بعد از کشف ابررسانایی دمای بالا در سال 1986، تمام تلاش دانشمندان دنیا بر این بوده که چگالی جریان بحرانی در بین مواد ابررسانا را افزایش دهند. jc مهمترین پارامتر ابررسانایی در کاربردهای عملی است. روشهای متفاوتی برای افزایش چگالی جریان بحرانی یک ابررسانا وجود دارد. یکی از این روشها افزودن ناخالصی به ابررساناها به منظور افزایش مراکز میخکوبی شار است. معلوم شده که مواد ناخالصی هر چه ریزتر باشند ، مراکز میخکوبی موثرتری را بوجود می آورند. با ساخت نانوذرات، حوزه جدیدی در تحقیقات ابررساناهای دمای بالا باز شد که از طریق آن می توان مواد ناخالصی را به صورت نانوذره وارد ابررساناها نمود. در این پروژه نانوذرات bazro3 به روش های مختلفی تولید شدند. جهت مشاهده و تجزیه و تحلیل نمونه ها از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، دستگاه پراش اشعه ی ایکس (xrd) استفاده شد. با در نظر گرفتن عواملی چون زمان مورد نیاز جهت تولید، دمای ساخت و همچنین همگنی نانوذرات بدست آمده، حالت بهینه انتخاب گردید. در حالت بهینه نانوذرات bazro3 ، در دمای 100 درجه سانتی گراد، با اندازه 80 نانومتر تولید شدند. سپس این نانوذرات را با 1، 3، 5 و 10 درصد وزنی وارد ابررسانا کرده و تغییرات چگالی جریان بحرانی ابررسانای yba2cu3o7-x بررسی گردید. مشاهده شد که در نمونه ybco آلایش شده با 3 درصد وزنی از نانوذرات bazro3، چگالی جریان بحرانی به میزان تقریباً 2 برابر نسبت به نمونه خالص افزایش یافته است.

در این پروژه نانوذرات و نانوورقه های اکسیدروی باتوجه به شرایط آزمایشگاهی مختلف، تولید شدند. در کلیه مراحل آزمایش الکترودهایی از جنس روی به نسبت اندازه یک به دو به ترتیب به عنوان آند و کاتد و نمک تترامتیل آمونیوم کلراید به عنوان پایدارساز بکار گرفته شدند. قبل از انجام واکنش الکترودها بوسیله سمباده دندانه ریز از آلودگی زدوده، سپس با آب یون زدایی شده و اتانول شستشو داده شدند. زمان همه واکنش ها s1200 درنظر گرفته شد و بجز مرحله ای که هدف تحقیق اثر امواج مافوق صوت بر خواص نمونه های تولیدی بود، کلیه مراحل بر روی یک همزن مغناطیسی با قابلیت تنظیم دما انجام گرفت. به منظور ثابت نگه داشتن دما ضمن انجام واکنش، از یک حمام ترموستاتیک استفاده شد. درحین انجام واکنش و پیشرفت فرآیند تغییر رنگ محلول بسیار محسوس بود به طوری که الکترولیت که در ابتدا بی رنگ بود در انتهای واکنش سفید رنگ مشاهده شد. در هر مرحله پس از اتمام فرآیند رسوب تولید شده توسط آب و اتانول شستشو داده، سپس بوسیله یک حمام oc60 خشک شد. در این پروژه سعی شد که اثر بعضی از پارامترهای موثر در روش الکترواکسیداسیون بر خواص محصولات، مورد تحقیق قرار گیرد. به همین منظور آزمایش تحت شرایط مختلفی مانند تغییر ولتاژ، دما و غلظت انجام شد. در اولین مرحله، اثر ولتاژ بر خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. به همین منظور آزمایش در الکترولیتی با دمای oc60 و غلظت پایدارساز m1/0تحت پنج ولتاژ مختلف v3، v6، v9، v12و v15 انجام شد. پس از تولید، نمونه ها با استفاده از دستگاه های xrd، ftir، sem و uv-visible مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج طیف های xrd و ftir هویت نمونه ها را تأیید کرد و بجز نمونه های تولید شده تحت ولتاژ v15 و v12که فلز روی را به عنوان ناخالصی به همراه داشتند بقیه نمونه ها کاملاً خالص مشاهده شدند. طیف های uv-visibleنمونه ها نشان داد که افزایش ولتاژ باعث جابجایی بیشینه جذب به سمت طول موج های کوتاه تر می شود همچنین پهنای قله ها کاهش می یابد که بر تولید نانوذراتی با اندازه کوچک تر و پراکندگی اندازه کم تر دلالت دارد. در نهایت تصاویر sem نمونه ها ضمن تأیید کاهش اندازه ذرات با افزایش ولتاژ، شکل آنها را نسبتاً کروی نشان داد. با مطالعه کلیه یافته های بدست آمده از بررسی نمونه های ساخته شده تحت پنج ولتاژ مختلف، نمونه تولید شده تحت ولتاژ v9 که منجر به تولید نانوذراتی با میانگین اندازه nm56 می شود به عنوان نمونه بهینه در بین محصولات انتخاب شد. در دومین مرحله، اثر دما بر خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. به این ترتیب که آزمایش تحت ولتاژ بهینه v9 و غلظت m1/0 در پنج دمای oc0، oc20، oc40، oc60 و oc80 انجام شد سپس نمونه های تولید شده با استفاده از دستگاه های sem، xrd، uv-visible و ftir مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج طیف های ftir و xrd ضمن تأیید هویت نمونه های تولیدی، حضور فلز روی را به عنوان ناخالصی در نمونه تولید شده در دمای oc80 نشان دادند. طیف های uv-visibleنمونه ها نشان داد که افزایش دما باعث جابجایی بیشینه جذب به سمت طول موج های کوتاه تر می شود ضمن اینکه پهنای طیف نیز کاهش می-یابد. نهایتاً تصاویر sem کاهش اندازه نانوذرات و کاهش کلوخه ای شدن آنها را با افزایش دما تأیید کرد. با مطالعه کلیه نتایج، دمای بهینه رشد از بین دماهای آزمایش شده، oc60 در نظر گرفته شد. در این دما و تحت ولتاژ بهینه v9 نانوذراتی با میانگین اندازه nm56 تولید شد. در سومین مرحله، اثر تغییر غلظت پایدارساز بر خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. به این ترتیب که آزمایش تحت ولتاژ بهینه v9 و دمای بهینه oc60 در سه غلظت m04/0، m1/0 و m15/0 انجام شد. نتایج بررسی های انجام شده بر روی نمونه ها با استفاده از دستگاه های sem، xrd، uv-visible و ftir نشان داد که افزایش غلظت پایدارساز تا رسیدن به غلظت m1/0 باعث کاهش اندازه نانوذرات می شود اما تداوم افزایش غلظت پایدارساز نه تنها تأثیری در بهتر شدن نمونه ها نداشت بلکه نانوورقه نیز در بین محصولات مشاهده شد. درنتیجه غلظت بهینه پایدارساز m1/0 تخمین زده شد. در مرحله چهارم، اثر امواج مافوق صوت بر خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. در این مرحله سل آزمایش در یک حمام مولد امواج مافوق صوت قرار گرفت، این حمام علاوه بر تولید امواج مافوق صوت درضمن انجام فرآیند، دمای سل را نیز ثابت نگه -می داشت. آزمایش در دمای بهینه oc60 و غلظت بهینه m1/0، در چهار ولتاژ مختلف v6، v9، v12و v15تکرار شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نمونه ها مشخص کرد که کلیه نمونه های رشد یافته تحت امواج مافوق صوت نانوورقه می باشند. در آخرین مرحله، اثر چرخش الکترولیت بر خواص ساختاری و اپتیکی محصولات مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب که با تولید نمونه ای تحت ولتاژ، دما و غلظت بهینه و مقایسه آن با نمونه تولید شده تحت همین شرایط و با چرخش محلول، مشخص شد که چرخش محلول نقش مهمی را در این فرآیند ایفا کرده و محیط همگن تری را برای رشد نمونه ها فراهم می کند بطوری که نمونه های ساخته شده با چرخش محلول کم تر کلوخه ای می باشند.

در این تحقیق نانولوله های کربنی به کمک مخلوطی از اسیدنیتریک و اسیدسولفوریک خالص سازی و عاملدار شدند. پس از آن، تاثیر فرآیند خالص سازی و عاملدارسازی بر کاهش طول و انحلال پذیری نانولوله های کربنی در حلال های قطبی مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده گردید که هر چه مدت زمان فرآیند عاملدارسازی افزایش یابد نانولوله های کربنی کوتاه تر می شوند. با مقایسه طیف رامان نمونه ها مشاهده گردید که میزان حضور ناخالصی درون نمونه ها با افزایش مدت زمان عاملدارسازی افزایش یافته و به اشباع رسیده و این نشان دهنده حضور گروه های عاملی بیشتر بر سطح نانولوله های کربنی است. حلالیت نانولوله ها و پایداری حلالیت آنها در حلال های قطبی نظیر آب و متانول نیز بررسی شد و مشاهده گردید که میزان حلالیت و پایداری آن، با انجام فرآیند خالص سازی و عاملدارسازی افزایش یافته است. تاثیر میدان الکتریکی متناوب بر کلوخه ای شدن کمتر نانولوله ها درون آب برررسی گردید و مشاهده شد که با افزایش زمان، میزان کلوخه ای بودن کاهش یافته درحالیکه افزایش فرکانس تاثیری بر پخش بهتر و کاهش میزان کلوخه ای بودن نانولوله ها ندارد. پس از آن به کمک نانولوله های عاملدار شده و نانولوله های اولیه، کامپوزیت پلی آنیلین/ نانولوله کربنی با درصدهای مختلفی از نانولوله های کربنی ساخته شد و مشاهده گردید که با افزایش میزان آلایش به خصوص در کامپوزیت های آلایش یافته با نانولوله های عاملدار شده، میزان مقاومت با کاهش دما کاهش یافته. این کاهش در نمونه هایی که دارای درصد آلایش بالاتری بودند در دماهای پایین تر، افزایش می یافت. همچنین انرژی فعالسازی به کمک رابطه آرنیوس محاسبه گردید و مشاهده شد که با افزایش میزان آلایش، انرژی فعالسازی کاهش یافته، این کاهش در نمونه های عاملدار شده افزایش می یافت. همچنین تغییرات مقاومت با افزایش دما در نمونه هایی که با نانولوله های عاملدار شده ساخته شده بودند نیز بررسی گردید و مشاهده شد که با افزایش دما مقاومت الکتریکی در ابتدا کاهش یافته اما در دمایی معین به طور ناگهانی افزایش می یابد. از سوی دیگر مشاهده گردید که با افزایش دما، میزان مقاومت با افزایش میزان آلایش و در دماهای بالاتر، کاهش می یابد، همچنین با افزایش میزان آلایش، دمای گذار شیشه ای کامپوزیت پلی آنیلین/ نانولوله افزایش یافته است. در ادامه تاثیر فشار قرص کردن، بر مقاومت الکتریکی پلی آنیلین با افزایش دما بررسی شد و مشاهده گردید که با افزایش میزان فشار قرص کردن، مقاومت الکتریکی در دماهای بالاتر کاهش یافته از سوی دیگر با افزایش میزان فشار، دمای گذار شیشه ای نیز افزایش یافته است.

روش ساخت و اعمال ناخالصی به ابررساناها می تواند خواص آنها را تغییر دهد. یکی از روش های ساخت نانوذرات فلزی، حل کردن نمک فلزات در حلال های مختلف و سپس احیای آن ها توسط عوامل احیاگر است. در این تحقیق نانوذرات نقره از طریق احیای نیترات نقره توسط اتانول ساخته شدند. در بخش دوم کار، که هدف بررسی اثر آلایش ابررسانای ساخته شده به روش ذوبی با نانوذرات نقره است، دو سری نمونه ابررسانای ساخته شد. سری اول شامل دو نمونه ابررسانا، حاوی یک درصد وزنی نانوذرات نقره با اندازه های200 و700 نانومتر و سری دوم نیز شامل دو نمونه ابررسانای حاوی دو درصد وزنی نانوذرات نقره مشابه سری اول بودند. پس از مرحله ساخت، آزمایش اثر مایسنر، ، دمای بحرانی( )، چگالی جریان بحرانی ( )، آزمایش sem و بررسی های بلورنگاشتی روی نمونه ها انجام شد. بررسی های بلورنگاشتی نشان دادند که نقره وارد ساختار ابررسانا نشده و به صورت یک فاز جداگانه درون ترکیب قرار می گیرد. تصویر sem وجود قطعات بزرگ را در نمونه ذوبی نشان می دهد که ناشی از فرآیند سرد شدن سریع از c ?1350 تا c?196- می باشد. با توجه به تصاویر semنمونه های خالص و آلاییده شده با نانوذرات نقره به نظر می رسد که خلل و فرج در نمونه های ساخته شده به روش ذوبی کمتر و همچنین یکنواختی دانه ها بیشتر است از نمونه های ساخته شده به روش حالت جامد می باشد.

نانوتکنولوژی در برگیرنده طراحی و بررسی مواد و دستگاه ها در مقیاس های اتمی و مولکولی است. پیشرفت های بسیاری در این حوزه صورت گرفته که مرزهای بین علوم مختلف از جمله شیمی، فیزیک، علم مواد و زیست شناسی را از بین برده و محققان زیادی برای یافتن خواص جدید و گاهی دور از انتظار مواد تلاش می کنند، در این بین ساخت نانو کامپوزیت های زمینه فلزی و به طور خاص نانو کامپوزیت al/cnt به جهت دارا بودن خواص بسیار ارزشمند از جمله وزن کم و رسانندگی بهتر از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. در این تحقیق کامپوزیت آلومینیوم تقویت شده با نانو لوله های کربنی به روش متالوژی پودر ساخته شد. نمونه های تولید شده با درصد های وزنی (5/0، 1، 5/1 ، 2، 5/2 ، 5 ) درصد از نانو لوله های کربنی تهیه گردید. فرایند آسیاب کاری توسط آسیاب سیاره ای و متراکم کردن نمونه های تحت نیروی 10 تنی به مدت 1 دقیق انجام شد. سپس نمونه ها در دمای 0c 580 به مدت نیم ساعت حرارت دهی شدند. همچنین اثر دمای تفت جوشی روی نمونه های دیگری با 1.5 درصد اَلایش نانولوله انجام گرفت. نمونه ها در دماهای 480،580،700و1200 به مدت نیم ساعت حرارت دهی شدند، مشاهده گردید که دمای حرارت دهی در سختی نمونه ها تاثیر مهمی دارد. بررسی اثر مدت زمان تفت جوشی تاثیر چشمگیری روی سختی نمونه ها نداشت.ریز ساختار نمونه ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی sem بررسی گردید. همچنین مقاومت الکتریکی، چگالی و سختی نمونه ها اندازه گیری شد. اندازه گیری ها نشان داد، که با افزایش درصد نانو لوله های کربنی مقاومت الکتریکی و چگالی کامپوزیت کاهش ولی سختی نمونه ها افزایش می یابد.

