در این پایان نامه ساختار مکانیکی نانولوله های کربنی تک دیواره و بطو خاص دو نوع دسته صندلی وزیگزاگ را از دو روش انرژی معادل و نگاشت تغییر شکل نانولوله ها بررسی می کنیم.که در ان خواص مکانیکی را از دو دیدگاه مختلف مورد بررسی قرار داده ام ودر پایان نتایج را با یکدیگر و همچنین با نتایج قبلی بدست امده مقایسه می کنیم.در روش اول با استفاده از مدل انرژی معادل انرژی پتانسیل کل مجموعه و همچنین انرژی کرنشی نانو لوله کربنی تک دیواره بکار گرفته می شود سپس با استفاده از مکانیک جامدات خصوصیات صفحه ای الاستیک برای نانو لوله های کربنی تک دیواره برای هر دو حالت دسته صندلی و زیگزاگ در جهت های محوری و محیطی بدست آمده است.در روش دوم با استفاده از نگاشت تغییر شکل نانولوله های تک جداره از صفحه گرافیتی به نانولوله در اثر خمش این خصوصیات را بدست می اوریم. اثرات قطر و ضخامت دیواره بر روی رفتار مکانیکی هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره و صفحه گرافیتی تک لایه مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده می شود که مدول الاستیک برای هر دو نوع نانو لوله های کربنی تک دیواره با افزایش قطر لوله بطور یکنواخت افزایش و با افزایش ضخامت نانولوله، کاهش می یابد. اما نسبت پواسون با افزایش قطر ،کاهش می یابد. نتایج به دست آمده نشان می دهند که هر چه قطر نانو لوله افزایش یابد، خواص مکانیکی نانولوله های کربنی به سمت خواص ورقه گرافیتی میل می کند.با استفاده از مدل دوم استحکام خمشی نانولوله ها را بررسی می کنیم که می بینیم استحکام خمشی با توان سوم شعاع متناسب است همچنین اثر شعاع و ضخامت را درمدول استحکام خمشی و مدول کشش محوری نانولوله ها بررسی می کنیم که خواهیم دید هرچه ضخامت بزرگتر شود مدول کشش محوری بزرگتر و هرچه شعاع بزرگتر گردد مدول استحکام خمشی بزرگتر خواهد شد. در پایان می بینیم نتایج این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج گزارش شده قبلی نشان می دهد.

