دراین تحقیق ساخت ابررسانای δ-7o3cu2yba )1 > δ >0) به روش های آلیاژسازی مکانیکی و مکانوشیمیایی بررسی شد. این ترکیب به روش آلیاژسازی مکانیکی با استفاده از پودرهای 3baco، 3o2y، cuo پس از 32 ساعت آسیاکاری در دستگاه آسیای 8000spex با نسبت وزنی گلوله به پودر 10:1 و گلوله های فولادی به قطر mm11 ساخته نشد ولی در روش آلیاژسازی مکانوشیمیایی با استفاده از همان پودرها پس از 5 ساعت آسیاکاری در دستگاه آسیای ذکر شده با همان شرایط و سپس گرمادهی به مدت 4 ساعت در دمایoc 850 ساخته شد. دمای گذار ابررسانای ybco به روش چارسوزنی مورد مطالعه قرار گرفت، و اثر افزودن درصدهای مختلف پودر 2mno تا 20% وزن نمونه بر این ترکیب بررسی شد. در نمونه¬های نهایی تا 1% وزنی ناخالصی دمای گذار ابررسانایی k 83 می¬باشد و برای ناخالصی بیشتر از 1/5% وزن نمونه خاصیت ابررسانایی از بین می¬رود.

در این پژوهش خواص ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی گروهی از منگنایت ها با فرمول شیمیایی la0.7ca(0.3-x)srxmno3 بررسی شد. همه نمونه های مورد بررسی با آلیاژسازی مکانیکی، در دستگاه آسیای گلوله ای پر انرژی spex8000 تهیه شدند. اکسیدهای la2o3، mn2o3، cao و sro به عنوان مواد اولیه با نسبت گلوله به پودر 10:1، در ظرف آسیا به همراه گلوله های فولادی به قطر mm 11، آسیا شدند. مطالعات ساختاری نشان داد که ساختار بلوری این ترکیب ها در دمای اتاق، بعد از آسیاکاری در زمان های مختلف، فاز ارتورمبیک با گروه فضایی pbnm است. با افزایش جانشانی sr به جای ca حجم یاخته یکه افزایش می یابد. اندازه گیری مقاومت ویژه الکتریکی نمونه ها در بازه دمایی 77 تا k 300 نشان داد که با کاهش دما مقاومت الکتریکی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. برای نمونه های با اندازه دانه یکسان، با افزایش جانشانی sr به جای ca، دمای گذار فلز - عایق به سمت دماهای بالاتر می رود. نمودارهای مقاومت ویژه و مغناطومقاومت نشان می دهد که با اعمال میدان مغناطیسی خارجی (تا t 1/5)، مقاومت کاهش می یابد. بنابراین تمام ترکیب های ساخته شده دارای ضریب مغناطومقاومت منفی می باشند و مغناطومقاومت ابرغول آسا (cmr) در تمام نمونه ها مشاهده شد، که بیشینه مقدار آن مربوط به ترکیب la0.7ca0.3mno3 با مقدار 38% است. رفتار مقاومت و مغناطومقاومت نمونه ها با تغییرات دما و محتوای srبا این سازوکارها تفسیر می شود: تغییر اندازه دانه ها با زمان آسیاکاری، پراکندگی اسپینی از مرزدانه ها، تغییر طول و زاویه پیوندهای mn-o-mn.

در این پژوهش نانو پودر ba(zrxti1-x)o3 با مقادیر20/0 و 15/0 ، 10/0 ، 05/0 ، 0 x = ، به روش احتراق ژل ساخته شد. طرح پراش پرتو x از نانوپودرهای کلسینه شده در oc 1000 نشان داد تمامی نمونه ها تک فازند و ساختار مکعبی پروسکایت دارند. نمودار ثابت دی الکتریک بر حسب دما برای سرامیک های ساخته شده از نانوپودرها نشان داد دمای کوری با افزایش جانشانی zr کاهش می یابد، به-طوری که از oc 123 برای باریم تیتانات خالص به oc 40 برای نمونه با 20/0 x = می رسد. حلقه پسماند برای نمونه با 05/0 x = در دماهای مختلف نشان داد با افزایش دما منحنی پسماند ابتدا بزرگتر می شود که به افزایش قطبش باقی مانده (pr) و میدان وادارنده (ec) منجر می شود. اما با افزایش بیشتر دما منحنی پسماند رفته رفته کوچک شده و در دمای کوری به خط راست میل می کند. همچنین حلقه پسماند سرامیک های با 15/0 و 05/0 و 0 x = در دمای محیط رسم شد که مشخص شد با افزایش zr حلقه پسماند کوچکتر می شود. منحنی پسماند در دمای محیط برای نمونه با 05/0 x = با اندازه ذرات متفاوت نشان داد در میدان ثابت، با کوچک شدن ذرات چرخش حوزه ها سخت تر شده و منحنی به اشباع نمی رسد.