پایان نامه ی حاضر به بررسی خواص الکترونی و اپتیکی ترکیب برمیدکادمیوم در فاز رومبوهدرال می پردازد. این ترکیب تنها دارای یک فاز است، به همین دلیل در این پایان نامه به بررسی ویژگی های ترکیب در این فاز می پردازیم. ترکیب برمیدکادمیوم یک نیم رسانا با گاف نواری پهن از خانواده ی نیم رسانای ii-vii2 می باشد. این بلور دارای ساختار لایه ای، از نوع cdcl2 با گروه فضایی است که از ورقه های دوتایی تنگ پکیده شش گوشی شامل یون های هالوژنی با کاتیون های فلزی کوچک در میان این پوشش تشکیل شده است، کادمیوم هالوژن ها در اکثر موارد به عنوان پرتوهای آشکارساز استفاده می شوند. ترتیب مطالب ارائه شده در این پایان نامه به صورت زیر می باشند: فصل اول به بررسی خواص ترکیب برمیدکادمیوم و مطالعات انجام شده بر روی این ترکیب پرداخته شده است. روش رشد بلور این ترکیب، خواص اپتیکی و دینامیکی آن مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت چند کاربرد مهم آن بیان می شوند. در فصل دوم سیستم های بس ذره ای و نظریه ی تک الکترونی مورد بررسی و سپس به بررسی تقریب های مهم جهت تبدیل معادله ی بس ذره ای به معادله ی تک ذره ای، نظریه ی تک الکترونی و نظریه ی تابعی چگالی پرداخته می شود. در فصل سوم روش های مختلف حل معادلات کوهن - شم و روش انجام محاسبات و کد محاسباتی استفاده شده در این پایان نامه مورد مطالعه قرار می گیرند. فصل چهارم به بررسی محاسبات انجام شده در این پایان نامه، بر روی ترکیب برمیدکادمیوم در فاز رومبوهدرال می پردازد. در این فصل خواص ساختاری و الکترونی ترکیب از جمله بهینه سازی حجم، ثابت شبکه، مدول حجمی، تأثیر فشار بر روی ترکیب، تراکم پذیری، ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت ها، چگالی ابر الکترونی و ویژگی های اپتیکی مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج ناشی از این محاسبات با نتایج به دست آمده با روش های تجربی توسط دیگران مقایسه و نتیجه گیری نهایی ارائه می گردد. در انتها نتیجه گیری و چشم اندازی به آینده ارائه می شود

نانو ذرات اکسید مس و اکسید آلومینیوم به دلیل کاربرد های زیادی که در تصویر برداری زیستی دقیق ، حسگرهای شیمیایی ، نانوسیالات و پزشکی دارند مورد توجه فراوانی هستند. تاکنون چندین روش فیزیکی و شیمیایی مثل سل ژل، الکترواکسیداسیون، گداخت لیزری، قوس الکتریکی در تهیه این نانوذرات گزارش شده است. در این مطالعه، به روش قوس الکتریکی و توسط یک رآکتور فولادی ضد زنگ نانو ذرات اکسید مس و اکسید آلومینیوم تهیه شدند. الکترود ها از مس و آلومینیوم انتخاب شدند. قوس الکتریکی با استفاده از یک رکتیفایر تنظیم جریان ایجاد گردید. جریان های 10، 20، 30، 50، 100، 200، 300 و400 آمپر در محیط های اکسیژن، هوا، آرگون، ازت و آب با فشارهای 4/0، 1 و 2 اتمسفر برای ایجاد قوس الکتریکی و تولید نانو ذرات اکسید آلومینیوم و اکسید مس استفاده گردید. برای تعیین جنس نمونه ها از آنالیزهای xrd و edx استفاده شد. نتایج xrd نشان دادند که نمونه های تولید شده اکسید آلومینیوم و اکسید مس هستند ولی در بعضی نمونه ها ناخالصی ناشناس وجود دارد. اندازه و شکل نانوذرات تولیدی به ترتیب در حدود 80 نانومتر و کروی می باشند. اثر حرارت بر اندازه و نوع نانو ذرات تولیدی و همچنین اثر گذشت زمان بر اندازه نانوذرات پخش شده در آب و جذب uv آنها بررسی شد. همچنین با ساخت نانوسیالات اکسید مس و اکسید آلومینیوم، رسانش حرارتی آنها بررسی شد. تصاویر sem نمونه های حرارت داده شده نشان داد که اندازه ذرات نسبت به قبل از حرارت دهی در بعضی نمونه ها بزرگتر و در بعضی کوچکتر شده اند، ولی شکل ذرات تغییری نمی کند.

بخش اول: نانولوله های اکسید روی با استفاده از واکنش نیترات روی و محلول آمونیاک در حضور پلی اتیلن گلیکول (2000) به عنوان عامل پایدارساز، تهیه شده و تشکیل آنها توسط عکس برداری sem تأیید شد. از این نانولوله ها به عنوان یک کاتالیزور موثر برای محافظت گروه کربونیل در آلدهیدها و کتون ها تحت شرایط بدون حلال به وسیله هیدروکسیل آمین هیدروکلرید استفاده گردید. مطابق نتایج به دست آمده زمان های واکنش بسیار کوتاه و راندمان محصولات بالا بود. بخش دوم: کوپلیمر تصادفی مشبک ( استایرن/ آکریلیک اسید) از واکنش پلیمریزاسیون رادیکالی تعلیقی استایرن (3/57%) و آکریلیک اسید(5/41%) در حضور 2/1 درصد مولی از عامل مشبک کننده دی وینیل بنزن و آغازگر دی بنزوئیل پراکسید در آب تهیه گردید. پلی اتیلن گلیکول (300) با استفاده از واکنش استریفیکاسیون مستقیم به کوپلیمر پیوند زده شد. از این کوپلیمر پیوندی برای پوشش دهی نانوذرات مغناطیسی fe3o4 در استون و در حمام اولتراسونیک استفاده شد. نانو کامپوزیت مغناطیسی به عنوان کاتالیزوری موثر در واکنش حلقه گشایی اپوکسیدها مورد استفاده قرارگرفت. بتا- آزیدو الکل ها و بتا- نیتروالکل ها با ناحیه گزینی بالا و در زمان های مناسب به دست آمدند. بخش سوم : ملامین سولفونیک اسید به راحتی از واکنش ملامین و کلروسولفونیک اسید در دمای محیط تهیه شد و به عنوان یک کاتالیزور اسیدی جامد کارآمد در واکنش تهیه بتا- استامیدو کتون ها از طریق واکنش تراکمی چهارجزئی آلدهید، کتون، استیل کلرید در استونیتریل تحت شرایط تقطیر برگشتی استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارا بودن کاتالیزور و بازده بالای محصولات تهیه شده می باشد.

در این پژوهش، روشی ساده جهت سنتز نانوذرات اکسید روی معرفی گردیده است. همچنین با انجام تغییراتی در این روش، شیوه جدیدی برای آلایش نانوذرات اکسید روی معرفی شده است. با استفاده از این روش، نانوذرات اکسید روی با اشکال کروی، میله ای و ستاره ای سنتز گردیدند. همچنین نانوذرات آلاییده شده اکسیــد روی با فرمول کلی zn1-xmxo (m = al, cr, zr) برای (12/0 و 09/0، 06/0، 03/0، 01/0 x=) با موفقیت ساخته شد. نانوذرات اکسید روی و اکسید روی آلایش یافته با آلومینیوم، کروم و زیرکونیوم که با این روش سنتز شده بودند با استفاده از آنالیزهای sem، tem، edx، xrd، pl و uv-vis مورد مطالعه قرار گرفتند. تمام نانوذرات آلاییده شده دارای شکل کروی بودند. کلیه ی نمونه های آلاییده شده به ازاء کلیه ی درصدهای آلایش، دارای میانگین اندازه ی ذرات کوچکتری نسبت به نانوذرات اکسید روی آلایش نیافته بودند. در نانوذرات zno آلایش یافته با آلومینیوم، پارامترهای شبکه نسبت به حالت zno خالص کاهش یافته بود، اما این پارامترها با افزایش غلظت آلومینیوم در نمونه ها افزایش می یافتند. در نمونه های آلایش یافته با کروم و زیرکونیوم، پارامترهای شبکه با افزایش غلظت آلاینده ها افزایش می یافت. در کلیه ی نمونه ها، طیف جذبی نسبت به نانوذرات آلایش نیافته به سمت ناحیه آبی جابجا شده بود. در نانوذرات آلایش یافته با آلومینیوم، طیف فلورسانس نمونه ها در غلظت های پایین آلومینیوم دارای یک جابجایی به سمت ناحیه قرمز بود و این جابه جایی در غلظت های بالای آلومینیوم کاهش می یافت. نمونه های آلایش یافته با کروم دارای رفتار مشابه با حالت آلایش با آلومینیوم بودند. در طیف فلورسانس نمونه های آلایش یافته با زیرکونیوم تغییر قابل ملاحظه ای نسبت به اکسید روی خالص مشاهده نگردید. در ادامه این تحقیق، میزان جذب گوگرد توسط نانوذرات سنتز شده در مرحله ی قبل در دماهای 300، 400، 500 و 600 درجه سانتی گراد مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین میزان جذب گوگرد در اثر افزایش زمان گذردهی گاز از روی نمونه ها در دمای 400 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. در مطالعه ی میزان جذب گوگرد توسط نانوذرات از آنالیزهای xrf، xrd و bet استفاده گردید. بهترین میزان جذب برای آلایش 01/0 درصد آلومینیوم به دست آمد.

فناوری نانو با ایجاد رویکردی نوین در صنعت فوتوکاتالیست، آینده ای روشن را در این زمینه نوید می دهد. فوتوکاتالیست های نانوساختار با خواص آب دوستی و قدرت کاتالیستی زیاد، به علت نسبت سطح به حجم بالای آن ها، یکی از فناوری های کلیدی در کنترل آلودگی های زیست محیطی می باشند. در این میان، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به دلیل غیر سمی بودن، پایداری و قیمت نسبتاً مناسب به عنوان پرکاربردترین نانوفوتوکاتالیست معرفی شده اند. اما بازترکیب سریع زوج الکترون-حفره و گاف انرژی نسبتاً زیاد این نانوذرات، تا حدودی خاصیت فوتوکاتالیستی آن ها را تحت تأثیر قرار می دهد. یک راه مناسب برای بهبود خاصیت فوتوکاتالیستی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم آلایش آن ها می باشد. در این تحقیق، ابتدا نانوذرات دی اکسید تیتانیوم بدون آلایش و آلایش شده با ساماریوم و گادولینیوم به روش ترکیبی سل-ژل و آسیای مکانیکی تولید شدند. آلایش نانوذرات با هر یک از این عناصر با درصدهای مولی 9/0، 8/1 و 6/3 انجام شد. نانوذرات بدون آلایش در دماهای 550، 650، 700، 800 و °c900 و نانوذرات آلایش شده در دو دمای 550 و °c700 حرارت دهی شدند. ویژگی های نانوذرات تولید شده با استفاده از دستگاه های پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این بررسی ها نشان داد که ذرات بدست آمده کروی هستند و اندازه ی نانوذرات در اثر آلایش کوچک تر شده است. هم چنین آلایش با گادولینیوم اندازه ی ذرات را بیشتر کاهش داده است. در مرحله ی بعد، خاصیت فوتوکاتالیستی این نانوذرات توسط تجزیه ی فوتوکاتالیستی رنگ قرمز کنگو تحت تابش فرابنفش با یکدیگر مقایسه گردید. در این بررسی از طیف سنج uv-visible به منظور مقایسه ی غلظت رنگ محلول پس از گذشت بازه های زمانی 30 دقیقه ای از تابش فرابنفش استفاده شد. نتایج بدست آمده حاکی از این است که نانوذرات آلایش شده با گادولینیوم نسبت به ساماریوم از کارآیی بهتری برخوردار بودند و از میان تمام نانوذرات تولید شده، نانوذرات آلایش شده با گادولینیوم با درصد مولی 8/1% که در دمای °c700 حرارت دهی شدند، نسبت به دیگر نمونه های مورد بررسی کارآیی بهتری را از خود نشان دادند. این نانوذرات در 30 دقیقه ی اول تابش فرابنفش حدوداً 80 درصد رنگ قرمز کنگو را تجزیه کردند.