در زمان کنونی، بیشتر فیزیکدانان همچنان یک دیدگاه شکاکانه نسبت به قضیه ی تغییر «متغیرهای نهفته» نظریه ی کوانتومی دارند، بر خلاف پی ریزی موفقیت آمیز یک چنین نظریه ای توسط دیوید بوهم و استدلالات محکم جان. اس . بل در طرفداری از این ایده، بسیاری یا متقاعد شده اند که تفسیر نظریه ی کوانتومی به این روش غیر ممکن است یا اینکه یک چنین تفسیری در واقع نامرتبط خواهد بود. بطور اساسی چنین شک هایی دو علت دارند. اولی به فرضیات ریاضی خاصی می پردازد (فرضیات فون نیومن ، گلیسون ، کوچن ، اسپکر و بل) که می تواند به موضوع متغیرهای نهفته اعمال شود. این فرضیات اغلب با اثبات این که متغیرهای نهفته به راستی غیر ممکن هستند تأیید می شوند، به این معنا که آنها نمی توانند پیش بینی های مکانیک کوانتومی را بازسازی کنند. با این وجود بسیاری از آنها که یک چنین نتیجه گیری انجام می دهند قبول دارند که نشان داده شده است متغیرهای نهفته به شدت خصوصیات پیچیده ای از خود نشان می دهند. دلیل دومی که متغیرهای نهفته نادیده گرفته شوند این است که پیچیده ترین نمونه ی یک نظریه متغیرهای نهفته که از آنِ دیوید بوهم است، ناجایگزیدگی را نشان می دهد. یعنی، در این نظریه این اتفاق می تواند رخ دهد که پیامدهای وقایع در یک مکان فوراً به مکانهای دیگر منتشر می شوند. اگرچه، همانطور که در این مطالعه نشان خواهیم داد، نه فرضیات ریاضی مورد بحث و نه ویژگی ناجایگزیدگی از اهمیت تفسیر نظریه ی کوانتومی متغیرهای نهفته نمی کاهد. این فرضیات نه نشانگر آن هستند که متغیرهای نهفته غیر ممکن هستند و نه اینکه آنها باید بیش از اندازه پیچیده باشند. در خصوص ناجایگزیدگی، این خصوصیت در خود مکانیک کوانتومی حضور دارد و خصوصیت لازم هر نظریه ای است که با پیش بینی های مکانیکی کوانتومی سازگاری دارد. در مطالعه ی حاضر، به مسـأله ی متغیرهای نهفته به صورت زیر پرداخته می‏شود. ابتدا نخستین آنالیز متغیرهای نهفته را که متعلق به فون نیومن است بررسی می‏کنیم و رد مدرک امر محال فون نیومن توسط جان. اس. بل را نقد می کنیم. سپس استدلالات بل در خصوص فرضیات گلیسون، کوچن و اسپکر را توضیح می دهیم. طبق استدلال بل، این فرضیات آخری حاکی از آن نیستند که تفسیرهای متغیرهای نهفته غیر قابل دفاع هستند، اما در عوض اینکه چنین نظریه هایی باید ساختاری بودن را نشان دهند. ساختاری بودن به معنای وابستگی نتایج یک اندازه گیری هم‏ به سیستم و هم به ‏دستگاه اندازه گیری است.این مفهوم در تقابل آشکار با گرایشی است که معتقد به در نظر گرفتن سیستم کوانتومی منزوی(ایزوله)، بدون در نظر گرفتن پیکر بندی سیستم اندازه‏گیری می‏باشد.

دراین پایان نامه نانوذرات اکسید روی تولید شده اندکه این نانو ذرات با روش هیدرو ترمال بدست امده اند

ابررسانایی به وضعیتی از فلزات,آلیاژها و برخی سرامیک ها گفته می شود که در دماهای پایین اتفاق می افتد.با توجه به دو مشخصه اصلی ابررسانایی یعنی مقاومت تقریبا صفر و نفوذناپذیری مغناطیسی ,مواد ابررسانا کاربردهای فراوانی دارند که امروزه در پروژه های متعددی از جمله سیم ها و کابل های ابررسانا,ترانسفورماتورهای ابررسانا ,موتورها و ژنراتورهای ابررسانا,ذخیره سازهای مغناطیسی انرژی و غیره استفاده می شوند.

بررسی و اندازگیری طول عمر حامل ها در مولتی کریستال سیلیسیم بلور سیلیسیم به دلیل شکاف نواری مناسب و غیر سمی بودن به عنوان یک عنصر تجاری، انتخاب مناسبی برای سلول های فتوولتاییک است. از تجزیه و تحلیل ضریب پُرکنندگی و بازده تبدیل سلول خورشیدی آشکار است که عملکرد سلول خورشیدی با پارامترهای فیزیکی مثل طول عمر حاملهای اقلیت، طول های نفوذ، عمق نفوذ، چگالی های ناخالصی، مقاومت سطحی، مقاومت های سری و شانت، پوشش ضد بازتاب و ساختار پیوندی تعیین می شود. بنابراین به منظور طراحی سلول خورشیدی بهینه، همه این پارامترها روی بازده تبدیل سلول خورشیدی تاثیر می گذارد. در این پایان نامه به اندازگیری و تفسیر طول عمر حامل در مولتی کریستال سیلیسیم پرداخته می شود. تاثیر نفوذ فسفر روی ویفرهای مولتی کریستال سیلیسیم برای کاربرد در سلول های خورشیدی بررسی شده است که لایه n+ ناخالص شده توسط کوره نفوذ شکل گرفته است. اندازگیری طول عمر موثر حامل ها توسط دستگاه ?-pcd صورت می گیرد که افزایش طول عمر موثر را نسبت به حالت قبل از نفوذ نشان می دهد. در این پایان نامه 32 آزمایش با تغییر زمان پیش نشست، دمای پیش نشست، زمان فرورو، شار اکسیژن و شار pocl3 انجام شده است. سپس به بررسی عاملها توسط طراحی فاکتوریل که روشی مهم برای تعیین اثرات متغیر های متعدد روی یک پاسخ است، پرداخته شده است. به کمک طراحی فاکتوریل تعداد آزمایش های انجام شده به منظور مطالعه عوامل چندگانه کاهش می یابد و اثر هر عامل و همچنین اثر متقابل عواملرا نیز نشان داده می شود. روش فاکتوریل، روشی مفید برای طراحی آزمایشات در تنظیم آزمایشگاهی و صنعتی است. با این روش تعداد آزمایشات کاهش یافته که در وقت و هزینه صرفه جویی شده است. روش فاکتوریل یک تجزیه و تحلیل آماری برای تأثیر هر پارامتر است که اساساً روشی سازمان یافته برای هدایت آزمایشات است تا بیشینه اطلاعات را از تعداد آزمایشات محدود شده خارج کند. طراحی آزمایشگاهی فاکتوریل اهمیت زیادی برای کاربردهای تولیدی داشته است.

