در روش سل – ژل اثر دمای تفجوشی مختلف (oc500، oc700، oc800 ، oc900) بر روی ساختار نانوذرات اکسید مس مورد بررسی قرار گرفته است. طرح پراش پرتو x، ساختار مکعبی اکسید مس(cu2o)، ساختار تک میلی اکسید مس (cuo) و فاز صفر اکسید مس (cu) با ساختار مکعبی را برای نمونه تفجوشی شده در دمای oc500 و oc700؛ و ساختار مکعبی اکسید مس(cu2o) و ساختار تک-میلی اکسید مس (cuo) را برای نمونه تفجوشی شده oc در دمای 800 و oc900 نشان می دهد. تصاویر tem نشان می دهد که شکل نانوذرات شبه کروی و اندازه آنها در دماهای تفجوشی oc800 در گستره 50-60 نانومتر است. با روش مورفولوژی گذاری، نانوذرات اکسید مس برای اولین بار سنتز شده است. در مرحله اول سنتز، از احتراق ماده شروع کننده نیترات مس شش آبه(cu(no3).6h2o) با گلیسین(c2h5no2) به عنوان سوخت، ساختار پفکی سیاه رنگی حاصل شد سپس با کلسینه کردن پودر در دمای oc800 به مدت 2 ساعت، نانوذرات اکسید مس تهیه شد. نانوذرات توسط طیف xrd مشخصه یابی شدند. طیف xrd نشان داد که ماده تهیه شده تک فاز می باشد. از رابطه تقریبی شرر اندازه نانوبلورک 30-20 نانومتر برآورد شده است. این نتایج با تصویر tem همخوانی دارد.

در این کار پژوهشی نانو ذرات ابررسانای ybco به روش سل-ژل ساخته شد. اثر افزایش ناخالصی اکسید گادولینیم با مقادیر 0،5و10 درصد وزنی بر روی ساختار، اندازه و دمای گذار این نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز فازی نمونه ها توسط الگوی پراش پرتو x، تشکیل ساختار اورتورومبیک را نشان می دهد. اندازه بلورکها با استفاده از رابطه دبای شرر برآورد شد.با افزایش میزان ناخالصی، اندازه بلورکها افزایش می یابد. تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) اندازه ی متوسط نانو ذرات خالص ybco را در گستره 50-30 نانومتر نشان می دهد. دمای گذار نانو ابررسانای خالصybco ، توسط پذیرفتاری مغناطیسی حدود 81 درجه کلوین به دست آمد. با افزایش میزان ناخالصی به این نانو ابررسانا دمای گذار کاهش یافته و به مقادیری کمتر از 77 درجه کلوین می رسد. با توجه به نتایج الگوی پراش پرتو x، مشاهده می شود که با افزایش میزان ناخالصی اکسید گادولینیم به میزان 10 درصد وزنی، گادولینیم جایگاههای ایتریم را در ساختار اشغال می کند، چرا که در الگوی پراش آن پیکهای مربوط به اکسید ایتریم مشاهده می شود.

در این پایان نامه نانو ذرات اکسید گادولونیم به روش ساده احتراقی ساخته شدند و به عنوان ناخالصی به ابررسانای ybco افزوده شدند که در اثر آن نانو ذرات وارد ساختار ابررسانای ybco نشدند و به عبارتی با آن واکنش بخصوصی ندادند و فاز جدید درست نکردند همچنین با افزایش ناخالصی نانو ذرات به ابررسانای ybco دمای گذار ابررسانایی کاهش مییابد.

