای متفاوت و اندازه گیری غلظت آن ها هستند. اساس کار حسگرهای گازی نیمرسانا بر اساس اندر کنش گاز lpg با اتم های لایه های سطحی است. این امر موجب تغییر مقاومت سطحی و نیز تغییر سطح نوار انرژی آن ها می شود. در این تحقیق، تأثیر غلظت گاز نمونه، دمای عملکرد و استفاده از آلایش نانوذرات طلا در بهبود کارایی حسگر گازی اکسید تنگستن مورد بررسی قرار گرفته است. لایه های نازک wo3 به دو صورت خالص و آلائیده با نانوذرات طلا، با درصد وزنی %0.1 و با روش های سل-ژل، لایه نشانی چرخشی و غوطه وری بر روی زیر لایه شیشه ساخته شدند. بعد از آماده سازی، لایه های نازک در دمای c?400 پخت داده شده سپس اتصالات الکتریکی توسط دستگاه کندوپاش dc، جهت اندازه گیری مقاومت سطحی لایه ها ایجاد شده است. مشخصه یابی ساختاری و ریخت شناسی لایه های نازک ایجاد شده، طی فرایندهای پراش پرتو x (xrd)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، طیف سنجی رامان و میکروسکوپ روبشی الکترونی گسیل میدانی (fe-sem) انجام شده است. نتایج بدست آمده حاکی از تشکیل نانولایه های تری اکسید تنگستن با ساختار شبه پروسکایت است. با بررسی تغییر مقاومت لایه های خالص و آلاییده در حضور گاز نمونه، آزمون حسگری لایه ها انجام شده است. نتایج نشانگر مناسب بودن این روش جهت تولید لایه های نازک تری اکسید تنگستن و به ویژه لایه آلاییده با نانو ذرات طلا برای کاربرد به عنوان حسگر گاز مایع است. بهترین حساسیت اندازه گیری شده مربوط به لایه آلاییده مربوط به دمای عملکردی 350 درجه سانتیگراد در برابرppm3000 گاز مایع در اتمسفر ازت بوده که حدود 10.5 برابر حساسیت wo3 خالص در شرایط مشابه است.

نارسانای توپولوژیک فاز جدیدی از ماده است که برخلاف سایر فازهای شناخته شده تا این زمان، بر مبنای نظم توپولوژیک ناشی از اثر کوانتمی هال معرفی می شود. خاصیت اصلی این نارسانا که آنرا از نارسانای معمولی متمایز می کند، رسانش الکتریکی روی سطح ماده است. مشاهدات تجربی این حالات الکترونی سطحی اثباتی برای وجود این حالت از ماده می باشد. در این تحقیق پس از تعریف و بررسی خواص اصلی این فاز جدید از ماده، خواص الکتریکی چهار نیمه هویسلر laptbi، luptbi، yptbi و ypdbi و سه آلیاژ ?la?_(3/4) y_(1/4) ptbi، ?la?_(1/2) y_(1/2) ptbi و ?la?_(1/4) y_(3/4) ptbi، به واسطه نمودارهای چگالی حالات و ساختار نواری آن ها با استفاده از پتانسیل های lsda و mbjlda، و بر پایه نظریه تابعی چگالی بررسی شده است. به طور نمونه می توان به نتایج بدست آمده برای نیمه هویسلرهای laptbi و yptbi اشاره کرد؛ چگالی حالات صفر روی تراز فرمی و وارونگی نوار حاصل از رسم ساختار نواری این نیمه هویسلرها با استفاده از دو پتانسیل ذکر شده، نشان دهنده فاز نارسانای توپولوژیک است. نتایج بدست آمده برای دیگر ساختارهای نام برده شده، در متن تحقیق آورده شده و مورد بحث قرار گرفته اند.