استفاده از خاصیت فوتوکاتالیستی نیمرساناها، یکی از موثرترین روش های کاهش آلودگی های صنعتی در جهان می باشد. در سال های اخیر به اکسیدروی به دلیل دارا بودن خواصی مانند: غیر سمی بودن، ارزان بودن، پایداری فیزیکی و کارایی شیمیایی بالا توجه ویژه ای شده است. علاوه براین اکسیدروی در کاهش فوتوکاتالیستی بعضی آلودگی ها بازده بهتری دارد. از آنجا که واکنش فوتوکاتالیستی یک فرآیند سطحی است، استفاده از نانوساختارها به علت بیشتر بودن سطح موثر، افزایش خاصیت فوتوکاتالیستی را به دنبال دارد. اما با این وجود نانوساختارهای مختلف، خاصیت فوتوکاتالیستی متفاوتی از خود نشان می دهند که وابسته به مورفولوژی آنها می باشد. در این تحقیق ابتدا از دو روش تجزیه ی حرارتی دی هیدرات استات روی و سل-ژل نانوساختارهای مختلف از قبیل نانوذرات کروی، نانوسیم ها و نانودیسک ها ساخته شدند. خواص نانوساختارها با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس xrd، طیف سنج ft-ir، طیف سنج uv-visible و میکروسکوپ الکترونی روبشی sem بررسی شد. در بخش دوم کار، خاصیت فوتوکاتالیستی نانوساختارهای مختلف از طریق تجزیه ی رنگ متیلن آبی اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که نانوساختارهای مختلف، خاصیت فوتوکاتالیستی متفاوتی از خود نشان می دهند. نمونه ی به دست آمده از طریق تجزیه ی حرارتی دی هیدرات استات روی در مدت 5 ساعت در فاز بخار، بهترین خاصیت فوتوکاتالیستی را از خود نشان داد. این نمونه در 30دقیقه اول بیش از 72% و در 120دقیقه بیش از 99% از رنگ متیلن آبی را تجزیه می کند. همچنین رابطه ی منطقی بین میزان جذب رنگ روی نانوپودر اکسیدروی در 30دقیقه اول در غیاب تابش نور uv و خاصیت فوتوکاتالیستی مشاهده شد که براین اساس بسیاری از نمونه ها از مدل لانگمور-هینشلوود پیروی می کردند. به طور کلی نتایج نشان دادند که خاصیت فوتوکاتالیستی نانودیسک ها و نانوصفحات بیشتر از نانوذرات و خاصیت فوتوکاتالیستی نانوذرات بیشتر از نانوسیم ها می باشد. همچنین خاصیت فوتوکاتالیستی بسیاری از نمونه های ساخته شده در مقایسه با tio2تجاری بهتر بود که نشان دهنده ی کارایی اکسیدروی می باشد.

در این پایان نامه، نانوکامپوزیت پلی پیرول/ نانولوله کربنی، با درصدهای وزنی مختلف cnt/ppy ساخته و خواص الکتریکی آن ها اندازه گیری شد. نانولوله های کربنی با اسید کلریدریک، خالص سازی و با مخلوط اسید نیتریک و اسید سولفوریک عاملدار شدند. این فرآیند باعث اتصال گروه های عاملی به نانولوله ها شده و پخش یکنواخت آن ها را در آب امکان پذیر می کند. از این نانولوله ها برای تولید نانوکامپوزیت های با درصدهای مختلف cnt استفاده شد. طیف xrd نمونه ها بیانگر تولید ppy بود و تصاویر میکروسکوپ الکترونی، تشکیل ذرات پلی پیرول را روی دیواره نانولوله ها نشان داد. این تصاویر نشان دادند که اندازه ذرات پلی پیرول، با افزایش درصد آلایش نانولوله ها کاهش می یابد. آزمایش tga/dta افزایش پایداری حرارتی نانوکامپوزیت ها را با افزایش مقدار نانولوله ها نشان داد. مقاومت نمونه ها، با روش چهار میله در دماهای پایین اندازه گیری و مشاهده شد که با کاهش دما، مقاومت بهنجار افزایش می یابد و با افزایش درصد آلایش، مقاومت ویژه کامپوزیت ها، کم می شود. اندازه گیری مقاومت در دماهای بالاتر از دمای اتاق نیز روند کاهشی خود را با افزایش دما طی کرد، ولی در دمایی معین افزایش می یافت. این افزایش مقاومت به دمای گذار شیشه ای نسبت داده شد و با افزایش درصد نانولوله ها در کامپوزیت، دمای گذار شیشه ای افزایش می یافت. تأثیر فشار قرص کردن بر مقاومت الکتریکی پلی پیرول، در دماهای بالا، بررسی شد و معلوم گردید با افزایش فشار، مقاومت ویژه، کاهش یافته و دمای گذار شیشه ای افزایش می یابد. در نهایت، سختی موس قرص های آماده شده با یک فشار مشخص، اندازه گیری و افزایش سختی با افزایش درصد نانولوله ها مشاهده گردید.

فناوری نانو شامل تصویرسازی، اندازه گیری، تولید و استفاده از اجسام در مقیاس های بین 1 تا 100 نانومتر می باشد. نانوسیم ها ساختارهای تک بعدی با قطری از مرتبه ی چند نانومتر و طول چند میکرون می باشند که نسبت سطح به حجم بالایی دارند و بنابراین خواص فیزیکی آن ها با سایر ساختارها متفاوت است. در این تحقیق، از روش اکسیداسیون مستقیم جهت تولید نانوسیم های اکسیدمس، استفاده شد. طی این روش نانوسیم ها پس از حرارت دهی زیر لایه ی مسی در اتمسفرهای هوا، اکسیژن و فشارهای جزئی اکسیژن، در دماهای حرارت دهی 400، 500 و 600 درجه سانتیگراد و زمان های حرارت دهی 1، 2، 3، 4 و 6 ساعت ساخته شدند. بررسی نانوسیم های حاصل نشان داد که، دما و زمان حرارت دهی نقش مهمی را در میزان تراکم، طول و قطر نانوسیم ها ایفاء می کند. به گونه ای که کمترین قطر مربوط به نانوسیمهای تولید شده در دمای 400 درجه سانتیگراد، بیشترین طول مربوط به دمای 600 درجه سانت یگراد و زمان 6 ساعت، بیشترین تراکم مربوط به دمای 500 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعت در اتمسفر هوا می باشد. در ادامه جهت مندی نانوسیم ها بر اثر اعمال میدان الکتریکی بررسی شد که تغییر خاصی در نحوه ی رشد آن ها حاصل نگردید. جهت مشاهده و تجزیه و تحلیل نمونه ها، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و دستگاه پراش اشعه ایکس (xrd) استفاده شد. در ادامه کارایی فوتوکاتالیستی نانوسیم های تولیدی در دماهای c° 400،c ° 500 و c° 600 در مدت زمان 4 ساعت در اتمسفر هوا، با استفاده از طیف سنج uv-vis اندازه گیری و توسط تجزیه ی فوتوکاتالیستی رنگ های قرمز کنگو، نارنجی متیل، رودامین بی و سبز برموکرزول تحت تابش نور فرابنفش با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج بدست آمده حاکی از این است که نانوسیم های اکسیدمس تولید شده در دمای c ° 500 و زمان 4 ساعت، نسبت به دیگر نانوسیم ها در تجزیه همه ی رنگ ها بهترین کارایی را داشته اند.

اما ابررساناهای دمای بالا به علت دانه ای بودن و وجود حفره در ساختارشان، چگالی جریان بحرانی پایینی از خود نشان می دهند. روشی موثر برای افزایش jc ، بهبود اتصالات بین دانه ای و افزایش مراکز میخکوبی شار با ساختارهایی است که ابعاد آن ها به اندازه طول همدوسی جفت های کوپر باشد. این امر موجب بهبود سایر خواص ابررسانایی نیز می شود. از این رو با توجه به خواص و ساختار نانولوله های کربنی، به بررسی تأثیر آلایش آن ها در ابررسانای ybco با درصدهای وزنی مختلف 25/0، 5/0، 1، 5/1، 2 و 5 پرداختیم. روش آسیاکاری گلوله ای جهت مخلوط کردن پودر ybco، cnt و برش cnt در مدت زمان های 1ساعت و 2ساعت انتخاب و پخت نمونه ها در هوا و آرگن انجام شد. چگالی جریان بحرانی و دمای بحرانی نمونه ها و ترموپاور آن ها در دمای اتاق(k300) اندازه گیری و مشخصه یابی نمونه ها با استفاده از sem و xrd انجام شد. نتایج نشان داد پخت نمونه ها در هوا، منجر به تجزیه نانولوله ها می شود و با افزایش درصد وزنی نانولوله های کربنی، jc، tc و ترموپاور کاهش می یابند. پارامترهای شبکه نیز اندازه گیری شد که تغییری در آن ها مشاهده نشد. اما هنگامی که پخت در آرگن انجام شود، دمای پخت نانولوله-های کربنی بالاتر از دمای پخت ابررسانا می شود. مقاومت نمونه های ساخته شده در جو آرگن، اندازه گیری شد و مشخصه یابی نمونه ها نیز با استفاده از sem و xrd انجام شد و نتایج بر خلاف انتظار صفر نشدن مقاومت نمونه ها تا دمای k65 را نشان می داد.

نانولوله های کربنی یکی از آلوتروپ های کربن و به صورت ساختار یک بعدی هستند و به دلیل داشتن خواص منحصر به فرد تحقیقات گسترده ای را در ابعاد نانو به خود اختصاص دادند. مدل سازی و شبیه سازی یکی از راه های مناسب مطالعه ی اولیه ی نانوساختارهاست که سبب جلوگیری از اتلاف زمان در آزمایش های تجربی می شود. در این پایان نامه خواص ساختاری و الکترونی نانولوله ی کربنی مبلی (7و7) در چاچوب نظریه ی تابعی چگالی به کمک روش امواج تخت تقویت شده ی خطی با پتانسیل کامل (fp-lapw) و با استفاده از کد محاسباتی wien2k مورد مطالعه قرار گرفته است. در کار حاضر سلول قراردادی تتراگونال و فضای اطراف نانولوله خلأ است. پس از بهینه سازی فاصله ی دو نانولوله ی مجاور برابر با 0845/8 آنگستروم انتخاب شده است. برای جداسازی حالت های ظرفیت از حالت های مغزه، انرژی مرز جدایی بین الکترون های ظرفیت و مغزه برای این ساختار 10- ریدبرگ برگزیدیم و در اجرای برنامه مبنای همگرایی را بار الکتریکی قرار داده ایم که با اختلاف بار از مرتبه ی 0001/0 به همگرایی رسیدیم. تعداد نقاط در نظر گرفته شده 200 نقطه بوده است. همچنین پارامتر همگرایی را برابر 5/5 انتخاب نموده ایم. خواص ساختاری از جمله ثابت های شبکه، مدول حجمی، مدول یانگ، تراکم پذیری و منطقه ی اول بریلوئن این نانولوله با استفاده از تقریب های مختلف (pbe-gga،lda و wc-gga) محاسبه شده اند. طول پیوند اتم های کربن در ساختار با استفاده از هر سه تقریب محاسبه و نتایج گویای آن است که تقریب pbe-gga تطابق بهتری با نتایج تجربی دارد (4289/1 آنگستروم). منطقه ی اول بریلوئن و مدول یانگ نانولوله ی کربنی آرمچیر (7و7) با به کارگیری تقریب pbe-ggaمحاسبه شده اند. نتایج حاصل نشان می دهند که منطقه ی اول بریلوئن نانولوله یک بعدی است (به دلیل یک بعدی بودن ساختار). مدول یانگ این نانولوله با تقریب pbe-ggaبرابر با 928/0 تراپاسکال محاسبه شده است. خواص الکترونی نانولوله از جمله ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت های کلی و جزئی و چگالی ابر الکترونی با استفاده از سه تقریب محاسبه شده اند. ساختار نوارهای انرژی و چگالی حالت ها فلز بودن نانولوله را تأیید می کنند. در این پایان نامه تأثیر کایرالیتی تعدادی نانولوله ی مبلی بر ساختار نوارهای انرژی، چگالی ابر الکترونی و مدول یانگ نشان داده شده است. همچنین چگالی ابر الکترونی نانولوله و توزیع بار اطراف اتم های کربن نشان می دهد که پیوند بین اتم های کربن عمدتاً کووالانسی است.

در این پایان نامه، ماده ی فعال الکترود ابرخازن از نانوکامپوزیت نانولوله کربنی/ پلی پیرول تهیه و خواص الکتروشیمیایی آن بررسی شد. برای تهیه این الکترود، ابتدا نانولوله های کربنی با اسید کلریدریک، خالص سازی و با مخلوط اسیدنیتریک و اسیدسولفوریک عاملدار شدند. این فرآیند باعث اتصال گروه های عاملی به نانولوله ها شده و پخش یکنواخت آن ها را در آب امکان پذیر می کند. هم چنین این فرآیند بر طول نانولوله ها تأثیر دارد و با افزایش مدت زمانی که نانولوله ها در اسیدسولفوریک و اسیدنیتریک رفلاکس می شوند، طول نانولوله کاهش می یابد. سپس از این نانولوله ها برای تولید نانوکامپوزیت هایی با 2، 5 و 10درصد از نانولوله های کربنی که طول های مختلفی دارند، استفاده شد. نانوکامپوزیت به دست آمده که به صورت پودری سیاه رنگ است، با استفاده از دستگاه پرس، به صورت قرصی نازک درآمد. سپس این قرص با چسب نقره بر روی لام شیشه ای متصل شد. الگوی پراش xrd نمونه ها بیانگر تولید پلی پیرول بود و تصاویر میکروسکوپ الکترونی، تشکیل ذرات پلی پیرول را روی دیواره های نانولوله ها نشان داد. این تصاویر نشان دادند که، با افزایش درصد آلایش نانولوله ها از 0 تا10 درصد، اندازه ذرات پلی پیرول از 140 به 25 نانومتر کاهش و با افزایش زمان رفلاکس نانولوله ها از 15 تا 60 دقیقه، اندازه ذرات پلی پیرول از 25 به 37 نانومتر افزایش می یابند. رفتار الکتروشیمیایی کامپوزیت، با استفاده از چرخه ی ولتاگرام بررسی و مقدار ظرفیت ویژه ی ابرخازن ساخته شده با این الکترود محاسبه شد. با افزایش آهنگ ولتاژ اعمال شده از 5 تا 100 میلی ولت بر ثانیه، مقدار ظرفیت ویژه ی ابرخازن از 123 به 5/2 فاراد برگرم و با افزایش زمان رفلاکس نانولوله ها از 15 تا 60 دقیقه، مقدار ظرفیت ویژه ی ابرخازن از 123 به 54 فاراد برگرم رسید. و در نهایت بیشینه ی ظرفیت ویژه 123 فاراد برگرم، مربوط به الکترودی بود که از نانوکامپوزیت 2 درصد نانولوله کربنی که 15 دقیقه رفلاکس شده بود، تهیه شده بود. آهنگ تغییر ولتاژ برای این الکترود 5 میلی-ولت بر ثانیه بود.