در این پژوهش ابتدا به بررسی خواص ساختاری و مغناطیسی فریت co0.5ni0.5-xznxfe2o4 (5/0، 35/0، 25/0، 15/0، 0=x ) به روش سل ژل خود احتراقی پرداخته شده است. سپس اثر دما کلسینه بر روی خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه های 0=x و 5/0=x بررسی شد. به منظور شناسایی خواص ساختاری نمونه ها از آنالیز پراش پرتو x (xrd) استفاده شد. خواص مغناطیسی با استفاده از مغناطیس سنج نمونه نوسانی (vsm) اندازه گیری شد. نانو ذرات فریت co0.5ni0.5-xznxfe2o4 (5/0، 35/0، 25/0، 15/0، 0=x ) به روش سل ژل خود احتراقی، از نیترات های فلزی، محلول آمونیاک و اسید سیتریک، به عنوان مواد اولیه تهیه شدند. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه های co0.5ni0.5-xznxfe2o4 (5/0، 35/0، 25/0، 15/0، 0=x ) کلسینه شده در دمای 700 درجه سانتی گراد نشان می دهد که همه ی نمونه ها دارای فاز ناخالصی می باشند. با افزایش غلظت روی پارامتر شبکه افزایش و میانگین اندازه بلورک ها کاهش می یابند. بررسی نتایج حاصل از آنالیز vsmنشان می دهد مغناطیس اشباع با افزایش غلظت روی ابتدا افزایش سپس کاهش می یابد. نیروی وادارندگی با افزایش غلظت روی ابتدا افزایش سپس کاهش می یابد. در مرحله دوم نمونه co0.5ni0.5fe2o4 در سه دمای 550، 700و 850 درجه سانتی گراد کلسینه شدند. الگوی پراش پرتو ایکس وجود ناخالصی در هر سه دما را نشان می دهد. با افزایش دما، میانگین اندازه بلورک ها زیاد می شود. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه co0.5zn0.5fe2o4 کلسینه شده در دماهای 550، 700، 850 و 1000 درجه سانتی گراد نشان می دهد که تنها نمونه کلسینه شده در دمای 1000 درجه سانتی گراد خالص می باشد. مغناطیس اشباع نمونه ها با افزایش دما ابتدا کاهش سپس افزایش می یابند.

بسیاری از موادی که روزانه با آنها سروکار داریم، ساختار بی نظم و فرکتالی شکل دارند. لایه های نیمه رسانای نانوساختار متخلخل با نوار ممنوعه بزرگ چونtio2 ، znoو wo3 نمونه بارز این مواد بشمار می روند. از جمله کاربردهای این فیلم ها می توان به نسل جدید ابزارهای اپتوالکترونیک و سلول های فوتوولتائیک بویژه سلو ل های خورشیدی رنگدانه ای، سلول های پلیمری آلی و سلول های بسیار نازک اشاره کرد. ابعاد نانو متری ذرات تشکیل دهنده و بزرگی نسبت سطح موثر به حجم فیلم، ویژگی های اپتیکی و الکترونیکی منحصر بفردی را ایجاد می کند که بر ترابرد حامل ها و کارایی ابزار، به شدت تأثیر گذاشته است. هدف از انجام این پروژه بررسی اثر ساختار شبکه فضایی بویژه عدد همارایی و درصد تخلخل شبکه و نیز مکان تله ها بر فرایند پخش الکترون و رسانندگی لایه نیمه رسانای نانوساختار با آرایش منظم نانوذرات است. یک روش مطالعه ترابرد الکترونی در چنین موادی استفاده از شبیه سازی مونت کارلو است. روش گشت تصادفی یک روش آماری است، که می تواند توصیف مناسبی از ترابرد الکترونی در شبکه ای از تله ها بدست آورد. کاربرد این روش بخصوص در مواد نانوساختار مانند لایه نازک tio2، که در سلول های خورشیـدی رنگدانه ای استفاده می شود، حائـز اهمیت است. بدین منظور شبکه های سه بعدی متعددی از نانوذرات که با توزیعی از حالت های جایگزیده جفت شده اند، را ایجاد می کنیم. شبکه مورد بررسی از اشغــال تصادفی جایگا ه های شبکه های بلوری منظم، با مدل پرکولاسیون جایگاهی، ساخته شد ه است. نتایج بدست آمده از این پژوهش حاکی از آن است که با افزایش تخلخل شبکه در نزدیکی آستانه پرکولاسیون و کاهش عدد همارایی متوسط نانوذرات، ضریب پخش به صورت یک رابطه توانی بر حسب تفاوت بین تخلخل p و حد آستانه تخلخل فیلم pc، کاهش می یابد. به علاوه در مقایسه با آرایش بی نظم نانو ذرات، لایه هایی که بر روی شبکه های منظم شکل گرفته اند، ضریب پخش و بازده بزرگتری دارند. همچنین توزیع سطحی تله ها در مقایسه با توزیع حجمی، ضریب پخش بالاتری را نشان می دهد و نیز هر چه عدد همارایی متوسط نانو ذرات بیشتر باشد ضریب پخش الکترون بزرگتر است.