در تحقیق حاضر، تأثیر غلظت و قطر نانولوله های کربنی چند دیواره در بهبود کارایی حسگر گازی sno2 بررسی شده است. لذا لایه های نازک sno2/mwcnts با روش نوین سل-ژل و لایه نشانی چرخشی جهت کاربرد در حسگری گاز مایع (lpg) مورد مطالعه قرار گرفته است. لایه های نازک sno2/mwcnts با درصدهای وزنی مختلف %5 ، %10 و %15 و همچنین قطرهای مختلفnm 20-10و nm 30-20 نانولوله های کربنی چند دیواره ساخته شده است. لایه های نازک بعد از آماده سازی ، در دمای c?500 پخت شده و سپس اتصالات الکتریکی توسط دستگاه کندوپاش dc جهت اندازه گیری مقاومت سطحی لایه ها ایجاد شده است. نتایج مشخصه یابی fe-sem نشان می دهد که با افزایش درصد وزنی نانولوله های کربنی چند دیواره، تخلخل سطح لایه های نازک افزایش یافته است. حساسیت کلیه حسگرها نسبت به گاز مایع (lpg) مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج نشان می دهند که با افزایش قطر و درصدهای وزنی نانولوله های کربنی چند دیواره، حساسیت حسگرها نسبت به گاز مایع افزایش یافته است. بهترین حساسیت حسگری اندازه گیری شده در دمایc ?250، مربوط به نمونه (15% ,d=20-30nm) mwcnts/ sno2در برابر ppm 3000 گاز مایع در اتمسفر ازت بوده که تقریباً 12 برابر حساسیت sno2 خالص در شرایط مشابه می باشد. این پدیده به دلیل خواص انتقال الکترونی بالا و همچنین نسبت سطح به حجم نانولوله های کربنی چند دیواره می باشد. از دیگر موفقیت های بدست آمده در این تحقیق، کاهش دمای کار از c?350 به c?250 است که باعث کاهش توان مصرفی می شود. این امر قابلیت کاربرد صنعتی این حسکر را نشان می دهد.

این پژوهش با هدف بررسی اثر نانو ساختار متخلخل tio2 بر بازده سلول خورشیدی حساس شده با رنگدانه انجام شد. بدین منظور نانوکره های کربنی در قطرهای مختلف و خمیری از نانوذرات tio2 با استفاده از روش گرمابی ساخته شدند. تأثیر میزان غلظت محلول گلوکز، دما و زمان فرآیند رشد گرمابی بر قطر نانوکره های کربن مورد بررسی قرار گرفت و نانوکره های کربن با قطرهای مختلف ساخته شد. از نانوکره های کربن به عنوان عامل ایجاد تخلخل استفاده گردید. بدین صورت که، نانوکره های کربن با درصد وزنی و قطر های مختلف با خمیر نانوذرات اکسیدتیتانیوم ترکیب شدند. در طی فرآیند پختِ نانوذرات tio2، نانوکره های کربنی با اکسیژن ترکیب شده و بصورت گاز دی اکسیدکربن از ماده خارج می شوند. این امر باعث متخلخل شدن لایه نازک tio2 می شود. تخلخل ایجاد شده موجب پراکندگی بیشتر نور و درنتیجه به دام انداختن آن می شود. به دلیل افزایش سطح tio2 ، میزان جذب رنگدانه بر سطح افزایش یافته و جذب بیشتر نور را موجب می گردد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem) تخلخل را به خوبی نشان دادند. طیف سنجی مرئی- فرابنفش نیز، تغییرات میزان رنگدانه ی جذب شده به ازای درصدوزنی و قطرهای مختلف نانوکره های کربنی ترکیب شده با tio2 و در نتیجه تخلخل های متفاوت ایجاد شده را تأیید کردند. برای تعیین میزان زبری سطح از فرآیند جذب و واجذب رنگدانه استفاده شد. نتایج حاصل از این آزمایش، افزایش سطح واقعی به ازای ترکیب 2 درصدوزنی نانوکره های کربن با tio2 و کاهش سطح به ازای درصد وزنی های بالاتر از 2 درصد را نشان دادند. برای مشخصه یابی، سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه، تحت تابش نور شبیه سازی شده ی خورشید (5/1am) قرار گرفتند. نتایج حاصل از مشخصه یابی چگالی جریان-ولتاژ (j-v)، نشان داد که بازدهی سلول خورشیدی، به میزان تخلخل ایجاد شده در سلول بستگی دارد. بالاترین بازده به دست آمده 5.09 درصد است که به سلول ساخته شده با ترکیب 2 درصدوزنی نانوکره های کربنی با tio2 مربوط است.