نانولولهکربنیکهازصفحاتکربنبهضخامتیکاتموبهشکلاستوانه ایتوخالیساختهشده، درسال 1991توسطسامیوایجیما(ازشرکت necژاپن)کشفشد. خواصویژهومنحصر بهفردآن ازجملهمدولیانگبالاواستحکامکششیخوبازیکطرفوطبیعتکربنینانولوله ها( بهخاطراینکه کربنماده-ایاستکموزن،بسیارپایداروسادهجهتانجامفرآیندها،کهنسبتبهفلزاتبرای تولیدارزانتر می-باشد)ازطرفدیگر،باعثشدهاست که در سالهای اخیر شاهد تحقیقات مهمی در کارایی و پرباری روش های رشدنانولوله ها باشیم. در این پایان نامه ساختار الکتریکی نانولوله های کربنی تک جداره مورد مطالعه قرار گرفته است. خصوصیات الکتریکی قابل توجه نانولوله های کربنی از ساختار الکتریکی غیرعادی گرافن دو بعدی ایجاد می شود. برای اینکه بتوانیم ارتباط بین خواص الکتریکی و ساختار اتمی نانولوله ها را بررسی کنیم، به تصاویر اتمیک نیاز داریم. محاسبات پیش بینی می کند که نانوله های آرمچر (n=m) فلزاند. برای سایر لوله های کایرال و زیگزاگ وقتی n-m=3? باشد که ?عدد صحیح است، انتظار می رود که نانولوله رسانا باشد و برای سایر موارد انتظار می رود که نانولوله ها نیمه رسانا با یک گپ انرژی از مرتبه ev5/0 باشد. ما در این پایان نامه به مرور و بررسی نتایج به دست آمده از داده های گزارش شده می پردازیم.

کشف متحول کننده ابررساناهای دمای بالا منجر به تحول و تولید نوع جدیدی از کابلها در سیستمهای قدرت شد. ابررساناها 150 بار بیشتر از سیم های مسی الکتریسیته را هدایت می کنند.یکی از متداول ترین ابررسانای دمای بالا ybco است. به منظور حفاظت ابررسانا در برابر پدیده های چون سایش، خوردگی و خستگی و افزایش خواص ابررسانایی از روشهای مختلف پوشش دهی و استفاده از چند لایه ای ها استفاده میشود.به طور معمول ساختمان این چند لایه ایها شامل یک زیر لایه،لایه حایل و یک فیلم نازک(ابررسانای دمای بالا) است.انتخاب درست زیر لایه و لایه حایل در افزایش کیفیت ابرسانایی نقش بسیار مهمی دارد. در فصل 4به تفصیل روش پوشش دهی isd شرح داده شده است.تکنیک استفاده شده برای رشد اپیتکسیال ابررسانا روی زیر لایه های پلی کریستالی با جهت گیری دومحوری روش isd نامیده می شود.در این روش زیر لایه در یک زاویه معین نسبت به هدف(ماده ابررسانا) شیب داده شده است. خواص ابررسانایی در 2ماده مهم ابررساناybcoو hobco مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.بهترین خواص مربوط به ybco می باشد. هدف مهم در این تکنیک افزایش jc و ic با حفظ خواص ابررسانایی در تولید ابررساناهای با طول بلند است.با بررسی های مختلف بهترین ساختار در زاویه شیب مشخصی به دست آورده شده است. با افزایش چند لایه ایها و زاویه شیب معین تا کنون مقدار jc به مقدار a/cm2 106 رسیده است.