در این پژوهش خواص ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی گروهی از منگنایت ها با فرمول شیمیایی la1-xbixmno3 (6/0، 5/0 ، 3/0 ، 2/0 ، 15/0 ، 1/0 = x) بررسی شده است. نمونه ها به دو روش: 1) فعال سازی مکانیکی و 2) فعال سازی مکانوشیمیایی، در دستگاه آسیای گلوله ای پرانرژی 8000 spex تهیه شدند. اکسیدهای 3o2la، 3o2mn و 3o2bi به عنوان مواد اولیه با نسبت وزنی گلوله به پودر ده به یک، در ظرف آسیا به همراه گلوله های فولادی به قطر mm 11، آسیا شدند. مطالعات ساختاری نشان داد که ساختار بلوری این ترکیب ها در دمای اتاق، راستگوشی با گروه فضایی pnma است، و با نشاندن بیسموت به جای لانتانیوم حجم یاخته یکه تنها اندکی تغییر می کند. با اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه ها در غیاب و حضور میدان های مغناطیسی تا t 5/1 و در بازه دمایی 77 تا 300 کلوین، گذار فلز-عایق (mi) و مغناطومقاومت ابرغول آسا (cmr) در مقادیر پایین بیسموت (2/0< x) مشاهده شد، در صورتی که نمونه های با مقادیر بالای بیسموت (2/0? x) در تمام گستره دمایی رفتار عایق گونه دارند. این مشاهدات بر اساس هیبریدشدگی جزئی اربیتال های بیسموت و اکسیژن و تهی جاهای کاتیونی که ناشی از شرایط ساخت است قابل توجیه است. نمودارهای مقاومت الکتریکی نشان می دهند که با اعمال میدان مغناطیسی خارجی، مقاومت کاهش می یابد که می تواند ناشی از کاهش پراکندگی اسپینی باشد. نمونه های 15/0 و 1/0 x = که گذار فلز-عایق نشان می دهند، دارای مغناطومقاومت قابل ملاحظه ای هستند و بیشینه ی مقدار آن در میدان t 5/1 تقریباً 18% برای هر دو نمونه است. این مقدار مربوط به مولفه ی غیرذاتی مغناطومقاومت است.

در این تحقیق ویژگی های ساختاری، الکترونی و مغناطیسی نانوساختارهای کربنی درحضور عناصر واسط مغناطیسی آهن، کبالت و ایریدیوم با استفاده از نظریه تابعی چگالی بررسی شده است. نخست ویژگی های ساختاری، الکترونی و مغناطیسی فولرین های c60 و c70 که با اتم های آهن وکبالت آلایش شده اند مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که ناخالصی ها به شیوه های اندوهدرال، اگزوهدرال و هتروفولرین با فولرین های مورد اشاره حالت های پایدار تشکیل می دهند. ساختارهای اندوهدارل و اگزوهدارل مغناطیسی اند. از بین هفت هتروفولرین های c59fe، c59co، c59ir، c69fe، c69co، c69ir و c58ir2 سیستم هایc59co ، c69fe و c58ir2 غیرمغناطیسی اند. گشتاور مغناطیسی آن ها در اثر محدودشدگی کوانتومی شدید ناشی از پیوندزنی اربیتال های ظرفیت عناصر واسط با اربیتال های ظرفیت کربن در ساختار فولرین از بین می رود. ساختار بهینه، رفتار الکترونی و مغناطیسی نانوخوشه های مغناطیسی آهن و کبالت با تعداد 2 تا 7 اتم مورد بررسی قرار گرفتند. علاوه بر آن ساختارهای ترکیبی این نانوخوشه ها به صورت متالوفولرین