در این تحقیق لایه های نانوساختار دی اکسید قلع خالص و آلاییده با مس (wt%2.03، wt%3.52، wt%4.21، wt%4.97) به منظور بررسی اثر آلایندگی مس بر روی میزان حسگری لایه نانوساختار دی اکسید قلع نسبت به گاز مایع (lpg) ساخته شد. لایه های مورد نظر با استفاده از روش های سل– ژل و پوشش دهی چرخشی بر روی زیرلایه های شیشه ای لایه نشانی شدند. برخی خصوصیات ساختاری این لایه ها از قبیل تشکیل ساختار بلوری، اندازه دانه ها، شکل دانه بندی و نوع ترکیبات سطحی که در پاسخ حسگری نقش موثری دارند، با استفاده از تحلیل و بررسی نتایج xrd، edx و تصاویر fesem مورد مطالعه قرار گرفته است. لایه های حاصل دارای سطحی یکنواخت می باشند و همچنین دانه بندی ریز و منظمی دارند. به منظور آشکارسازی غلظت های ppm250، ppm500، ppm1000 و ppm3000 گاز lpg در محیط، از روش حسگری مقاومتی در سامانه استاتیک استفاده شده است. نتایج بررسی ها نشان دادند که لایه نانوساختار دی اکسید قلع آلاییده با wt%3.52 مس در مقایسه با لایه های دی اکسید قلع خالص و آلاییده با wt% 2.03، wt%4.21 و wt%4.97 مس، نسبت به گاز lpg حساسیت بهتری از خود نشان می دهد.

به منظور کاربرد نانوذرات مغناطیسی در محیط های ذخیره سازی اطلاعات، نیاز به نانوذراتی در ابعاد nm 20-2 است تا هر نانوذره به عنوان یک بیت به کار رود. این ذرات می باید از نظر مغناطیسی، فرومغناطیس و دارای ناهمسانگردی مغناطوبلوری بالا (ku= 107 erg/cm3) و همچنین میدان وادارندگی از مرتبه تسلا باشند. دستیابی به این خواص از طریق گذار به فاز منظم l10 حین گرمادهی نانوذرات تا دمای c?600 امکان پذیر است. دمای بازپخت موجب بهم پیوستگی نانوذرات و افزایش اندازه آنها خواهد شد، لذا زیرلایه ای لازم است تا علاوه بر ایجاد توزیع یکنواخت و تک لایه از نانوذرات روی سطح، از بهم پیوستگی آنها حین بازپخت جلوگیری نماید. در این کار، نانوذرات fept پس از ساخت به روش شیمیایی polyol، به دو روش شیمی تر (wet chemistry) و پوشش دهی چرخشی (spin coating) به ترتیب روی زیرلایه های سیلیکان متخلخل و sio2/si نشانده شده اند. پیوندهای ایجاد شده با سطوح، مانع از کلوخه ای شدن ذرات حین بازپخت شده و در نهایت توزیع یکنواختی از نانوذرات روی سطح بدست آمده است. خواص ساختاری و مغناطیسی نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل های tem و fe-sem اندازه ذرات را قبل از گرمادهی، 2/7 nm و پس از گرمادهی 15 nm و تحلیل edx ترکیب عنصری آنها را fe55pt45 نشان داده اند. ظهور قله های جدید در طیف xrd وجود نظم شیمیایی l10 و انتقال جزئی قله ها تغییر ثابتهای شبکه و ایجاد (c/a)<1 را نشان می دهد. تحلیل vsm میزان وادارندگی نانوذرات پس از بازپخت روی بستر معمولی سیلیکان را 7 koe و با نانوذرات 15 nm روی بستر سیلیکان متخلخل را 3/3 koe نشان داده است. خاصیت ابرپارامغناطش نمونه نیز قبل از بازپخت توسط vsm مشخص شده است. همچنین مورفولوژی نانوذرات روی بسترهای سیلیکان از طریق تصاویر fe-sem بررسی شده اند. در این کار، توزیع های یکنواخت و تک لایه از دانه های مغناطیسی با ابعادی حدود 15 nm و میدان وادارندگی از مرتبه تسلا روی بسترهای سیلیکان متخلخل و اکسید سیلیکان ایجاد شده اند.