در این پایان نامه، نانوذرات آلیاژی به روش قوس الکتریکی در یک رآکتور استیل و به دو طریق تولید شدند. در روش اول، الکترود ها با برش زدن آلیاژهای آماده در اندازه مورد نظر تهیه شدند. در سه محیط هوا، نیتروژن و آرگون و تحت جریان های 400-50 آمپر، قوس الکتریکی صورت پذیرفت. با توجه به الگوهای پراش نمونه های به دست آمده، درصد نسبی فازهای آلیاژی در محیط هوا و نیتروژن بسیار پایین بوده ولی در محیط آرگون فازهای آلیاژی با درصد نسبی بالایی تولید شدند. در روش دوم، برای تهیه الکترودها، پودرهای مس و روی با چهار درصد وزنی cu0.61-zn0.39، cu0.37-zn0.63، cu0.50-zn0.50 و cu0.85-zn0.15، به وسیله یک آسیای مکانیکی به صورت همگن مخلوط شده و پس از اعمال فشار mpa 410 به صورت میله پرس می شوند. سپس الکترودهای تهیه شده برای انجام قوس الکتریکی تحت فشارهای atm 3-5/0، جریان های a 500-300 و منحصراً در محیط آرگون استفاده شدند. پس از تولید نمونه ها، ویژگی های ساختاری و فیزیکی آن ها با استفاده از دستگاه های xrd وsem مشخصه یابی شد. نتایج نشان دادند که اگرچه در اکثر موارد نانوذرات آلیاژی تولید شده از دو فاز cu5zn8 و cu0.61zn0.39 تشکیل شدند، با این حال نانوذرات آلیاژ تک فاز cu5zn8 با میزان کم ناخالصی zno از الکترودهای با درصد وزنی cu0.61-zn0.39 تولید شدند، به طوری که در فشار اعمالی atm 1 و جریان a 300 نانوذرات کروی شکل و تک فاز cu5zn8 با ناخالصی حدود ?1 با اندازه متوسط nm21 به عنوان نمونه بهینه معرفی و خواص آن بررسی شد. بررسی دمای تبدیل نظم به بی نظم نانوذرات cu5zn8 تولید شده از طریق حرارت دهی در گستره دمایی 400 تا ?c 600 نشان داد که تبدیل نظم به بی نظم از دمای ?c 420 شروع شده و در دمای ?c 480 کامل می شود که در دمایی متفاوت با حالت توده آن اتفاق می افتد. بررسی اثر تف جوشی روی خواص نانوذرات cu5zn8 از طریق حرارت دهی قرص های ساخته شده از فشردن آن ها تحت فشار mpa 750 در دمای ?c 740 نشان از رشد یکنواخت ذرات نسبت به قبل از حرارت دهی داشته و در نتیجه خلل و فرج ها در نمونه نسبت به قبل از حرارت دهی کاهش یافته است. هم چنین مقاومت ویژه الکتریکی و سختی نمونه در اثر تف جوشی به میزان بالایی کاهش یافته است.

برای ساخت لایه ی نازک، روش های متداولی از جمله لایه نشانی لیزر پالسی، کندوپاش، لایه نشانی تبخیری موجود می باشد که روش های بسیار پرهزینه ای هستند. در تلاش برای یافتن راه های کم هزینه تر مناسب با امکانات آزمایشگاهی موجود، روش های انباشت شیمیایی محلول و ذوبی به کار گرفته شد. نوع حلال مورد استفاده، حذف فازهای ثانویه و استفاده از زیرلایه ی مناسب، پارامترهای مهم در روش انباشت شیمیایی محلول می باشند. در این تحقیق، لایه ی ابررسانای (y123)yba2cu3o7به روش انباشت شیمیایی محلول ساخته شد. برای ساخت فاز خالص در روش محلول از زیرلایه یsrtio3 استفاده شد و دمای پخت بهینه 930? تعیین گردید. دمای بحرانی نمونه بهینه yba2cu3o7، 88k به دست آمد. اثر پلیمر برای ساخت لایه یy123روی زیرلایه های si، sio2 و al2o3 بررسی شد که نتیجه آن فاز ناخالص را نشان داد. هم چنین، روش انباشت شیمیایی محلول در ساخت لایه y3ba5cu8o18 به کار گرفته شد که فاز خالص شکل نگرفت. از این رو، روش ذوبی برای ساخت لایه یy358 به کار گرفته شد. نتایج الگوی پراش (xrd) و اندازه گیری دمای بحرانی (tc) تشکیل فاز y358 را روی زیرلایه یal2o3 در دمای پخت 1030"?" نشان دادند. ریخت شناسی و ضخامت لایه یy358 توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی (sem) بررسی شد.

الکتروانباشت از روش های مناسب و مقرون به صرفه برای تولید نانوساختارهای مختلف می باشد که در آن با استفاده از پارامترهای رشد، ابعاد نانوساختارها به آسانی قابل کنترل است. در این تحقیق از روش الکتروانباشت برای تولید نانومیله های اکسید روی استفاده شد. این بررسی در یک سلول الکتروشیمیایی حاوی محلول الکترولیت 2zncl + kcl و سه الکترود شمارنده، مرجع و کار (زیرلایه fto) که در یک حمام ترموستاتیک با قابلیت تنظیم دما قرار گرفته است، انجام شد. از جمله پارامترهای موثر در الکتروانباشت، ضخامت انباشت، ولتاژ، ph و دمای الکترولیت می باشند که در این تحقیق اثر این پارامترها مورد مطالعه قرار گرفت. شرایط بهینه برای رشد نانومیله هایی با قطر حدود nm180 با ضخامت انباشت nm300، 2/6=ph، ولتاژ v1- و دمای الکترولیت °c 75 تعیین گردید. سپس به بررسی اثر آب اکسیژنه با غلظت های مختلف بر رشد این نانومیله ها پرداخته شد. ساختار و ماهیت نمونه ها با استفاده از پراش پرتو ایکس (xrd)، ریخت شناسی محصولات به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و گاف اپتیکی و میزان نواقص موجود در آن ها با به کارگیری طیف سنجی فوتولومینسانس (pl) مورد ارزیابی قرار گرفت.

ذرات y2bacuo5به عنوان فاز ثانویه ای که در فرآیندهای ذوبی ساخت ابررسانای yba2cu3o7-? در حین تولید ابررسانا به وجود می آیند، نقش مهمی در بهبود خواص ابررسانا از جمله خواص مکانیکی و افزایش چگالی جریان بحرانی آن دارند. در این تحقیق از روش سل-ژل برای ساخت نانوذرات y2bacuo5 استفاده شده است و به دلیل این که در این روش عوامل زیادی بر اندازه ذرات موثرند برای کاهش تعداد آزمایشها و در نتیجه کاهش زمان و هزینهها و یافتن بهترین حالت به منظور ساخت کوچک ترین اندازه ذرات برای طراحی آزمایشها از روش تاگوچی استفاده شد و تأثیر چهار عامل دما و زمان پخت، میزان اسید تارتاریک و ph بر اندازه ذرات بررسی شد. خلوص و اندازه ذرات تهیه شده توسط پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem ) مورد بررسی قرار گرفتند. کم ترین اندازه ذرات مربوط به نمونه ساخته شده با شرایط: دمای ?c 900 زمان 4 ساعت، میزان اسید (نسبت مولی اسید به یون مس) 50/0 وph برابر 5 بود؛ که در این شرایط ذراتی با متوسط اندازه 15 نانومتر تهیه شدند. همچنین تحلیل آماری نتایج semبه کمک روش تاگوچی نشان داد که از میان عوامل بررسی شده، اثر phدر کاهش اندازه ذرات از دیگر عوامل با اهمیت تر است. در بخش دوم کار به بررسی اثر آلایش ابررسانای yba2cu3o7-? با نانوذرات y2bacuo5 با اندازه های مختلف و درصدهای وزنی مختلف 5/0، 1 و 2 پرداختیم. نانوذرات وابررسانا به کمک حمام اولتراسونیک با هم مخلوط شدند سپس پخت نمونه ها در دمای ?c930 و به مدت 6 ساعت در جو اکسیژن انجام شد. پس از پخت نمونه ها، آزمایش اثر مایسنر، اندازه گیری دمای بحرانی (tc) و اندازه گیری چگالی جریان بحرانی (jc) روی آن ها انجام شد. نتایج اندازه گیری دمای بحرانی نشان دادند که افزودن این نانوذات باعث کاهش دمای بحرانی می شوند. نتایج اندازه گیری چگالی جریان بحرانی نشان دادند که در نمونه نیم درصد وزنی نانوذرات با افزایش اندازه ذرات jc کاهش می یابد ولی در نمونه های حاوی یک و دو درصد وزنی نانوذرات با افزایش اندازه ذرات jc افزایش می یابد. بیشینه چگالی جریان بحرانی به دست آمده مربوط به نمونه دارای دو درصد وزنی نانوذرات y2bacuo5با اندازه متوسط 455 نانومتر بود. مقدار چگالی جریان بحرانی به دست آمده برای این نمونه برابرa/cm2 63 می باشد.

نانوساختارهای نیم رسانا که به آن ها نقطه ی کوانتومی یا اتم های مصنوعی نیز گفته می شود، کاربردهای بسیاری در سامانه-های مختلف از جمله لیزرها و آشکارسازهای نوری پیدا کرده اند که این کاربردها به دلیل ویژگی های وابسته به اندازه و قطبش آن ها است. در هنگام رشد ساختارهای نامتجانس خودسامان یافته مثل inas/gaas، نقطه های کوانتومی در شکل-های مختلفی مثل هرم و نیمه بیضی وار رشد می کنند. به دلیل تفاوت ثابت شبکه بین مواد تشکیل دهنده ی این ساختارها، جزیره های سه بعدی بر روی یک لایه ی نازک دو بعدی به نام لایه ی خیس شکل می گیرند. به دلیل وجود لایه ی خیس و هندسه ی پیچیده ی نقطه های کوانتومی، امکان ارایه ی حل تحلیلی برای بررسی این نانوساختارها وجود ندارد. بنابراین، برای بررسی نقطه های کوانتومی با حداقل تقریب ها، از روش های عددی مثل روش المان محدود استفاده می شود. در این پایان نامه، ویژگی های الکترونی و نوری گذارهای بین زیرنواری نقطه های کوانتومی inas/gaas با در نظر گرفتن جفت-شدگی با لایه ی خیس بررسی شدند. بدین منظور و برای به دست آوردن ویژگی های الکترونی، معادله ی شرودینگر تک نوار در تقریب جرم موثر حل شد. برای به دست آوردن ویژگی های نوری، روش ماتریس چگالی کوانتومی استفاده شد. کرنش موجود در این ساختارها به عنوان یک پتانسیل اضافه در پتانسیل محدودیت در نظر گرفته شد. برای بررسی مدل-های واقع گرایانه، جفت شدگی بین نقطه ی کوانتومی و لایه ی خیس در نظر گرفته شد. به دلیل هندسه ی پیچیده ی نقطه-های کوانتومی، محاسبات به شکل عددی و با روش المان محدود انجام شد. برای نقطه های کوانتومی گنبدی-شکل، نیمه-بیضی وار و هرمی-شکل، ویژه مقادیر انرژی، توابع موج، فرکانس های گذار، قدرت نوسان، دوقطبی های گذار و ویژگی-های خطی و غیرخطی نوری بر حسب اندازه و هندسه به طور جامع مورد بررسی قرار گرفتند. سه ویژه حالت s (به عنوان حالت پایه)، p (به عنوان حالت برانگیخته ی اول با تبهگنی دوگانه) و wl (به عنوان حالت شبه پیوستار) به همراه گذارهای بین آن ها (که معمولاً در محدوده ی تراهرتز طیف قرار می گیرد) مطالعه شدند. نتایج این کار نشان دادند که گرچه در برخی از پژوهش ها، به منظور سادگی در انجام محاسبات از وجود لایه ی خیس صرف نظر می شود، لایه ی خیس اثرات قابل توجهی بر ویژگی های الکترونی و نوری می گذارد. هم چنین، نشان داده شد که گذارهای p-to-s و wl-to-p دارای قطبش درون صفحه ای هستند، در حالی که گذار wl-to-s دارای قطبش عمود بر صفحه است. در این کار، برای اولین بار، یک رقابت در شدت جذب و قدرت نوسان بین گذارهای wl-to-s و wl-to-p با تغییر اندازه ی نقطه-های کوانتومی نشان داده شد. برای تمام اندازه های نقطه ی کوانتومی، نشان داده شد که گذار p-to-s دارای بیشترین جذب خطی بین گذارها است که این موضوع در توافق با پژوهش های تجربی است. علاوه بر این، نشان داده شد که برای یک نقطه ی کوانتومی نیمه بیضی وارِ تخت، ویژگی های نوری غیرخطی و به ویژه کمیت عدد شایستگی، به دلیل افزایش برهم نهی بین حالت های p و s افزایش پیدا می کنند. در پایان، اثر میدان الکتریکی (اثر استارک) بر روی ویژگی های نقطه های کوانتومی بررسی شد و نشان داده شد که این اثر می تواند به عنوان راهی برای بهبود ویژگی های نوری نقطه های کوانتومی استفاده شود.