با فولرین های c60، c80 و c82 مطالعه شدند. نتایج نشان می دهد که گشتاور مغناطیسی هر اتم در نانوخوشه های آهن و کبالت نسبت به گشتاور مغناطیسی آن ها در فاز کپه ای بیش تر است. از طرفی به دلیل افزایش برهم کنش کولنی الکترون-الکترون در نانوخوشه های کبالت نسبت به آهن، طول پیوند ها و درنتیجه اندازه خوشه های متناظر، بزرگ تر است. در ساختارهای متالوفولرین که نانوخوشه های آهن و کبالت درون فولرین قرار می گیرند ویژگی های ساختاری، الکترونی و مغناطیسی نانوخوشه ها و فولرین ها متقابلا تغییر می کنند. به دلیل برهم کنش قفس کربنی با نانوخوشه های محاط شده، گشتاور مغناطیسی این نانوخوشه ها کاهش می یابد. هم چنین با افزایش شعاع فولرین های دربرگیرنده نانوخوشه ها، پایداری سیستم بوجود آمده بیشتر می شود. در پایان به بررسی نانوسیم های آهن و کبالت با 6 اتم در یاخته ی یکه پرداخته ایم. اثر لایه محافظ کربنی (نانوتیوب کربنی) بر رفتار مغناطیسی این نانوسیم ها نیز مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که نانوسیم های آهن و کبالت هردو رفتار فرومغناطیسی از خود نشان می دهند، هم چنین گشتاور مغناطیسی نانوسیم آهن بیشتر از گشتاور مغناطیسی نانوسیم کبالت است. محصور شدگی سبب کاهش گشتاور مغناطیسی نانوسیم ها نسبت به حالت آزاد می شود، افزون بر این، نانوسیم های کبالت نسبت به آهن ساختارهای پایدارتری را با نانوتیوب های کربنی ایجاد می کنند.

در این پایان نامه، ترکیب های بین فلزی خاکی نادر-فلز واسط ‏r3(fe1-xcox)29-ymy‏ که در آن ‏r = y, ce, pr, nd, tb‏ و ‏m = cr, v, ti‏ مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج در دو بخش ارائه ‏شده است. ‏ ‏ در بخش اول, خواص ساختاری, مغناطیسی و مغناطوالاستیکی ترکیب‎ ‎‏ های ‏y3fe27.8cr1.2‎، ‏ce3fe25cr4‎‏ و ‏pr3fe24.75co2.75ti1.5‎‏ (کپه ای و مذاب تنیده) بررسی شده اند. ناهنجاری هایی ‏خوش تعریف در ضریب انبساط گرمایی نمونه ها دیده می شود که به گذارهای فاز مربوط به ‏دماهای نظم مغناطیسی و حضور مقدار کم فاز 12: 1 در نمونه ی ‏ce3fe25cr4‎‏ می باشند که حضور ‏فاز 12: 1 در مورد این نمونه‎ ‎در اندازه گیری های پذیرفتاری مغناطیسی ‏ac‏ هم دیده شده است. ‏برای نمونه ی ‏y3fe27.8cr1.2‎‏ رفتار اشباعی در منحنی همدمای مغناطوتنگش ناهمسانگرد نزدیک ‏دمای نظم مغناطیسی دیده می شود، در حالی که برای نمونه ی ‏ce3fe25cr4‎‏ از زیر دمای نظم ‏مغناطیسی وجود دارد. منحنی های همدمای مغناطوتنگش حجمی نمونه های ‏y3fe27.8cr1.2‎‏ و ‏ce3fe25cr4‎، ناهنجاری هایی را نشان می دهد که بر حسب میدان های ناهمسانگردی مغناطیسی ‏در صفحهb-a ‎‏ و محور ‏c‏ توضیح داده شده است. گذارهای فاز مغناطیسی (‏fomp‏) در اندازه-‏گیری پذیرفتاری مغناطیسی ‏ac‏ نمونه های کپه ای و مذاب تنیده ترکیب ‏pr3fe24.75co2.75ti1.5‎‏ ‏دیده شده است. مقادیر مغناطوتنگش ناهمسانگرد نمونه های کپه ای و مذاب تنیده ترکیب ‏pr3fe24.75co2.75ti1.5‎‏ با هم متفاوتند که برحسب حضور مقدار زیاد فاز ‏?