یک مدل سه بعدی برای مطالعه در پلاسما مغناطیسی کم چگال معرفی می گردد. در روش تحلیلی این مدل از تبدیل لاپلاس برای محاسبه معادلات پلاسما مغناطیسی ضعیف استفاده می کنیم. توسط یک پرتو لیزر با شدت بسیار زیاد برانگیخته شده است. در حضور میدان مغناطیسی خارجی عمود بر جهت انتشار پالس لیزر ، الکترون های پلاسما که در سراسر خطوط میدان مغناطیسی چرخش می کنند، منجر به تولید یکی از مولفه های الکترومغناطیسی پلاسما در فرکانس پلاسما می شوند. این مولفه عمود بر خطوط میدان مغناطیسی هستند و جهت انتشار آن رو به جلو است، و جهت نرمال با توجه به جهت انتشار پالس لیزر ، هر دو عمود بر جهت میدان مغناطیسی اعمال شده هستند. شدت تابش در تراکم های مختلف پلاسما و نقاط مختلف میدان مغناطیسی قوی مشاهده گردید.

در این پژوهش،با توجه به خواص منحصر به فرد نانو ذرات، نانوذرات اکسیدروی(zno) با روش کندوسوز لیزری در محیط های،آب مقطر و متانول تهیه شدند. هدف مورد استفاده برای تولید نانو ذرات اکسیدروی ،ورق روی(zn)(خلوص 99.99%) بود. سنتز در سه مرحله با تغییر دادن شدت انرژی پالس لیزر(آب مقطر با شدت انرژی0/5 و 1ژول بر سانتی متر مکعب)و تغییر محلول(متانول با شدت انرژی 1ژول بر سانتی متر مکعب)انجام شد. سپس با انجام آزمایشات مشخصه یابی[طیف سنجی جذبی مرئی-فرابنفش(uv-vis-ir)،پراش اشعه ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem)]، مشخصه های فیزیکی و اپتیکی نانو ذرات و اثر تغییر شدت انرژی پالس لیزر و نوع محلول بر روی نانو ذرات مورد بررسی قرار گرفت. ساختار کریستالوگرافی نمونه ها با استفاده از آنالیز xrd ، نشان داد هر سه نمونه دارای ساختار کریستالی هستند. بررسی خواص اپتیکی توسط دستگاه اسپکتروفوتومتر نشان دهنده بالا بودن میزان جذب در ناحیه فرابنفش توسط نمونه1و2 (350نانومتر) و جذب بیشتر توسط نمونه3 (300نانومتر) می باشد. همچنین تصاویر حاصل از آنالیزtem بیانگر این هستند که نانو ذرات، عمدتاً کروی شکل بوده و در اندازه های مختلفی تولید شده اند. سرانجام، ذراتی با قطری به میانگین 12نانومتر تولید شدند.