در این کار پژوهشی نانوذرات فریت نیکل به روش سل ژل خوداحتراقی با اتمسفرهای متفاوت در مرحله پخت تهیه شده است. در این روش از نمک های نیترات آهن و نیکل با خلوص بالا به عنوان مواد اولیه و از اسید سیتریک به عنوان عامل کمپلکس ساز استفاده شده است. جهت بررسی تأثیر اتمسفر پخت بر خواص این نانوپودرها، پیش ماده تهیه شده در مرحله تکلیس به مدت 2ساعت در دمای °c800 در اتمسفر آرگون، نیتروژن، اکسیژن خالص و هوا در فشارmbar 120بیشترازفشار آزمایشگاه قرار گرفت. خواص ساختاری ومغناطیسی نمونه ها به ترتیب توسط الگوی پراش اشعه x (xrd) و مغناطیس سنج با نمونه نوسانی (vsm) اندازه گیری شده است. نتایج xrd تکفاز بودن نانوپودرهای ساخته شده در اتمسفر هوا و اکسیژن را نشان می دهد درحالیکه در الگوی پراش نمونه ساخته شده در اتمسفر آرگون و نیتروژن پیک های مربوط به ناخالصی نیکل نیز دیده می شود. نتایج اندازه گیری خواص مغناطیسی نمونه ها نشان می دهد که مغناطش اشباع نمونه در اتمسفر آرگون و نیتروژن نسبت به اتمسفر هوا افزایش 43/30 و 39/47 درصدی و وادارندگی آن کاهش 15/47 و66/85 درصدی داشته است. استفاده از اتمسفر اکسیژن خالص در مرحله تکلیس تغییرات چندانی را در خواص مغناطیسی نمونه ایجاد نکرده و مغناطش اشباع آن نسبت به هوا 55/3 درصد کاهش داشته و وادارندگی آن حدود 75/1 درصدکاهش یافته است. کلمات کلیدی:فریت نیکل، منحنی پسماند، اتمسفر بازپخت، سل- ژل.

چکیده: به منظور بررسی اثرات افزودن ناخالصی های نانومتری اکسیدهای خاکی نادر dy2o3، eu2o3 و tb4o7 بر خواص ساختاری و ابررسانایی ترکیب ابررسانای گرم سرامیکی و بس بلور 2223- (bi,pb)، 10 نمونه با فرمول کلی +xreo bi1.7pb0.4sr2ca2cu3o8 ساخته شدند که درآن reo نانواکسید خاکی نادر است و x مقادیر 0، 3/0، 5/0 و 1 درصد وزنی (wt%) می باشد. نانوپودرهای dy2o3، eu2o3 و tb4o7 به روش احتراقی، با مزیت سنتز سریع و عدم نیاز به فرآیند تکلیس، تهیه شدند. به منظور تهی? محصولی با ترکیب همگن و با واکنش پذیری بهتر ترکیبات، نمونه های ابررسانا به روش شیمیائی سل-ژل تولید شدند. برای مشخصه یابی ساختاری نمونه ها از آنالیزهای xrd، sem، tem، saed و edx بهره برده شد. نتایج xrd نشان می دهند که هر دو فاز 2212 و 2223 به طور همزمان در تمامی نمونه ها حضور دارند. مشخص گردید که افزدون نانواکسیدهای خاکی نادر این پژوهش خواص ساختاری را بهبود بخشیده و باعث افزایش میزان فاز مطلوب 2223 شده است. خواص ابررسانایی نمونه ها با استفاده از اندازه گیری های مقاومت الکتریکی dc بر حسب دما (r-t)، چگالی جریان بحرانی (jc) و پذیرفتاری مغناطیسی ac مورد مطالعه قرار گرفتند. به کمک نتایج مربوط به پذیرفتاری مغناطیسی خواص درون دانه ای و بین دانه ای، نیروی میخ کوبش شار و چگالی جریان بحرانی بین دانه ای نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان می دهد که، افزودن نانواکسیدهای خاکی نادر دیسپروزیوم، یوروپیوم و تریبیوم به سیستم ابررسانای 2223- (bi,pb)، خواص ابررسانایی سیستم و از همه مهم تر چگالی جریان بحرانی سیستم را بهبود می بخشد. بهبود چگالی جریان بحرانی می تواند به علت بهتر شدن اتصال بین دانه های سیستم ابررسانای سرامیکی، در اثر افزودن نانوذرات خاکی نادر باشد. از طرفی به علت کوچک بودن انداز? نانوذرات و قرارگرفتن انداز? آن ها در محدود? طول همدوسی (9/2 نانومتر) و عمق نفوذ (60 تا 1000 نانومتر) ابررسانای گرم بر پای? بیسموت، احتمال افزایش چگالی جریان بحرانی در اثر افزایش نقاط گیراندازی شار وجود دارد.