در این تحقیق، اثر ریخت نانوساختارهای مختلف اکسید مس بر رسانندگی گرمایی، گرانروی و نقطه¬ی اشتعال نانوسیال¬های پایه¬ی روغن بررسی شد. از روغن انتقال حرارت و روغن موتور sae 20w50 ساخت شرکت بهران به عنوان سیال¬های پایه، استفاده گردید. به این منظور، ابتدا، نانوساختارهای مختلف نانوذره، نانوذره¬ی لوزوی و نانومیله¬ی اکسید مس به¬روش¬های الکلی-حرارتی و آبی- حرارتی با پیش مواد استات، نیترات و کلرید مس تولید شدند. به¬ کمک تصاویر sem از این نانوساختارها، میانگین اندازه¬ی نانوذرات، 61 نانومتر و میانگین طول، عرض و ضخامت نانوذرات لوزوی¬، به¬ترتیب 3000، 508 و 91 و برای نانومیله¬ها 1063، 175 و 78 اندازه¬گیری شدند. برای تولید نانوسیال¬ها به روش دو مرحله¬ای، 2/0 تا 6 درصد وزنی از نانوساختارهای مختلف تولید شده به روغن پایه افزوده شد و با استفاده از امواج اولتراسونیک یا آسیای گلوله¬ای سیاره¬ای مخلوط گردید. نانوسیال¬های پایه¬ی روغن موتور که با آسیای گلوله¬ای سیاره¬ای تهیه شدند، پایداری خوبی داشتند. به¬منظور اندازه¬گیری رسانندگی گرمایی، نانوسیال¬های پایه¬ی روغن موتور با 2/0 تا 6 درصد وزنی از ریخت-های مختلف نانوساختارهای اکسید مس تهیه شده و رسانندگی گرمایی آن¬ها به کمک روش سیم گرم استاندارد اندازه¬گیری گردید. رسانندگی گرمایی نانوسیال¬ها با کسرهای وزنی 2/0 تا 2 درصد، افزایش قابل توجهی نسبت به سیال پایه نداشت؛ اما رسانندگی گرمایی نانوسیال¬ها در کسرهای وزنی 4 و 6 درصد، نسبت به سیال پایه افزایش نسبتاً خوبی داشتند. در کسر وزنی 4 درصد بیشترین و کمترین رسانندگی گرمایی به¬ترتیب مربوط به نانوسیال نانوذره و نانوذرات لوزوی بودند. در کسر وزنی 6 درصد، نانوسیال نانومیله و نانوذره به¬ترتیب بیشترین و کمترین رسانندگی گرمایی را داشت و در رسانندگی گرمایی نانوسیال نانوذرات لوزوی افزایشی دیده نشد. اختلاف در رسانندگی گرمایی این نانوسیال¬ها به تفاوت در سطح موثر آن¬ها نسبت داده می شود. گرانروی نانوسیال¬های پایه¬ی روغن موتور با ریخت مختلف نانوساختارها اندازه¬گیری شد. نانوسیال¬های نانوذرات لوزوی کمترین گرانروی را نسبت به نانوسیال¬های دیگر و حتی سیال پایه داشتند که این، نشان¬دهنده¬ی روان¬تر بودن این نانوسیال¬ها می¬باشد. بیشترین و کمترین گرانروی به¬ترتیب برای نانوسیال¬های 2/0 درصد وزنی نانومیله و نانوذره¬ی لوزوی و مقادیر 5/438 و cp1/388 اندازه¬گیری شد. نقطه¬ی اشتعال 4 نمونه نانوسیال 1/0 و 2/0 درصد وزنی نانوذره و نانوذرات لوزوی اندازه¬گیری شد و نتیجه آن¬که، نقطه¬ی اشتعال تمام نانوسیال¬ها نسبت به سیال پایه افزایش یافت؛ نانوسیال¬های نانوذرات لوزوی درمقایسه با نانوذره نقطه¬ی اشتعال بالاتری داشتند. بیشترین افزایش نقطه¬ی اشتعال نسبت به سیال پایه، به نانوسیال 2/0 درصد وزنی نانوذرات لوزوی مربوط بود که 38 درجه افزایش را نشان می¬داد.

در این تحقیق، نانوذرات دی¬اکسید قلع بدون آلایش و آلائیده شده با آلومینیوم به روش هم¬رسوبی تولید شدند. نانوذرات بدون آلایش در دماهای 200، 250، 300، 350، 400، 450، 500، 550 و oc 600 حرارت¬دهی شدند. ویژگی¬های نانوذرات تولید شده با استفاده از دستگاه¬های آنالیز وزن¬سنجی حرارتی (tg)، پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem)، طیف¬سنج تفکیک انرژی (eds)، طیف¬سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (ft-ir)، طیف¬سنجماوراءبنفش-مرئی (uv-visible) وطیف¬سنج فوتولومینسانس (pl) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز وزن¬سنجی حرارتی و پراش پرتو ایکس نشان داد که دمای بهینه¬ی تولید نانوذرات oc 600 می¬باشد. از این¬رو آلایش نانوذرات دی¬اکسید قلع با آلومینیوم در این دما صورت گرفت. مطالعه¬ی الگوی پراش پرتو ایکس ساختار تتراگونال نمونه¬ها را تأیید کرد و نشان داد که آلایش موجب جابجایی جزئی در قله¬های پراش و در نتیجه تغییر کوچکی در پارامترهای شبکه می¬شود. بررسی تصاویر fesemنشان داد که میانگین اندازه¬ی ذرات با افزودن ناخالصی افزایش می¬یابد و نانوذرات شکلی تقریباً کروی دارند.در ادامه، خاصیت حسگری فیلم¬های ضخیم تولید شده از نانوذرات بدون آلایش و آلائیده شده توسط دستگاه سنجش حسگر گازی، در معرض ppm 300 بخار اتانول مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از این است که نمونه¬ی آلائیده شده با 5% آلومینیوم در مقایسه با سایر نمونه¬ها دارای بیشترین پاسخ در دمای oc 270 و کمترین زمان پاسخ و بازیافت می¬باشد.

در این تحقیق اکسید گرافیت به روش شیمیایی هامرز-آفمن ساخته شده و به عنوان پیش ماده جهت تهیه ی ورقه های گرافن در نانوکامپوزیت گرافن-zns استفاده گردید. نانوذرات سولفید روی پخش شده روی سطح ورقه های گرافن به طور موفقیت آمیزی و از طریق روش آبی- حرارتی ساخته شدند. در این روش استات روی و سولفید سدیم به ترتیب به عنوان منابع یون های روی و گوگرد مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور تعیین ساختار محصولات به دست آمده از دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd) استفاده شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) ، ریخت این نانوساختارها مطالعه گردید. جهت مطالعه ی خواص اپتیکی نانوکامپوزیت به دست آمده از طیف سنج فرابنفش- مرئی(uv-visible) و اسپکتروفلوریمتر استفاه گردید. کاهش اکسید گرافیت به گرافن با رسوب نانوذرات سولفید روی بر سطح ورقه های گرافن همراه بود. نتایج طیف سنجی مادون قرمز (ftir)و xrd کاهش موثر اکسید گرافیت به گرافن را نشان می دهد. ریخت شناسی این نانوساختارها، ساختاری شبه ورقه ای چروکیده از ورقه های گرافن تزئین شده با نانوذراتzns را نشان می دهد. به علاوه، اندازه گیری فوتولومینسانس نشان دهنده ی وجود نقایص ساختاری در نانوکامپوزیت تولید شده می باشد.

هدف این تحقیق، رشد مستقیم نانولوله های کربنی بر روی سطوح فلزی اصلاح شده به روش رسوب بخار شیمیایی (cvd)، بدون استفاده از کاتالیزور های فلزی معمول برای این روش می باشد. در این روش از فلزات آهن، نیکل، تیتانیوم، مس و مولیبدن به عنوان زیرلایه جهت تولید نانولوله های کربنی استفاده شد. برای اصلاح سطوح فلزی، ابتدا سطح آن ها به روش سونش مکانیکی صاف و صیقلی شد، سپس با یکی از روش های الکترواکسیداسیون که روش پالس های متوالی پتانسیل (cpp)نام دارد، دو عمل اکسید و احیاء به طور متوالی انجام شد تا یون هائی از سطح فلز کنده شده و سپس دوباره بر روی سطح آن، با آرایشی متفاوت از قبل و به صورت برآمدگی های نوک تیز در ابعاد نانومتر بنشینند. اصلاح سطوح با روش دیگر و با قرار دادن فلزات در مقابل بخار اسید، انجام شد. سپس از این نمونه ها برای تولید نانولوله های کربنی به روش cvd، با آهنگ شارش sccm1500-1000 آرگن، sccm100-45 استیلن و دمای ?750 استفاده شد. بهترین رشد نانولوله های کربنی با گاز استیلن بر روی فلزات با سطح دست نخورده بود. اصلاح سطوح به روش های فوق باعث توقف رشد نانولوله های کربنی گردید. تغییر منبع هیدروکربنی از استیلن به گاز مایع (lpg) نتیجه ی بهتری دربر نداشت. بنابراین برای یافتن شرایط بهینه تولید نانولوله های کربنی با گاز lpg با کاتالیزور، آهنگ شارش sccm1500-400 آرگن، sccm150-45 lpg و محدوده دمایی ?900-750 اعمال شد، که شرایط مناسب آهنگ شارش sccm600 آرگن، sccm100 lpg و دمای ?800 به دست آمد. نانولوله های کربنی با استفاده از گاز lpg، بدون منبع کاتالیزوری با این شرایط نیز بر روی سطوح فلزی رشد نکردند.

: smba2cu3o7-? (sbco) از خانواده ابررسانای yba2cu3o7-? می باشد. برای ساخت این ترکیب، از روش واکنش حالت جامدی استفاده شد. نانوذرات آلومینا ( ?-al2o3 ) به روش سل- ژل خوداحتراقی با اندازه متوسط nm70 ساخته شد. ابررسانای sbcoرا با نانوذرات آلومینا آلایش داده و خواص آن مورد بررسی قرار گرفت. ضریب اکسیژن نمونه ها به روش تیتراسیون یدمتری اندازه گیری شد. با آلایش ابررسانا با نانوذرات آلومینا، ضریب اکسیژن و دمای بحرانی نمونه ها کاهش یافت. در بررسی نمودار مقاومت ویژه بر حسب دما، نمونه ها در حالت عادی رفتار نیم رسانایی نشان دادند، یعنی با افزایش دما، مقاومت ویژه کاهش پیدا کرد. چگالی جریان بحرانی نمونه با 1/0 درصد آلایش وزنی، افزایش قابل توجهی داشت، اما با افزایش درصد آلایش کاهش پیدا کرد. الگوهای پراش اشعه x نمونه های آلایش داده شده نشان دادند که نانوذرات آلومینا در ساختار بلوری ابررسانا وارد نشده اند. برخی از قله های ابررسانا در الگوی پراش اشعه x نمونه های آلاییده حذف شده و پهنای قله ها نسبت به نمون? خالص بیشتر شده است. بررسی تصویرهای sem نمونه های آلاییده نشان داد که نانوذرات آلومینا بر روی دانه ها و مرزدانه های ابررسانا جای گرفته اند.

در این تحقیق، نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی با طول های مختلف و غلطت های 1/0، 25/0 و 5/0 درصد حجمی و دماهای متفاوت در سیال های پایه ی آب یون زدایی شده، اتیلن گلیکول، ??? آب یون زدایی شده + ??? اتیلن گلیکول و روغن موتور (بهران تکتاز با گرید sae 20w50) تهیه و رسانندگی حرارتی آن ها اندازه گیری شد. به منظور تغییر طول نانولوله-های کربنی و افزایش پخش شدگی آن ها در سیال های مختلف، نانولوله ها عامل دار شدند. از مخلوط اسیدهای سولفوریک و نیتریک با نسبت سه به یک برای عامل دارسازی آن ها استفاده گردید و مدت زمان ماندگاری نانولوله های کربنی در مخلوط اسیدها (زمان رفلاکس) به عنوان یکی از عوامل متغیر مورد بررسی قرار گرفت. با وارد کردن نانولوله های کربنی در مخلوط اسیدها، نانولوله ها از محل نواقص سطحی خود شکسته شده و در این محل ها، گروه های عاملی مانند -cooh،-oh و غیره متصل می شوند، بنابراین انتظار داریم با تغییر زمان رفلاکس، نانولوله های کربنی با طول های مختلف داشته باشیم. بر اساس اندازه گیری های انجام شده با استفاده از تصاویر sem و نرم افزار اندازه گیری، طول نانولوله های کربنی برای زمان های رفلاکس یک، دو و چهار ساعت به ترتیب ???، ??? و ??? نانومتر بدست آمدند. به منظور تخمین میزان پایداری نانوسیال-های بر پایه ی آب یون زدایی شده و اتیلن گلیکول ، به جای روش های تصویری کیفی از روش کمی طیف سنجی جذبی uv-vis و آنالیز پتانسیل زتا استفاده گردید. نتایج نشان دادند که نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی چهار ساعت رفلاکس در سیال پایه ی آب یون زدایی شده دارای پایداری بهتری نسبت به سایر نمونه ها هستند. به طوری که پس از گذشت حدود سه ماه از تهیه ی نانوسیال، کاهش چندانی در شدت قله ی جذبی است. نتایج اندازه گیری های رسانندگی uv-vis آن مشاهده نشده حرارتی نشان دادند برای تمامی سیال های پایه ی مورد بررسی، پخش کردن نانولوله های کربنی در سیال های پایه موجب افزایش رسانندگی حرارتی شده است. به علاوه، رسانندگی حرارتی نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی عامل دار شده نسبت به نانوسیال های حاوی نانولوله های اولیه بالاتر می باشد. همچنین ملاحظه گردید که با افزایش زمان رفلاکس، رسانندگی حرارتی نانوسیال های بر پایه ی اتیلن گلیکول (حدود ?? درصد افزایش در نانولوله های عامل دار پس از ??? روز از تهیه ی نانوسیال ها) و روغن موتور بهران تکتاز (حدود 5/9 درصد افزایش برای نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی چهار ساعت رفلاکس با غلظت 5/0 درصد حجمی)، افزایش یافته است ولی برای نانوسیال های بر پایه ی آب یون زدایی شده بیش ترین مقدار رسانندگی حرارتی در نانوسیال های حاوی نانولوله های یک ساعت رفلاکس (حدود ?? درصد) مشاهده گردید. از سوی دیگر، با افزایش غلظت نانولوله های کربنی، برای هر سه نوع سیال پایه، افزایش در رسانندگی حرارتی مشاهده گردید، اما افزایش مشاهده شده برای سیال پایه ی روغن موتور قابل ملاحظه تر بود. اثر افزایش دمای نانوسیال ها بر رسانش حرارتی آن ها در دماهای 20، 30، 40 و 50 درجه ی سانتی گراد مورد تحقیق واقع شد. نتایج نشان دادند که با افزایش دما، رسانندگی حرارتی در نانوسیال های بر پایه ی آب یون زدایی شده افزایش یافته است در حالی که افزایش رسانندگی حرارتی با دما برای نانوسیال های بر پایه ی اتیلن گلیکول و روغن موتور بسیار کم تر می باشد. علاوه بر این، اثر تزیین نانولوله های کربنی با نانوذرات نقره با درصدهای وزنی یک، دو و چهار درصد بر رسانندگی حرارتی نانوسیال ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که در مجموع، تزیین نانولوله های کربنی با نانوذرات نقره منجر به افزایش رسانندگی حرارتی نانوسیال ها می شود. بیش ترین درصد افزایش نسبت به آب یون زدایی شده حدود ?? درصد بدست آمد و در نانوسیال های حاوی نانولوله های کربنی با چهار درصد نانوذرات نقره مشاهده گردید. در این تحقیق، از روش شبکه های عصبی مصنوعی که روشی مبتنی بر داده های تجربی است، استفاده شد. با این روش در حقیقت می توان با استفاده از اطلاعات مربوط به آزمایش های تجربی انجام شده، آزمایشگاهی مجازی طراحی و نتایج را در شرایط مختلف پیش بینی نمود. روش شبکه های عصبی مصنوعی برای نانوسیال های بر پایه ی آب یون زدایی شده و روغن موتور مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که برای هر دو سیال پایه، شبکه توانسته است به منظور پیش بینی نتایج، به خوبی آموزش ببیند اما به دلیل روند منظم تری که داده های مربوط به نانوسیال های بر پایه ی روغن موتور داشتند، در این مورد شبکه آموزش بهتری را داشته و با درصد خطایی کم تر از 4 درصد نتایج را پیش بینی نموده است.