پلاسمای غبارآلود گاز یونیزه شده ای با دمای پایین است که شامل الکترونها، یونها و دانه های غباری است که با ابعاد میکرون یا کوچکتر از میکرون که بصورت منفی یا مثبت باردار شده اند. در چنین شرایطی ذرات غبار به دلیل مجموعه ای از جریان های یون و الکترون از پلاسمای زمینه می توانند باردار شوند. بنابراین بار غبار متغیر دینامیکی دیگری محسوب می شود که پلاسمای غبارآلود را از پلاسمای یون-الکترون (معمولی) را جدا می سازد.در این تحقیق اثرمیدان مغناطیسی خارجی بر ساختار سولیتون در پلاسمای غبار آلود بررسی شده است . برای این بررسی ، مدلی شامل الکترون ها ، یون ها و ذرات غبار با بار منفی را در نظر گرفته ایم ، که همگی دارای توزیع ماکسول – بولتزمن هستند . معادلات حاکم بر دینامیک ذرات غبار شامل معادله حرکت ، معادله پیوستگی و معادله پواسون را در سه بعد در نظر گرفته ایم . نکته مورد تحقیق در این پایان نامه اثر میدان مغناطیسی خارجی بوده است ، به این منظور مجموعه پلاسمای غبار را در میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت با راستای متغییر در نظر گرفته ایم و برای حل آنها از روش اختلال کاهشی استفاده کرده ایم . تا به معادله zk (( zakharov-kuznetsov دست یابیم .نتایج نشان می دهد که در این شرایط ضریب غیر خطی معادله zk به ازای جمیع مقادیر میدان مغناطیسی خارجی در تمام جهات منفی است ، لذا در این سیستم صرفاً شاهد حضور و انتشار امواج غبار - صوتی کاهشی ((rarefactive solitary waves ، افزایش شدت میدان مغناطیسی باعث اثری بر دامنه امواج غبار صوتی ایجاد شده ندارد ولی تغییر جهت آن از راستای انتشار موج تا راستای عمود بر انتشار موج باعث کاهش شدید دامنه می شود ، همچنین افزایش میدان مغناطیسی باعث کاهش چشمگیری در پهنای موج غبار – صوتی می شود ، یکی از نتایج جالب بدست آمده اثر تغییر جهت میدان مغناطیسی خارجی بر پهنای موج غبار- صوتی است . با تغییر جهت میدان مغناطیسی خارجی از راستای انتشار موج غبار –صوتی تا راستای عمود بر آن ابتدا پهنا افزایش می یابد سپس شاهد کاهش پهنا هستیم ، نقطه ماکسیمم پهنا با توجه به نتایج این مدل با افزایش میدان مغناطیسی در زوایای بزرگتر رخ می دهد .

یکی از بزرگترین چالشهای پیش روی مردمان در سده بیست ویکم انرژی می باشد. با آغاز دگرگونی فنی در سده هیجدهم، سوختهای فسیلی مانند زغال سنگ و نفت و گاز طبیعی بزگترین چشمه های انرژی برای هرآنچه که جامع? مردم بدان نیاز داشته، بوده اند. ولی چشمه های سوخت فسیلی که در سرشت انباره های انرژی خورشیدی در گذر صدها میلیون سال بوده اند به شتاب رو به کاهشند. افزون برآن سوزاندن سوختهای فسیلی به آسیب بسیار محیط زیست و زمین می انجامد. پس خردورزانه است که به دنبال چشمه های دیگر انرژی با چشمه های بازیافتنی انرژی باشیم. فراوانترین چشمه دردسترس برای جامعه مردمی انرژی خورشیدی می باشد. با توان این انرژی بیش از ده هزار برابر انرژی مصرفی مردمان جهان در سال 2007 می باشد. در گفتار نخست این پایان نامه به بررسی بایستگی کاربرد سلولهای خورشیدی و آشنایی با مفهومهای بنیادین آن و همچنین تاریخچ? کوتاه آن خواهیم پرداخت. در گفتار دوم فیزیک و ویژگی های بنیادین نیمه-رساناها را بررسی کنیم. در گفتار سوم به مفهومهای اپتیکی درگیر برای تولید سلولهای خورشیدی و دربایستهای برآمده از آن برای ساخت و نصب سلولهای خورشیدی می پردازیم. در گفتار چهارم با بکارگیری مفهومهای بیان شده در گفتار دوم و سوم به گونه های مختلف سلولهای خورشیدی و هم سنجی آنها می پردازیم. در پایان در گفتار پنجم بنا بر آنچه در دوران کار بر این پایان نامه دریافته ام پیشنهادهایی برای پژوهشهای آینده به ویژه در ایران داده ام