در این کار، ما ساختار الکترونی و خواص مغناطیسی آلیاژی gd5(sixge1-x)4 به ازای 1، 5/0، 0=x را با روش تابع موج تخت تقویت شده ی خطی با پتانسیل کامل برپایه ی نظریه تابعی چگالی با استفاده از کد محاسباتی wien2k مطالعه کرده ایم. از آنجاییکه اوربیتال های f4 نسبتاً جایگزیده هستند، پیش بینی می شود که همبستگی الکترون های f4 قوی است در نتیجه تقریب چگالی اسپینی موضعی تصحیح شده ی کولمبی (lsda+u) دربردارنده ی برهمکنش کولمبی روی جایگاهی برای توصیف این دستگاه ها انتخاب شده است. ما حجم تعادلی سلول واحد را در حالت های فرومغناطیس و پارامغناطیس برای ترکیب gd5si4 محاسبه کرده ایم. برپایه ی نتایج محاسبه شده، حالت پایه ترکیب gd5si4 در حالت فرومغناطیس یافت شد. انرژی کل حجم های سلول واحد تعادلی برای ترکیب gd5ge4 حالت فرومغناطیس gd5si4–گونه راستگوشی و برای sm5ge4–گونه راست گوشی در حالت های فرومغناطیس و پادفرومغناطیس مقایسه شدند. ما تایید کردیم که ساختار بلوری حالت پایه gd5ge4 ساختار راست گوشی sm5ge4–گونه است. اگرچه، انرژی کل برای حالت فرومغناطیس sm5ge4–گونه کمتر از حالت پادفرومغناطیس آن است. همچنین این محاسبات برای ترکیب gd5si2ge2 با ساختارهای راستگوشی gd5si4–گونه (?) و تک میلی gd5si2ge2–گونه (?) در حالت فرومغناطیس انجام شد. ما ساختار راستگوشی gd5si4–گونه را در انرژی کل کمتر از ساختار تک میلی gd5si2ge2–گونه یافتیم. این روش برای ارزیابی ساختار بلوری حالت پایه ی این ترکیبات نیز موفق بوده است. پارامترهای ساختاری بهینه و خواص مغناطیسی شامل ثابت های شبکه و گشتاورهای مغناطیسی محاسبه شده برای این ترکیب در ساختارهای بلوری مختلف در توافق خوبی با داده های تجربی هستند. آنالیز خواص الکترونی توسط محاسبه ی ساختارهای نواری و چگالی حالت های الکترونی (جزئی و کلی) حاصل شد. نتایج dos نشان داد که خواص مغناطیسی این ترکیبات به هیبریدشدگی بین حالت های p4/p3si/ge- و d5-gd وابسته است. هیبریدشدگی بین حالت های p4/p3si/ge- و حالت های هدایت d5-gd که به قطبش اسپینی در اتم های si/ge منجر می شود؛ برهمکنش فرومغناطیسی بلند-برد رادرمن-کیتل-کاسویا-یاشودا (rkky) بین گشتاورهای f4-gd در تیغه های gd مجاور که توسط پیوندهای ge(si) مرتبط هستند را فراهم می کند. گشتاورهای مغناطیسی اتم های gd در این ترکیبات کوچکتر از گادولینیوم عنصری هستند. وجود نوارهای خیلی هموار در حدود ev 7- برای اسپین بالا و در حدود ev 3+ برای اسپین پایین که اساساً مشخصه ی f4-gd هستند نشان می دهد که روش lsda+u توصیف بهتری از این دستگاه ها فراهم می کند. مشخصات پیوند توسط محاسبه ی کانتورهای چگالی بار و تفاوت چگالی بار در ساختارهای gd5si4–گونه، sm5ge4–گونه و gd5si2ge2–گونه برای این سه ترکیب مطالعه شد. همپوشانی واضح چگالی الکترونی بین 1gd و اتم های si/ge درون تیغه ای، پیوند شبه-کووالانسی بین آنها را در همه ی این ساختارها نشان می دهد. تجمع چگالی بار بین اتم های si/ge بین تیغه ای نشان دهنده ی پیوندهای شبه-کووالانسی بین آنها در ساختار gd5si4–گونه مشاهده شده است، در حالیکه در ساختار gd5si2ge2–گونه فقط نیمی از پیوندهای شبه-کووالانسی بین تیغه ها حفظ می شود و در ساختار چنین هم پوشانی هایی بین اتم های ge (بین تیغه ای) غایب است. سرانجام در بخش تجربی، ما آلیاژ gd5si4 را با آلیاژسازی مکانیکی تحت اتمسفر گاز آرگون و سپس ذوب نمونه توسط کوره قوس الکتریکی سنتز کرده ایم. ساختار و خواص مغناطیسی آلیاژ با کمک پراش اشعه x و اندازه گیری مغناطش بررسی شده است. این ترکیب در ساختار راست گوشی با گروه فضایی pnma متبلور شد. در الگوی پراش اشعه x، فاز جزئی gdsi2 به عنوان فاز ثانویه مشاهده شد. برای این ترکیب گذار فاز مرتبه دوم مشاهده شد. بیشینه ی تغییر آنتروپی مغناطیسی همدمای ترکیب gd5si4 در k348 یافت شد که دارای مقدار تقریباً j/kg k 10- در میدان اعمالی t5/0 می-باشد. بعلاوه اثر جانشینی منیزیم روی تشکیل فاز، دمای کوری و تغییر آنتروپی مغناطیسی ترکیب gd5si2ge2 بررسی شده است. نمونه آلاییده ی منیزیم gd5si2-xge2-xmg2x با 05/0=x2 توسط ذوب القایی سریع تهیه شده است. نتایج تجربی نشان داد که این مقدار کم آلایش mg در ترکیب gd5si2ge2 گذار مغناطیسی-ساختاری مرتبه اول را حفظ می-کند، بطور قابل توجهی اثرات گرمامغناطیسی آن را افزایش می دهد و همچنین دمای کوری tc آنرا افزایش می دهد. تغییر آنتروپی مغناطیسی بیشینه در تغییر میدان مغناطیسی t5/0-0 تقریباً j/kg k 20 در k275 برای این نمونه برآورد شده است که از ترکیب خالص gd5si2ge2 بزرگتر است. کلمات کلیدی: ترکیبات gd5(sixge1-x)4، محاسبات تابعی چگالی، ساختار الکترونی، برهمکنش تبادلی، خواص گرمامغناطیسی، تغییر آنتروپی مغناطیسی همدما، آلایش منیزیم در ترکیب gd5si2ge2.