بهبود کارایی کاتد پیل سوختی دما متوسط، یکی از بزرگترین چالش های پیشرفت در زمینه پیل های سوختی اکسید جامد (sofc) است. کاتد پیل سوختی باید رسانش الکتریکی و نیز یونی کافی داشته باشد. مواد با ساختار پروسکایت بیشترین کاربرد را در کاتد دارند. در این تحقیق، برای اولین بار، کامپوزیت- نانولوله ی prni0.6co0.4o3/ce0.8sm0.2o1.9 ساخته شد و ویژگیهای آن با روش های تحلیلی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ساخت کامپوزیت نانوساختار، غشای پلیمری پلی کربنات با اندازه منافذ 0.1 µm به عنوان قالب استفاده شد. رسانش الکتریکی مواد با سامانه چهار پروب نقطه ای اندازه گیری شد. نتایج اندازه گیری نشان داد که کاتد ساخته شده بازده مناسبی برای کاربرد در پیل سوختی اکسید جامد دارد. بیشینه رسانندگی، در دمای650 درجه سانتیگراد، s/cm 405 است. لازم به ذکر است این اندازه گیری نیز برای اولین بار بر روی این ماده انجام می شود. به منظور بررسی سازگاری شیمیایی، ترکیب prni0.6co0.4o3 با ce0.8sm0.2o1.9 (به نسبت 1:1) در دماهای 800، 900 و 1000 درجه سانتیگراد، حداقل ده ساعت حرارت داده شده است. عدم تشکیل قله اضافی در طیف پراش اشعه x بیانگر آن است که دو ماده از سازگاری شیمیایی مناسبی برخوردارند.

در این پژوهش، اثر نانو لوله های کربنی در بازدهی سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه بر پایه ی نانو میله های tio2 مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به این که نانو میله ها می توانند مسیری مستقیم برای انتقال سریع تر الکترون فراهم کنند، لذا ابتدا نانو میله های دی اکسید تیتانیوم با استفاده از روش گرمابی به صورت مستقیم بر روی زیر لایه ی شیشه رسانا برای استفاده در آند سلول سنتز شدند. اثر زمان واکنش گرمابی بر روی نانو میله ها و در پی آن بر روی بازدهی سلول ساخته شده با این نانو میله ها بررسی شد. برای کاستن هزینه نهایی ساخت سلول، نانولوله های کربنی چند دیواره به جای پلاتین در کاتد استفاده شد. برای این منظور، خمیر نانولوله های کربنی ساخته و با استفاده از روش لایه نشانی دکتر بلید بر روی شیشه رسانا، لایه نشانی شد. تحلیل پراش پرتو ایکس (xrd) نشان داد که نانو میله ها، دارای فاز روتایل بوده و در راستای عمود بر زیر لایه رشد کرده اند. همچنین کاتد سلول با این تحلیل بررسی شد و وجود نانولوله های کربنی را تایید کرد. از طرف دیگر تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (fesem)، رشد بسیار منظم و عمودی نانومیله ها را نشان داد. تصاویر fesem نانولوله های کربنی استفاده شده در کاتد نشان می دهند که این نانولوله ها به صورت یکنواخت و با کمترین شکستگی بر روی زیر لایه، لایه نشانی شده اند. در پایان بازدهی سلول خورشیدی ساخته شده با استفاده از این نانومیله ها و نانولوله های کربنی تحت تابش استاندارد (am1.5 و100mw/cm2) بررسی شد و بازدهی 3.58% برای سلول با کاتد پلاتینی، و بازدهی 1.59% برای سلول با کاتد ساخته شده با استفاده از نانولوله های کربنی چند دیواره به دست آمد.

گرافین ساختاری دو بعدی از اتمهای کربن است که دارای خواص الکترونیک، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی ویژه ای است. مدولهای یانگ و برشی، استحکامهای کششی و برشی و کرنشهای شکست کششی و برشی برای گرافین در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ محاسبه شده اند. نتایج بدست آمده تطابق خوبی با نتایج تجربی دارند. همچنین تاثیرات نرخ بارگذاری؛ دمای شبیه سازی در دماهای مختلف بیانگر وابستگی استحکام شکست کششی و برشی و کرنشهای متناظر به دما است. با روش شبیه سازی دینامیکی مولکولی، تاثیر عاملدار کردن گرافین توسط هیدروژن بررسی شده و نشان می دهد که با افزایش درصد پوشش هیدروژن، مدولهای یانگ و برشی، استحکامهای کششی و برشی و کرنشهای متناظر کاهش می یابند. پوشش هیدروژن در دو حالت کاتوره ای و منظم بررسی گردید و نشان داد که نحوه توزیع پوشش هیدروژن در یک مقدار ثابت، خواص مکانیکی گرافین را تغییر می دهد. نتایج نشان می دهد که چنانچه پوشش هیدروژن منظم هیدروژن در راستای عمود بر کشش باشد، نسبت به حالتی که توزیع منظم هیدروژن موازی راستای کشش باشد، خواص مکانیکی بیشتر تغییر می کند که عکس این حالت در خواص برشی رخ می دهد. بررسی پوشش هیدروژن در دو راستای آرمچیر و زیگزاگ در دماهای مختلف نشان میدهد که خواص مکانیکی با افزایش دما کاهش می یابد.