برای ساخت ابررسانای سرامیکی bi1.64pb0.36sr2ca2-xcdxcu3o10 آلایش یافته با cd از روش سل ـ ژل استفاده شده است. در این تحقیق برای تهیه نمونه ها، مقدار آلایش کادمیم از 2/0-0=x در زمان های پخت مختلف (32، 48، 56 و 64 ساعت) تغییر داده شد. برای یافتن دمای پخت نمونه ها از ژل خشک شده آنالیز tga گرفته شد. با توجه به نمودار tga، در حوالی دمای 750 تا ?850 کاهش جرم آهسته تر صورت گرفته که در آن فاز ابررسانایی شکل می گیرد. بنابراین دمای پخت نمونه ها ?845 انتخاب گردید. جهت بررسی ریخت شناسی و ریزساختار نمونه ها از آن ها xrd و sem گرفته شد. نتایج حاصل از xrd نشان می دهد که بیشترین درصد فاز 2223-bi، برای نمونه ی با مقدار آلایش تا 02/0=x می باشد. همچنین از بررسی تصاویر sem مشاهده می شود که در این زمان پخت و مقدار آلایش، نمونه ها حالت ورقه ای پیدا کرده اند که باعث افزایش چگالی جریان بحرانی می شود. چگالی جریان بحرانی و دمای بحرانی نمونه ها با استفاده از سیستم چهار میله ای اندازه گیری شد که نتایج حاصل از آن ها نشان می دهند که در زمان پخت 48 ساعت، نمونه ی با مقدار آلایش 02/0=x دارای بیشترین چگالی جریان بحرانی و بیشترین دمای بحرانی است. مقاومت در دمای اتاق برای نمونه های با مقادیر آلایش 06/0 و 04/0 ،02/0 ،00/0=x با زمان پخت 48 ساعت و همچنین برای 02/0=x با زمان های پخت متفاوت (32، 48، 56 و 64 ساعت) اندازه گیری گردید که نتایج حاصل از آن ها نشان می دهد که نمونه ی با میزان 02/0=x و زمان پخت 48 ساعت دارای کمترین مقاومت است.

در این پایان نامه خواص ساختاری، کشسانی، ترمودینامیکی، الکترونی و خواص اپتیکی در حالت انبوهه و همچنین خواص سطح در صفحه‏ی (110) نیم‏رساناهای گروه iii-v حاوی آنتیموان و آرسنیک مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت بهبودیافته ی خطی با پتانسیل کامل در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی و تقریب هایpbe-gga ، lda، wc، pbesol و mbj با استفاده از کد محاسباتی wien2k انجام شده است. در این تحقیق، خواص ساختاری ترکیب های بیان شده در حالت انبوهه نظیر ثابت شبکه، مدول انبوهه، مشتق آن و فشار گذار فاز محاسبه شده است. خواص کشسانی انبوهه ی این ترکیب ها نیز از قبیل ثابت های کشسان، مدول برشی، مدول یانگ، نسبت پواسون و خواص ترمودینامیکی از قبیل سرعت صوت، دمای دبای و پارامتر گرونایزون با تابعی های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته‏اند. علاوه بر این خواص الکترونی انبوهه و سطح ترکیب ها نظیر ساختار نواری، چگالی حالت ها و چگالی ابر الکترونی مورد بررسی قرار گرفته‏اند. خواص سطح محاسبه شده‏ی ترکیب های xas و xsb (x=b, al, ga, in) در صفحه‏ی (110) شامل واهلش سطح، زاویه ی کجی، انرژی سطح و تابع کار می باشند. نتایج حاصل از ساختار نواری، گاف مستقیم در نقطه‏ی ? را برای ترکیب های gaas، inas، gasb و insb و گاف غیرمستقیم ( x-?) را برای ترکیب‏های bsb، alsb، bas و alas پیش بینی می کنند. گاف نواری محاسبه شده ی آن ها بین 21/0 تا 75/1 الکترون ولت به دست آمده و در نتیجه این ترکیب ها جملگی نیم رسانا هستند. نتیجه ی حاصل از چگالی ابر الکترونی و خواص کشسانی نشان می دهند که پیوند بین آنیون ها و کاتیون ها در این ترکیب ها مخلوطی از پیوند یونی و کووالانسی است. نتایج به دست آمده از خواص اپتیکی بیان گر انطباق ساختار نواری با سهم موهومی تابع دی الکتریک و برابری تقریبی گاف نواری با گاف اپتیکی است. نتایج حاصل از واهلش سطح (110) ترکیب های iii-v حاوی as و sb نشان می دهند که آنیون به‏سمت خارج و کاتیون به‏سمت داخل سطح واهلش می یابند. همچنین گاف های نواری سطح (110) این ترکیب ها به‏علت وجود حالت های سطح نسبت حالت انبوهه، کاهش می یابند. نتایج حاصل از محاسبات خواص فیزیکی انبوهه‏ و سطح این ترکیب ها با نتایج دیگران سازگاری خوبی دارند.

در این پایان نامه، نانوفیبرهای سرامیکی تیتانات باریم (bt) با استفاده از روش الکتروریسی سنتز شده است. همچنین تأثیر مهم ترین پارامترهای الکتروریسی بر ریخت شناسی نانوفیبرهای حاصل مورد بررسی قرار گرفته است. این پارامترها شامل غلظت پلیمر pvp، نرخ تغذیه ی محلول، دمای تکلیس و ولتاژ اعمالی به سیستم می باشند. نتایج حاصل نشان داد که تغییرات قطر در اثر اعمال ولتاژ، روندی متفاوت نسبت به پارامترهای دیگر دارد. بنابراین برای یافتن ارتباط بین پارامترها، تأثیر هم زمان ولتاژ و دیگر پارامترها به صورت تجربی و آماری بررسی شد و با استفاده از یک معادله ی ریاضی توضیح داده شد. برای تولید نانوفیبرهای bt، نانوفیبرهای کامپوزیتی bt/pvp در دماهای متفاوت تکلیس یافتند و ساختار بلوری و ریخت شناسی آن ها با استفاده از دستگاه های آنالیز xrd و sem بررسی شد. نتایج نشان داد که دمای تکلیس oc 960 و زمان 20 ساعت، مناسبترین شرایط برای تولید نانوفیبرهای bt با ساختار بلوری پرووسکیت مکعبی است. نانوفیبرها پس از تکلیس در شرایط ذکر شده، پیوستگی اولیه ی خود را حفظ کرده و قطر میانگین آن ها به نصف مقدار اولیه کاهش یافت. مشخصه یابی اپتیکی نانوفیبرهای تولید شده، در نواحی مرئی- فرابنفش و مادون قرمز با استفاده از آنالیزهای دستگاهی uv-visible و ft-ir صورت گرفت. آنالیز ft-ir وجود تمامی گروه های عاملی موجود در نانوفیبرها را تأیید. همچنین نشان داد با کاهش قطر نانوفیبرهای کامپوزیتی bt/pvp و در نتیجه افزایش چگالی مت نانوفیبرها، جذب آن ها در ناحیه ی مادون قرمز افزایش می یابد.

در دهه¬های اخیر ساخت ابزارهای الکترونیکی با استفاده از مواد نانومقیاس، تغییرات اساسی در صنعت الکترونیک ایجاد کرده است. انتخاب ماد? مناسب جهت ساخت ابزارهای الکترونیکی با عملکرد بالا با پای? نیم¬رساناهای ترکیبی با گاف نواری پهن، از مهم¬ترین مراحل است. از میان هم? اکسیدهای فلزی، zno به¬دلیل فرآیند ساخت آسان، گاف نواری مستقیم و پهن ev 37/3، انرژی پیوندی اکسایتونی بالا mev 60 و تنوع ریخت از مناسب¬ترین کاندیداها می¬باشد. از آنجایی¬که ساخت ابزارهای الکترونیکی با پای? zno نوع p به¬دلیل ناپایداری و عدم تکرار پذیری zno نوع p هنوز مورد بحث است، از این¬رو نیم¬¬رساناهای ترکیبی نوع p دیگر جهت توسع? پیوندگاه¬های ناهمسان p-n مورد استفاده قرار گرفته است. از میان هم? نیم¬رساناها، nio به¬دلیل گاف نواری مستقیم پهن ev 7/3 و شرایط سازگار با محیط سنتز آن، یک نیم¬رسانای ترکیبی نوع p مناسب جهت ساخت پیوندگاه ناهمسان p-n می¬باشد. با توجه به¬خواص جالب zno نوع n و nio نوع p، سنتز این نیم¬رساناهای اکسید فلزی و ساخت دیودهای با پای? این نیم¬رساناها در این پایان¬نامه گزارش شده است. در ابتدا نانومیله¬های zno با در نظر گرفتن اثر پارامترهای مختلف همچون غلظت محلول، زاوی? رشد و لای? ذرات در روش آبی- حرارتی بر خواص ساختاری آن¬ها، ساخته شد. سپس جهت ساخت پیوندگاه ناهمسان p-nio -zno nanorods، لای? نازک nio به¬روش تبخیر حرارتی ساخته و بهینه¬سازی شد. پس از آن اثر ضخامت لای? نازک nio بر خواص الکتریکی پیوندگاه ناهمسان p-nio -zno nanorodsمورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، حسگر uv با پای? پیوندگاه ناهمسان n-zno nanorodsp-nio thin film با عملکرد بالا ساخته شده و سازوکار انتقال جریان در پیوندگاه با استفاده از طیف¬سنج فوتوالکترون پرتوی ایکس (xps) مورد مطالعه قرار گرفت. علاوه بر این، اثر لای? میانی nio بر خواص الکتریکی و اپتیکی پیوندگاه ناهمسان p-gaas -zno nanorods بررسی شد. در پایان، دیودهای نشر نور با پای? پیوندگاه ناهمسان p-gan -zno nanorods با در نظر گرفتن اثر آلایش ag، cd و ni بر خواص اپتوالکترونیکی دیودها ساخت شد. نشر نور سفید تنها تحت ولتاژ مستقیم در دیودهای با پایه پیوندگاه ناهمسان p-gan -zn0.94m0.06o (m= ag, cd and ni) مشاهده شد، اما تحت ولتاژ معکوس هم? دیودها نور آبی از خود ساطع می¬کنند. نتایج به¬دست آمده نشان می¬دهند که نور نشری با آلایش نانومیله¬های zno با ag، cd و ni قابل کنترل است.

در این پایان نامه به شرح جزئیات مربوط به روش ساخت نوع جدیدی از سلول های خورشیدی حساس شده به نقاط کوآنتومی(qdssc) بر پایه ی نانوفیبرهای zno به عنوان آند، پرداخته شده است. برای تولید این نانو-فیبرها، از روش الکتروریسندگی، به دلیل سهولت در ساخت و نیز قابلیت کنترل برروی پارامترهای وابسته، استفاده گردیده است. در این پژوهش هم چنین گزارشی از چگونگی ساخت نقاط کوآنتومی cds به روش سیلار ونیز لایه نشانی لایه های cu2s بر روی شیشه ی رسانا ی fto به عنوان کاتد سلول ها تولید گردیدند. در این تحقیق برای ساخت نانو فیبرها چیدمانی ساده از دستگاه الکتروریسندگی با پارامتر های تعریف شده و مشخص به کار گرفته شد که در نتیجه ی آن نانوفیبرهای zno با میانگین قطرnm350 روی زیرلایه ی شفاف و رسانای fto تولید شدند. هم چنین به منظور یافتن تأثیر دما بر ساختار نانو فیبرهای ساخته شده، فیبرها در دماهای 450، 500، 550، 600 وoc700 تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند که در نتیجه ی آن دمای oc500 به عنوان دمای مطلوب جهت تولید نانوفیبرهایی با قطر، اندازه و ساختار مناسب انتخاب گردید. به علاوه تأثیر چسبندگی بین نانوفیبرها و زیرلایه ی fto بر بازده ی سلول های خورشیدی نیز در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سه روش با عناوین محلول آبی، دکتر بلید و peg به کار گرفته شد که نتایج آن به طور کامل تحلیل و مورد شرح و بررسی قرار گرفته است. هم چنین تأثیر تعداد چرخه های سیلار بر بازده ی سلول های خورشیدی حساس به نقاط کوآنتومی نیز مطالعه شد که نتایج آن به طور کامل گزارش شده است. در همین راستا نیز نقاط کوآنتومی با میانگین قطرnm4 ساخته شد. در آخر نیز نانوفیبرها و نقاط کوآنتومی تولید شده از لحاظ ریخت شناسی و بررسی خواص ساختاری و اپتیکی، توسط دستگاه های آنالیز مختلف ,sem ,xrd uv-visible ,tem و بازده ی نهایی سلول ها نیز توسط دستگاه شبیه ساز خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفتند.