بنابراین بررسی و مطالعه رفتار زاویه ای قرارگیری این مواد به شکل سیم یا انواع دیگر، در میدان مغناطیسی اهمیت ویژ ه ای داشته که موضوع اصلی این رساله است. بستگی پاسخ امپدانس و رفتار مغناطیسی مواد به جهت قرار گیری در میدان خارجی را به روش های مختلفی می توان بررسی نمود، که در این تحقیق در ابتدا تاثیر زاویه تابش میدان بر اشباع مغناطیسی و امپدانسی سیم آلیاژی پایه کبالت با استفاده از دستگاه مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (vsm) و چیدمان پاسخ امپدانس مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از آن برای بهینه-سازی پاسخ امپدانس و خواص مغناطیسی نمونه ها، عملیات های ثانویه مانند بازپخت جریانی dc و ac در زوایای مختلف قرارگیری در میدان مغناطیسی خارجی با دامنه های مختلف انجام شده است. نتایج این رساله نشان می دهد که میدان لازم برای به اشباع بردن امپدانسی و مغناطیسی نمونه ها در حالتی که زاویه قرارگیری در میدان نسبت به محور نمونه، به زاویه 90 نزدیک می شود، افزایش یافته که به نوعی حد بالای میدان مغناطیسی را نشان می دهد. از این موضوع در افزایش حد بالای اندازه گیری میدان می توان بهره برد. از طرفی فرآیند بازپخت های dc و ac در میدان های مختلف اهمیت میدان مغناطیسی زمین را در این فرآیند ها نشان می دهد. همچنین زاویه قرارگیری در میدان های ضعیف خارجی در بازپخت ها اهمیت داشته که برای کنترل ناهمسانگردی در جهت بهینه سازی اثر مناسب است. از نتایج این رساله می توان در دستیابی به حسگرهای مغناطیسی با قابلیت اندازه گیری اندازه و زاویه میدان مغناطیسی بر مبنای امپدانس مغناطیسی استفاده نمود.

چکیده ندارد.