در این رساله، نانوذرات fe_3 o_4 به روش همرسوبی تهیه شده، سپس با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، الگوی پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف سنجی جذبی در ناحیه مرئی فرابنفش (uv- vis) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. الگوی پراش پرتو ایکس، برای نانوذراتfe_3 o_4 ساختار مکعبی با اندازه متوسط 7/20 نانومتر را نشان داد. تصاویر sem، متوسط اندازه نانوذرات fe_3 o_4 را حدود 34 نانومتر نشان داد. نتایج طیف سنجی جذبی در ناحیه مرئی-فرابنفش بیان می کند که قله جذبی نانوذرات fe_3 o_4 در 450 نانومتر قرار دارد. در ادامه نانوذرات تهیه شده و رنگینه ی دی آزو( سودان iii) به بلورمایع نماتیکe7 اضافه شد. سپس خواص نوری خطی و غیرخطی، گذردهی نسبی و پارامترنظم ماکروسکوپی و میکروسکوپی بلورمایع نماتیک به صورت خالص و آلائیده با نانوذراتfe_3 o_4 و رنگینه ی دی آزو، بر اساس دو نوع جهت گیری اولیه موازی و عمودی بررسی شد. در این تحقیق، پارامتر نظم میکروسکوپی با استفاده از روش طیف سنجی قطبیده مورد بررسی قرار گرفت، و پارامتر نظم ماکروسکوپی به کمک تقریب هالر و مدل وکس در دماهای مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. خاصیت غیرخطی بودن نمونه خالص بلورمایع نماتیک (nlcs) و آلائیده با استفاده از روش روبش z-توسط لیزر پیوسته نئودیم- یگ (nd: yag) و با شدت پایین در طول موج 532 نانومتر بررسی شد. گذردهی نسبی نمونه ها توسط lcr متر در دماهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت. اثر جهت گیری اولیه ملکول ها بر روی پاسخ های غیرخطی بلورمایع نماتیک خالص و آلائیده بررسی گردید. نتایج تجربی نشان می دهند که درصد وزنی یکسان آلاینده ها با دو جهت گیری ملکول ها به صورت موازی و یا عمودی ، نتایج متفاوتی را در یک بلورمایع نماتیک نشان می دهند. در این بررسی هیچ اثر غیرخطی برای بلور مایع نماتیک خالص با استفاده از لیزر نئودیم- یگ مشاهده نشد. نتایج تجربی نشان می دهند که پاسخ های نوری غیرخطی نانوذرات fe_3 o_4 آلائیده به e7 را می توان با تغییر درصد وزنی ترکیب نانوذرات تغییر داد. مقایسه مطالعات غیرخطی نشان می دهند، مقدار ضریب شکست غیرخطی، ، و ضریب جذب غیر خطی، ?، در بلورمایع آلائیده با نانوذرات fe_3 o_4 با جهت گیری عمودی به ترتیب، 100 و 10 مرتبه بزرگتر از نمونه های با جهت گیری موازی است. با افزودن رنگینه ی دی آزو به بلور مایع نماتیک، نمونه با جهت گیری عمودی دارای ضریب شکست غیرخطی از مرتیه شد. علامت این ضریب منفی است که نشان دهنده پدیده خود واگرایی در این نمونه است. ضریب جذب غیرخطی آن از مرتبه بوده و دارای جذب دوفوتونی است. نمونه فوق با جهت گیری موازی دارای از مرتبه و ? از مرتبه است. در این نمونه پدیده خود واگرایی و جذب اشباع پذیر وجود دارد. پارامتر نظم به دست آمده نشان می دهد که بلور مایع نماتیک آلائیده به رنگینه ی دی آزو دارای نظم جهتی پایین تری نسبت به بلور مایع نماتیک خالص است. پارامتر نظم فقط در بلورمایع آلائیده به نانوذرات fe_3 o_4 که درصد وزنی آن 1% wt. است، نسبت به بلورمایع خالص افزایش نشان می دهد. داده های به دست آمده نشان می دهند که با افزایش دما، گذردهی نسبی بلورمایع آلائیده افزایش یافته و نسبت به نمونه خالص مقادیر بالاتری دارد. درنهایت، تأثیر میدان الکتریکی بر روی خواص نوری بلور مایع نماتیک آلائیده با نانوذرات fe_3 o_4 و رنگینه ی دی آزو در ولتاژهای مختلف بررسی شده است. میدان الکتریکی خارجی عمود بر سطح سلول اعمال شده است و اندازه گیری برای دو جهت گیری اولیه ملکول ها انجام شد. نتایج تجربی نشان دادند که نمونه های با جهت گیری موازی به طور قابل توجهی تحت تأثیر میدان الکتریکی قرار می گیرند.