چکیده: در پایان نامه ی حاضر، حسگرهای گازی مقاومتی اکسید فلزی نیم رسانا با پایه ی zno و همچنین حسگرهای هیبریدی متناظر، با جزءِ هیبریدی نانولوله های کربنی چندجداره ساخته شده و پارامترهای حسگری آن ها در پاسخ به ترکیب های هیدروکربنی فرّار (اتانول-متانول-استون-اتر-زایلن-فرمالدهید و تولوئن) مورد بررسی قرار گرفت. برای تولید پودر پایه ی نانوذرات اکسید روی، نانوساختارهای اکسید روی با ریخت کره ی توخالی با روشی شیمیایی مبتنی بر استفاده از قالب های کربنی و با استفاده از محلول اولیه ی استات روی در دی متیل فرمامید ساخته شدند. برای این منظور در ابتدا قالب های کروی کربن (میکروکره های کربنی) با استفاده از روش آبی- حرارتی درون اوتوکلاو و با استفاده از محلول ساکروز در آب تهیه شدند. نتایج حاصل از آزمایش-های انجام شده نشان می داد که: با کاهش غلظت محلول ساکروز اولیه از mollit-1 5/0 تا mollit-1 1/0 اندازه ی کره های کربنی نهایی از حدود nm 2500 تا حدود nm 300 کاهش می یابد. تشکیل میکرو(نانو)کره های کربنی و نانوکره های توخالی اکسید روی، تخمین اندازه و خلوص محصول نهایی، با استفاده از آنالیزهای sem، tem و xrd مورد بررسی قرار گرفت. برای تهیه ی پودر مواد حسگر هیبریدی، پودر نانوکره های توخالی اکسید روی و نانولوله های کربنی عامل دار شده با نسبت های وزنی مختلف (02/0، 05/0، 1/0، 3/0 و 5/0 درصد وزنی) توسط امواج فراصوت با یکدیگر مخلوط شدند. تصاویر sem، پخش نسبتاً همگن نانولوله ها درون ماتریس کره های توخالی و تماس مناسب بین این دو جزء را نشان می داد. نتایج حاصل از اندازه گیری های bet نشان می دادند که افزودن تنها wt%05/0 نانولوله کربنی به ماتریس حاصل از کره های توخالی اکسید روی مساحت سطح تماس موثر پودر هیبریدی را تا حدود 3/1 برابر افزایش می دهد. به کمک پودر مواد حسگر به دست آمده، 6 دسته حسگر لایه ضخیم با روش چاپ صفحه ای برروی زیرلایه های شیشه ای تهیه شدند؛ یکی، متناظر با پودر اکسید روی خالص (s-blank) و پنج تای دیگر متناظر با پودرهای هیبریدی با درصدهای وزنی نانولوله ی متفاوت: s-0/02, s-0/05, s-0/1, s-0/3, s-0/5. در مرحله ی اندازه گیری حسگر؛ نمودارهای پاسخ برحسب دما برای حسگرهای مختلف خالص و هیبریدی نشان می دادند که نه تنها تمام حسگرهای هیبریدی نسبت به حسگر خالص پاسخ بزرگ تری به ترکیب های هیدروکربنی فرّار مورد هدف از خود نشان می دهند، بلکه بیشینه ی افزایش پاسخ نسبت به یک هیدروکربن خاص به ازای یک درصد وزنی معین از نانولوله کربنی صورت می گیرد. برای اتانول و متانول 0/05wt% نانولوله ی کربنی به عنوان درصد وزنی بهینه تعیین شد؛ درحالی که برای استون و اتر حسگر s-0/1 بیشینه ی پاسخ را نشان می داد. همچنین مشخص شد که افزودن مقادیر بسیار جزیی نانولوله ی کربنی منجر به کاهش قابل ملاحظه در دمای بهینه ی عملکرد حسگر می شود. در مورد متانول افزودن 02/0 درصد نانولوله، دمای بهینه را به اندازه ی c°20 کاهش داد؛ درحالی که در مورد اتانول افزودن 05/0 درصد وزنی نانولوله، دمای بهینه را به اندازه ی c°50 کاهش می داد. بررسی نمودارهای پاسخ- غلظت برای حسگرهای خالص و هیبریدی نشان می داد که غلظت اشباع حسگر متأثر از مقدارنانولوله ی افزوده می باشد؛ به طوری که برای اتانول و متانول، حسگر s-0/05 و برای استون و اتر حسگر s-0/1 بیشینه ی گستره ی همبستگی خطی و غلظت اشباع را نشان می دادند. رسم نمودارهای ستونی پاسخ برای حسگرهای s-0/05 و s-0/1 در پاسخ به هیدروکربن های مختلف، وجود یک انتخاب گری قابل ملاحظه ، وابسته به مقدار نانولوله و دما را برای چهار هیدروکربن: اتانول، متانول، استن و اتر را نشان می داد. همچنین اندازه گیری ها نشان می داد که حسگرهای هیبریدی زمان های مشخصه ی پاسخ و بازیافت کم تری نسبت به حسگر خالص از خود نشان می دهند؛ به عنوان مثال، زمان های پاسخ و بازیافت برای حسگر هیبریدی s-0/05، در c°300 و در پاسخ به ppm 320 اتانول، به ترتیب برابر با 44 و s 72 به دست آمدند که در مقایسه با اعداد متناظر محاسبه شده برای حسگر خالص در همان دما، یعنی 82 و s 103 کاهش قابل ملاحظه ای را نشان می داد. اندازه گیری پاسخ حسگرهای خالص s-blank و هیبریدی s-0/05 به ppm 320 اتانول در 11 هفته ی متوالی و ثبت شدت پاسخ ها و و زمان های مشخصه ای با اختلاف کمتر از ?7، نشان دهنده ی تکرار پذیری مناسب نتایج و پایداری هر دو نوع حسگر می باشد.

در این پژوهش، فریت نیکل با ترکیب nife2o4 به‏روش قوس الکتریکی پلاسما و فریت نیکل-روی نیز با ترکیب ni0.5zn0.5fe2o4 طی یک فرآیند دو مرحله¬ای شامل قوس الکتریکی و عملیات حرارتی تهیه شد. مواد خام مورد استفاده برای تهیه این نوع فریت¬ها شامل آهن، نیکل و روی بود. پس از مخلوط کردن این پودرها با نسبت مولی معین، با استفاده از فرآیند متالورژی پودر دو الکترود با اندازه مناسب تهیه گردید. با قرارگیری الکترودها در محفظه رآکتور قوس الکتریکی و تنظیم پارامترهای مختلف، قوس الکتریکی بین آن ها برقرار شد. پس از ایجاد قوس، پودر تولید شده جمع آوری و تحت آزمایش¬های مختلف شامل آنالیز فازی، ریزساختاری و مغناطیسی به‏ترتیب به‏کمک روش پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و مغناطش سنج نمونه مرتعش (vsm) قرار گرفت. هم چنین خواص الکترومغناطیسی و دی الکتریکی نمونه¬ها بوسیله دستگاه القا- ظرفیت- مقاومت سنج (lcr meter) تحت بررسی قرار گرفت. در این آزمایش، اثر فشار، اتمسفر، شدت جریان بر روی نوع ترکیب تولید شده مورد ارزیابی قرار گرفت؛ به گونه¬ای که فشار 1 اتمسفر به عنوان فشار مناسب، محیط هوا به‏عنوان اتمسفر مناسب و شدت جریان 400 آمپر به‏عنوان شدت جریان مناسب انتخاب شد. به منظور دستیابی به فاز فریت خالص، تأثیر تغییر ترکیب مواد اولیه بر روی ترکیب تولیدی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که با حذف کامل فلز روی، فریت نیکل خالص تشکیل می¬شود. در ادامه برای دستیابی به فاز فریت نیکل-روی خالص، ترکیب تولید شده با روش قوس الکتریکی تحت یک فرآیند تکمیلی عملیات حرارتی در دماهای متفاوت قرار گرفت و مشخص شد که با عملیات حرارتی نمونه¬ها، مقدار فاز اسپینل فریت با افزایش دما، افزایش می¬یابد؛ به‏گونه¬ای که در دمای 1250 درجه سانتیگراد فریت نیکل-روی خالص تشکیل می¬شود. با توجه به‏نتایج، اندازۀ ذرات پودرهای اولیه در محدوده nm 150-25 تخمین زده شد. با افزایش میزان فریت تولیدی بر مقدار مغناطش اشباع نمونه¬ها افزوده شد و نفوذپذیری مغناطیسی نیز افزایش یافت. در مجموع، فریت نیکل-روی تولید شده به‏روش قوس الکتریکی و عملیات حرارتی شده در دمای 1250 درجۀ سانتی¬گراد با مغناطش اشباع بیشینه emu/g 35، میدان پسماندزدای مغناطیسی کمینه oe5، نفوذ¬پذیری مغناطیسی بیشینه 6 تا فرکانس 5 مگاهرتز و همچنین بالاترین ثابت دی الکتریک در محدودۀ فرکانسی 20 هرتز تا 2 کیلوهرتز به عنوان بهترین نمونه شناسایی گردید.

در این پژوهش، ابتدا به بهینه سازی شرایط تولید نانوذرات اکسید روی در روش مکانوشیمیایی پرداخته شده است. برای این کار از روش تاگوچی استفاده شده است. سپس نانوذرات اکسید روی آییده با نیکل تولید شده و به بررسی خواص ساختاری، اپتیکی و مغناطیسی آن پرداخته شده است. و در نهایت نانوذرات الاییده با نیکل - آلومینیوم تولید و به بررسی خواص ساختری ، اچتیکی و مغناطیسی ان پرداخته شده است.

چگالی جریان بحرانی یکی از پارامترهای مهم در ابررسانایی به شمار می رود. مهم ترین عواملی که چگالی جریان بحرانی را در ابررساناهای دمای بالا محدود می کند، اتصال های ضعیف در مرزهای دانه ای و میخ کوبی ضعیف شار است. روش های متعددی برای افزایش چگالی جریان بحرانی این دسته از ابررساناها صورت گرفته است. یکی از راهکارهای موثر آلایش ابررساناها با نانوذرات، برای بالا بردن چگالی جریان بحرانی است. در این تحقیق به منظور بررسی خواص ابررسانای yba2cu3o_(7-?) (ybco)، این ابررسانا با ذرات y-2cu2o5 با ابعاد نانومتری آلایش داده شد. در راستای این هدف، فصل اول و دوم شامل مقدمه ای بر فناوری نانو و ابررسانایی می باشد. در فصل سوم به ساخت و بررسی خواص نانوذرات y 2cu2o5 پرداخته شده است. نهایتاً در فصل چهارم به ساخت ابررسانای ybco به روش سُل-ژل احتراقی و آلایش آن ها با ذرات y 2cu2o5 (y202) با درصدهای وزنی 5/0، 1 و 2 درصد و بررسی خواص ابررسانای ybco آلائیده به این ذرات اختصاص داده شده است.

نام خانوادگی: موسوی قهفرخی نام: سید ابراهیم عنوان پایان نامه: بررسی اثر آلایش کادمیم، آنتیموان، سرب و نانوذرات sb2o3 بر خواص ابررسانای bi-sr-ca-cu-o استاد راهنما: دکتر مرتضی زرگر شوشتری استاد مشاور: دکتر منصور فربد درجه تحصیلی: دکتری رشته: فیزیک گرایش: حالت جامد محل تحصیل: دانشگاه شهید چمران اهواز دانشکده: علوم تاریخ فارغ التحصیلی: تعداد صفحه: 350 کلید واژه ها: ابررسانای bi-sr-ca-cu-o ، cd، sb، pb، نانوذرات sb2o3، ریزساختار، پذیرفتاری مغناطیسی، tc، jc، sem، edx، xrd چکیده: در این تحقیق با توجه به شرایط مطلوب جانشین سازی به بررسی اثر آلایش کادمیم، آنتیموان، سرب و نانوذرات sb2o3بر ترکیب ابررسانای پایه ی بیسموت پرداخته شده است. به منظور بررسی خواص نمونه های ساخته شده، دمای بحرانی، چگالی جریان بحرانی، مقاومت نمونه ها در دمای اتاق و انرژی میخکوبی شار با استفاده از روش استاندارد چهار میله ای، پذیرفتاری مغناطیسی، xrd، sem و edx مطالعه گردید. با آلایش سرب و آنتیموان در ابررسانای با 4/0 x+y = و ابررسانای با 07/0 و 05/0، 03/0، 0/0 = y نمونه هایی تهیه و تأثیر زمان پخت و مقدار آلایش sb بر خواص ابررسانایی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اندازه گیری ها نشان می دهد که حالت بهینه، برای نمونه ی با مقدار آنتیموان به میزان 05/0 و سرب 35/0 با زمان پخت حدود 270 ساعت بدست می آید. جهت بررسی تأثیر نانو ذرات بر ابررساناهای پایه ی بیسموت، نانوذرات اکسید آنتیموان به روش محلولی تهیه گردیده و آن گاه با آلایش این نانوذرات بر ابررسانای که درآن 07/0 و 05/0، 03/0، 0/0 = y می باشد، نمونه هایی تهیه گردید. نتایج حاصل از اندازه گیری ها بر این ابررسانا نشان می دهد که نانوذرات اکسید آنتیموان تغییر چندانی روی دمای بحرانی و فازهای موجود در این ابررسانا ندارند، ولی وجود نانوذرات باعث افزایش نسبی چگالی جریان بحرانی و انرژی میخکوبی شار می شود. جهت بررسی آلایش کادمیم بر ابررسانای پایه ی بیسموت، ترکیب ابررسانای با40/0 = x + z، با مقادیر 10/0 و 09/0، 08/0، 07/0، 06/0، 05/0، 04/0، 03/0، 02/0، 01/0 = z تهیه شد. نتایج حاصل از اندازه گیری ها نشان می دهد که نمونه ای با کادمیم به مقدار 04/0 = z و زمان پخت حدود 270 ساعت بهترین نمونه می باشد. جهت حصول اطمینان از نتایج به دست آمده، با ثابت نگه داشتن سرب به میزان 36/0 مقدار کادمیم را در حوالی نقطه بهینه تغییر داده و ابررسانایی با ترکیب که در آن 06/0 و 04/0، 02/0، 0/0 = z تهیه گردید. مشاهده گردید که باز هم حالت بهینه برای نمونه ی با مقدار کادمیم04/0 = z و زمان پخت حدود270 ساعت بدست می آید. از آن جایی که شعاع یونی کادمیم تقریباً با شعاع یونی کلسیم یکسان است، طبق قانون هیوم- رادری با آلایش کادمیم به جای کلسیم در ابررسانای که در آن2 و 1، 50/0، 10/0، 04/0، 02/0، 0/0 = z تهیه گردید. نتایج حاصل از این اندازه گیری ها نشان می دهد که با افزایش z خواص ابررسانایی نمونه ها به شدت کاهش می یابد، به طوری که برای04/0 ? z عمده نمونه ها ذوب گردیده و خواص ابررسانایی خود را از دست می دهند.