چکیده پایان نامه (شامل خلاصه، اهداف، روش های اجرا و نتایج به دست آمده): برای سالیان طولانی ابررسانایی و فرومغناطیس به صورت دو پدیده ضد هم شناخته می شدند. دلیل این امر به چگونگی قطع مغناطیسی در مواد فرومغناطیس و چگونگی نقطه جفت های کوپر در مواد ابررسانا بر می گردد.به عبارت دیگر در مواد فرومغناطیس اسپین الکترون ها همگی در یک جهت مشخص قرار می گیرد در حالی که در یک جفت الکترون ها با اسپین های خلاف جهت یکدیگر قطع پیدا می کنند . مهم ترین سوال در مورد ابر رساناهای فرو مغناطیس به نوع تقارن جفت های کوپر در آنها بر می گردد. به نظر میرسد که نوع تقارن چنین ابر رساناهایی باید تقارن اسپین چند تایی موازی باشد با این وجود برخی از گروه های تحقیقاتی در دنیا نشان داده اند که نمی توان تقارن اسپین یکتایی پادموازی را نادیده گرفت. طیف سنجی تونلی می توان ابزاری مهم در تشخیص نوع تقارن برای چنین ابررساناهایی باشد. در این پایان نامه می توان نظریه طیف سنجی تونلی را برای اتصال ابر رسانای فرومغنا طیس – نانو سیم فلزی به کار می بریم. هنگامی که ابعاد فلز نرمال را کوچک می کنیم تا حدی که تبدیل به یک نانو سیم شود در این صورت اثرات کوانتومی ظاهر می گردد که باعث تغییر شدید منحنی رسانش می گردد. بنابراین با توجه به رفتار های مختلف منحنی های رسانش نسبت به تقارن های مختلف می توان نوع تقارن چنین ابررساناهایی را تعیین نمود لازم است که اشاره شود که تقارن چنین ابررساناهایی تا کنون تثبیت نشده است و از مسائل چالشی این حوزه محسوب می شود. نتایج حاصل شده از این پایان نامه میتوان در محاسبه رسانش تونلی و بدست آوردن منحنی های رسانش بر حسب ولتاژ اعمال شده به اتصال و تحلیل آنها به منظور پیدا کردن راه حلی برای تعیین نوع تقارن ابررساناهای فرومغناطیس مورد استفاده قرار گیرد

بطور خلاصه در این پایان نامه به مطالعه رسانش تونلی وابسته به دما در بایاس صفر در اتصالی خواهیم پرداخت که میان یک نانو سیم فلزی و یک ابررسانای موج-d واقع شده است، اهداف ما عبارتند از محاسبه ضرایب بازتاب نرمال و آندریف در اتصال، محاسبه رسانش تونلی در دمای صفر و نهایتا محاسبه رسانش بایاس صفر بر حسب دما می باشد. برای این کار از نظریه پراکندگی btk بهره می گیریم، روش اجرا به این صورت است که ابتدا با حل معادله بوگلیوبوف دژن توابع موج را در ناحیه ابررسانا و در ناحیه نانو سیم فلزی بدست می آوریم سپس با اعمال شرایط مرزی در اتصال ضرایب بازتاب نرمال و آندریف را در دمای صفر محاسبه می کنیم، سپس با وارد کردن تابع توزیع فرمی- دیراک و بر اساس فرمول ارائه شده توسط btk وابستگی های رسانش تونلی به دست می آید. نتایج مورد نظر عبارتند از محاسبه رسانش تونلی و ترسیم نمودارهای رسانش بر حسب ولتاژ اعمال شده به اتصال، با تحلیل این نمودارها موارد مجهول مانند نحوه ارتباط چگالی حالتهای ابررسانای موج-d با منحنی های رسانش و نیز نحوه تغییر پیک های رسانش ظاهر شده در منحنی های رسانش در حالت نانو سیم فلزی یک بعدی و مقایسه آنها با موارد دو بعدی حاصل می شود.