در این تحقیق سعی بر آن است که برخی ویژگی¬های بلور مایع در حضور ذرات کلوئیدی و نانوذرات مورد بررسی قرار گیرد. در سالهای اخیر به دلیل کاربردهای وسیع بلور مایع آمیخته به ناخالصی¬ها، پیشرفت¬های گسترده¬ای در این زمینه در هر دو بعد تجربی و نظری صورت گرفته است. سمت¬گیری و نظم بلورهای مایع، شدیداً تحت تأثیر عوامل مختلف ناشی از حضور ناخالصی¬ها قرار می¬گیرد. از جمله مهمترین آنها تغییر شکل¬های کشسانی و چنگ¬زدگی¬ها در سطوح بلور مایع است. هم¬چنین ابعاد و شکل ذره¬ها نقش مهمی در خواص فیزیکی این نوع ترکیبات دارند. در این پژوهش با در نظر گرفتن نوع و اندازه¬ و شکل نانو ذرات آلائیده شده در بلور مایع نماتیک، واپیچش¬ها¬ی سیستم بلور آمیخته به نانوذرات فروالکتریکی، تغییرات میدان آستانه بر حسب ضخامت سلول، تغییرات قطبش متوسط سیستم بلور آمیخته به نانوذرات فروالکتریکی ناشی از تغییرات کسر حجمی نانوذرات و همچنین میدان الکتریکی و ضخامت سلول و قطبش دائمی ذره مورد بررسی قرار گرفته است. با افزودن نانوذرات (حجم آن است) در دمای 20 درجه¬ی سانتی¬گراد به بلور مایع نماتیک، میدان گذار و همچنین بیشینه¬ی واپیچش، کاهش و نیز قطبش متوسط در اثر حضور نانوذرات فروالکتریک روند افزایش نشان می دهد. کلمات کلیدی : بلور مایع، نانوذرات فروالکتریک، گذار فردریکز، بردار جهت¬نما، قطبش متوسط.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

کاتد یکی از اجزا مهم پیل های سوختی است که در عملکرد پیل نقش مهمی دارد .رسانایی یونی بالا، رسانایی الکتریکی کافی، ضریب انبساط حرارتی هماهنگ با الکترولیت ، تخلخل کافی جهت جذب و عبور مولکولهای اکسیژن ، سازگاری شیمیایی با الکترولیت از پارامترهای مهم کاتدی می باشند. لانتانیم منگنیت آلایید با استرانسیم یکی از مواد کاتدی می باشد که تمام احتیاجات فوق را برآورد می کند. در این پایان نامه نمونه هایی از کاتد با استفاده از روش دوغابی ساخته شده و خواص ساختاری ، طول یاخته های واحد و اندازه دانه آنها مورد بحث و بررسی قرار گرفته است

شبیه سازی ساز و کار نقل و انتقال یونهای اکسیژن در الکترولیت پیل سوختی اکسید جامد و همچنین شبیه سازی توزیع دما و جریان ، الکترولیت پیل سوختی اکسید جامد و ساخت الکترولیت های بر پایه اکسید سریم و اکسید ایتریم با نا خالصی تزریقی گوناگون انجام گردیده است. نتایج بدست آمده بیانگر این موضوع است که حداکثر بازده انرژی سیستم مستقل از رسانایی نهایی سیستم و مقدار نظری ‏‎emf‎‏ بوده و فقط به تعداد یونهای اکسیژن انتقالی مربوط می باشد. هنگامی که پیل سوختی دارای بازده تبدیل بالایی می باشد توان خروجی پیل دارای حداکثر مقدار خود نمی باشد . انتشار یونهای اکسیژن در ‏‎(zro2_0.92(y2o3)0.08‎‏ یک ساز و کار تقریبا گسسته بوده و عمدتا این نقل و انتقالات در راستای ‏‎<100>‎‏ رخ می دهد. با وجود تمامی تقریب های استفاده شده در این شبیه سازی ها و همچنین در نظر گرفتن رابطه خطی بین ‏‎msd ‎‏و زمان اختلاف زیادی بین نتایج محاسباتی و تجربی مشاهده نمی شود.