در این یایان‏نامه خصوصیات ساختار الکترونی دی‏اکسید‏قلع در سه فاز تتراگونال، اورتورومبیک نوع و مکعبی مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت تقویت شده‏ی خطی با پتانسیل کامل(fp-lapw) در چارچوب نظریه‏ی تابعی چگالی و با تقریب‏های مختلف و کد محاسباتی win2k انجام شده است. در این تحقیق ویژگی های ساختاری ترکیب از جمله ثابت‏های شبکه، مدول حجمی، تراکم‏پذیری و مشتق مدول حجمی نسبت به فشار در تقریب‏های مختلف محاسبه شده است. نتایج به دست آمده نشان می‏دهد که با افزایش فشار کاهش پارامترهای شبکه برای ساختار تتراگونال در جهت c کمی بیشتر از جهت a است. در ساختار اورتورومبیک نوع ، با افزایش فشار، کاهش ثابت شبکه در جهت cو b تقریباً دو برابر جهت a است و ساختار مکعبی در تمامی جهات بلور یکسان می‏باشد، که این نشان‏دهنده ی ناهمسانگردی این ترکیب در دو فاز تتراگونال و است. نتایج نشان می‏دهد که تراکم‏پذیری ساختار مکعبی از دو ساختار دیگر بیشتر است. علاوه ‏‏‏‏براین، خصوصیات الکترونی ترکیب از جمله بارهای موثر، گشتاورهای مغناطیسی، میدان‏های فوق ریز، ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت‏ها، چگالی ابر الکترونی، ضریب شکست ایستایی و تابع اتلاف انرژی مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج حاصل از بررسی این خصوصیات بیانگر این مطلب است که در ساختار نوارهای انرژی گاف نواری غیر مستقیم مشاهده شده در فاز تتراگونال ev1/6، در فاز اورتورومبیک نوع حدود ev 2 و در فاز مکعبی ev 2/2 است. همچنین چگالی حالت‏های جزئی نشان دهنده‏ی هیبریداسیون قوی بین اربیتال‏های اتم اکسیژن و اتم قلع در نوار ظرفیت می‏باشد. در چگالی ابر الکترونی این ماده در صفحه‏ی (110) پیوندهای قوی یونی بین اتم‏های اکسیژن و قلع دیده می‏شود. هم‏چنین توزیع همگن بار در اطراف اتم‏های قلع و اکسیژن بیانگر پیوند بین اتم‏های ، و می‏باشد. علاوه براین ضریب شکست ایستایی برای ساختار تتراگونال 1/84، برای ساختار اوتورومبیک1/45 و برای فاز مکعبی دی‏اکسیدقلع 1/95 می‏باشد. نتایج این محاسبات با دیگر نتایج نظری و تجربی به دست آمده توسط دیگران، مقایسه شده و بیانگر سازگاری خوبی با این نتایج می باشد.

در این تحقیق نانولوله های کربنی به روش انباشت بخار شیمایی رشد داده شدند. دمای کوره در c°750 تنظیم شد. از گاز استیلن با آهنگ شارش sccm45-40 به عنوان منبع کربن استفاده گردید. به دلیل واکنش پذیری بالای گاز استیلن لازم است که گاز بی اثر آرگن با آهنگ شارش کم، حدود sccm 1500 تا پایان فرایند از کل سیستم عبور داده شود. نانولوله های کربنی جهت رشد نیاز به نانوذرات کاتالیستی فلزی دارند. برای این منظور در این تحقیق از نانوکاتالیست های فلزی آهن و نیکل الکتروانباشت شده استفاده شده است. روش الکتروانباشت به دلیل سادگی، انجام در شرایط متعارفی و نیز مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی روشی مناسب برای تولید نانوذرات فلزی می باشد. نانوساختارهای آهن و نیکل بر روی زیرلایه های مس و سیلیسیوم انباشت شدند. به منظور زدودن آلودگی ها روی سطح زیرلایه ها، از سونش استفاده گردید. با استفاده از آنالیز edx و تصاویر sem، زیرلایه مناسب و پتانسیل بهینه انباشت آهن و نیکل بر روی آن معین شدند. ساختار نانوذرات آهن، نیکل و نانولوله های کربنی رشد یافته با توجه به پارامترهای گوناگون مربوط به رشد نانوذرات آهن و نیکل، از قبیل نوع زیرلایه، غلظت یون های محلول در الکترولیت مورد استفاده، غلظت یون های افزودنی موجود در الکترولیت و دما، مورد مطالعه قرار گرفتند.

نانوذرات در چند سال اخیر به علت خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد خود که با خواص شان در حالت حجمی متفاوت هستند، از توجه زیادی برخوردارند. این خواص، به علت ساختار و سطح نانو مقیاس آن ها ظاهر می شوند. نانوذرات دارای کاربرد هایی در کاتالیزورها، سرامیک ها و دیگر وسایل اپتوالکترونیک هستند. از میان این مواد نانوذرات اکسید فلزی از اهمیت فناوری در سلول های خورشیدی، حسگرهای شیمیایی و غیره برخوردارند. کادمیوم اکسید با گاف انرژی ev 2/3، یک نیمرسانای نوع n با رسانندگی بالا است. به دلیل ضریب شکست خطی بالا)2/49 (n0=دارای کاربردهایی در اپتوالکترونیک، سلول های خورشیدی، اپتوترانزیستورها، فتودیودها، حسگرهای شیمیایی می باشند. به دلیل امکان این کاربردهای جالب، تلاش های زیادی در تهیه ی نانوذرات cdo به روش های مختلف از جمله روش های شیمیایی و سُل-ژل انجام شده است. در این پایان نامه از روش شیمیایی برای ساخت نانوذرات cdo استفاده شده است. مطالعات بر پایه جانشینی کاتیونی در کوپرات های دمای بالا جهت درک رفتار این مواد، مهم هستند. به علت این که شعاع یونی cd+2 (a1/10) به y+3 (a1/02) نزدیک است، تأثیر جانشینی این یون برای y3+ در (y-123) δyba2cu3o7- مورد بررسی قرار گرفته است. در این جا ما cdo توده و نانوذرات cdo را با مقادیر 0/5، 0/4، 0/3، 0/2، 0/15، 0/1، 0/05، 0x= با ابررسانای y1-xcdxba2cu3o7-δ آلایش دادیم و تأثیر آن را بر چگالی جریات بحرانی jc، دمای بحرانی tc و ساختار ابررسانا بررسی کردیم. از نتایج حاصل مشاهده شد که با آلایش کادمیوم(توده و نانو) تا حدود 0/1x= چگالی جریان بحرانی بهبود می یابد و با افزایش آلایش کادمیوم(توده و نانو) چگالی جریان بحرانی کاهش می یابد. در کل چگالی جریان نمونه های آلایش یافته با نانوذرات cdo بهتر هستند. دمای بحرانی با آلایش کادمیوم(توده و نانو) تا 0/2x= نوسان کمی دارد و تقریباً ثابت است، اما با افزایش آلایش کادمیوم (توده ونانو) دمای بحرانی کاهش می یابد. در آخر اینکه آلایش کادمیوم(توده و نانو) با ابررسانای yba2cu3o7-δ تغییر محسوسی در ساختار و ثابت های شبکه آن ایجاد نمی کند.

فن¬آوری نانو شامل تصویرسازی، اندازه¬گیری، تولید و استفاده از اجسام در مقیاس¬های بین 1 و 100 نانومتر می¬باشد. از میان نانوساختارهای مختلف شناخته شده، نانوذرات دی¬اکسید تیتانیم، به دلیل خواص منحصر به فردشان بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. در این تحقیق، از روش سل-ژل جهت تولید نانوذرات دی¬اکسید تیتانیم، استفاده شد، که طی این روش، سل از طریق هیدرولیز تترا-n-بوتیل تیتانات در آب یون¬زدایی شده بدست ¬آمد. بعد از مدتی رسوب زرد رنگی حاصل ¬شد، که بعد از خشک شدن آن، به دو طریق آسیاب دستی و مکانیکی آسیاب ¬گردید. بررسی¬های ذرات حاصل، نشان دادند، که ذرات حاصل از روش مکانیکی، خیلی ریزتر از نمونه¬های تولیدی با آسیاب دستی هستند. جهت مشاهده و تجزیه و تحلیل نمونه¬ها، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، آنالیز edx و دستگاه پراش اشعه ی ایکس (xrd) استفاده شد. در ادامه به منظور بررسی خاصیت فوتوکاتالیستی این نانوذرات، ابتدا محلول رنگ قرمز کنگو با غلظتی برابر mg/l 20، تهیه گردیده و هر کدام از نانوذرات تولیدی، با غلظتی برابر با mg/l1، به این محلول رنگی که در حال هم¬زدن بود، اضافه شد. سپس طی فرآیند فوتوکاتالیستی در یک فوتورآکتور ساخته شده، تجزیه گردید. مشاهدات نشان داد، ذراتی که تحت دمای °c550 تولید شدند و مخلوطی از فازهای آناتاز و روتیل بوده¬اند، دارای برترین توان فوتوکاتالیستی می¬باشند. همچنین در این حالت بهینه، رنگ¬های سبز بروموکرزول، نارنجی متیل، رز بنگال و سیاه اریوکروم t تجزیه گردیدند. جهت بررسی میزان تجزیه¬ی رنگ¬ها، دستگاه طیف¬نورسنج جذبی uv-vis و مشاهده¬ی مستقیم به کار برده شدند.

نانوتکنولوژی در بر گیرنده طراحی و بررسی مواد و دستگاه ها در مقیاسهای اتمی و مولکولی است. پیشرفت های بسیاری در این در این حوزه صورت گرفته که مرزهای بین علوم مختلف از جمله شیمی، فیزیک، علم مواد و زیست شناسی را از بین برده و محققان زیادی برای یافتن خواص جدید و گاهی دور از انتظار مواد تلاش می کنند. در این بین ساخت لایه های نازک و به طور خاص لایه های نازک دی اکسید تیتانیم به جهت دارا بودن خواص بسیار ارزشمند از جمله آب دوستی و فوتو کاتالیستی از اهمیت بالایی بر خوردار می باشد.در این تحقیق فیلم های نازک نانو کامپوزیت tio2 / sno2 به روش sol - gel ساخته شده و بر روی شیشه سودا لایم به روش غوطه وری پوشش داده شدند. خصوصیت آب دوستی لایه ها با اندازه گیری زاویه تماس بررسی شده است. دراین تحقیق اثر افزایش غلظت sno2 نسبت به tio2، تعداد دفعات غوطه وری و دمای پخت در خصوصیات آب دوستی فیلم های نازک تولید شده، بررسی شده است. مشخصه یابی فیلم های نازک از طریق مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، آنالیز edx، طیف پراش الکترونی و دستگاه پراش اشعه ی ایکس (xrd) و میکروسکوپ نیروی اتمی ( afm )انجام گرفته است. مشاهدات نشان دهنده آبدوستی نانو کامپوزیت های حاوی 6-8 درصد sno2 با 4 بار غوطه وری و دمای عملیات حرارتی 500 ◦c است.

نانوذرات اکسید آهن به دلیل کاربرد های زیادی که در فناوری اطلاعات، رنگ دانه ها، فرو فلوئیدها و پزشکی دارند مورد توجه فراوانی هستند. تاکنون چندین روش فیزیکی- شیمیایی، گداخت لیزری، مکانو شیمیایی، قوس الکتریکی در تهیه این نانوذرات گزارش شده است. در این مطالعه، به روش قوس الکتریکی و توسط یک رآکتور فولادی ضد زنگ نانوذرات اکسید آهن تهیه شد. الکترود ها از تنگستن و آهن و یا هردو از آهن انتخاب شدند. قوس الکتریکی با استفاده از یک رکتیفایر تنظیم جریان ایجاد گردید. و جریان های a 75، a100وa 125 درمحیط اکسیژن با فشار های atm 1، atm 2 و atm 3 برای ایجاد قوس الکتریکی وتولید نانو ذرات اکسید آهن استفاده گردید. برای تعیین جنس نمونه ها از اندازه گیریهای xrd و edx استفاده شد. آنالیز edx نمونه ها نشان داد که عناصر تشکیل دهنده نانوذرات اکسیژن و آهن می باشند. همچنین نتایج xrd نشان دادند که نمونه های تولید شده اکسید آهن مگمایت می باشند. از این نتایج تفاوت چندانی در اندازه و شکل نانوذرات اکسید آهن تولید شده تحت فشارها و جریان های مختلف مشاهده نگردید. لذا اثر دما بر اندازه و نوع نانو ذرات بررسی شد. یکی از نمونه های تولید شده در دما ی 200 به مدت 3 ساعت سپس در دمای 700 به مدت 18 ساعت قرار داده شد. تصاویر sem نمونه ی حرارت داده شده نشان داد که اندازه و شکل نانوذرات نسبت به قبل از حرارت دهی نمونه تغییر چندانی نمی کند. همچنین آنالیز xrd نمونه ی حرارت داده شده تاییدی بر مگمایت بودن جنس نانو ذرات می باشد.