-fe‏ در نمونه ی مذاب ‏تنیده توضیح داده شده است. ‏ ‏ در بخش دوم, تأثیر نشاندن کبالت به جای آهن بر پارامتر های شبکه, دمای کوری ‏‎(tc)‎‏, ‏دمای بازجهت گیری اسپینی و دمای فرایند گذار مرتبه اول (‏tsr‏ و ‏tfomp‏), مغناطش اشباعی و ‏خواص مغناطوالاستیکی و مغناطوترابری ترکیب های ‏nd3(fe28-xcox)v1.0 (x = 0, 2, 4)‎‏ و ‏‎ tb3(fe28-xcox)v1.0 (x = 0, 3, 6)‎بررسی شده اند. مطالعه پراش پرتو ‏x‏ نمونه های ‏‎ nd3 (fe28-xcox) v1.0 (x = 0, 2, 4)‎نشان می دهد که ساختار 3:29 تشکیل نشده است و لذا ‏ادامه مطالعه ی آن متوقف شد. مشخصه یابی ساختاری نمونه هایtb3(fe28-xcox) v1.0 (x = 0, 3, ‎‎6)‎‏ با استفاده از پراش پرتو ‏x، شاهدی برای یک ساختار تک میلی نوع ‏nd3(fe, ti)29‎‏ با گروه ‏فضایی ‏a2/m‏ می باشد. پارامترهای شبکه ای ‏a‏, ‏b‏ (نه ‏c‏) و حجم یاخته یکه بلوری ‏v‏ برازش شده ‏با استفاده از روش ریتولد با افزایش تراکم ‏co‏ کاهش می یابند. رفتار پارامترهای شبکه ای و حجم ‏یاخته یکه بلوری بر حسب اتم های کوچکتر کبالت ‏و اشغال ترجیحی آهن توسط کبالت ‏توضیح ‏داده شده است. وابستگی دمایی میدان های ناهمسانگردی و بحرانی مواد مغناطیسی سخت ‏tb3(fe28-xcox) v1.0 (x = 0, 3, 6)‎‏ در گستره دمایی 2/4 تا ‏k‏ 300 و میدان هایی تا ‏t‏ 30 به-‏روش ‏spd‏ اندازه گیری شده است. برای 0 ‏x =‎، مقادیر ‏t‏ 0/2، 7/10‏hcr = ‎‏ بترتیب در 5 و ‏k‏ 300 معادل با گزارش های قبلی می‎ ‎باشد. رفتار میدان های ناهمسانگردی و بحرانی برای نمونه-‏های ‏x = 0, 3‎‏ متفاوت با نمونه ‏x = 6‎‏ است که به اشغال ترجیحی آهن توسط کبالت ‏در جایگاه-‏های بلورنگاری متفاوت ساختار 3:29 مرتبط است. پیدایش زاویه های مایل بین بردارهای ‏مغناطش زیر شبکه های مغناطیسی در خلال فرایند مغناطش به جای سهم های ناهمسانگردی ‏مرتبه های بالا که در دمای اتاق معمولاً قابل چشم پوشی اند، به عنوان دلیل قابل ملاحظه ای در ‏توجیه حضور ‏fomp‏ حتی بالای دمای اتاق در نظر گرفته شده است. سهم زیر شبکه ‏tb‏ به ‏میدان های ناهمسانگردی در هر دمایی را می توان از اختلاف میدان های ناهمسانگردی ترکیب ‏tb3(fe, v)29‎‏ (با ساختار تک میلی نوع ‏nd3(fe,ti)29‎‏ و ناهمسانگردی تک محوری) و میدان ‏ناهمسانگردی اندازه گیری شده روی تک بلور ترکیب ‏y3(fe, v)29‎‏ (با ساختار نوع ‏cacu5‎‏ و ‏ناهمسانگردی صفحه آسان) در آن دما بدست آورد. مغناوتنگش طولی و عرضی در گستره دمایی ‏k‏ 77 تا دمای اتاق و میدان های خارجی تا ‏t‏ 5/1 با بکاربردن پیمانه کرنشی اندازه گیری شده ‏است. مغناطوتنگش ناهمسانگرد نمونه های ‏x = 0, 3‎‏ دارای علامتی مخالف با نمونه ‏x = 6‎‏ ‏است که این رفتار ناشی از افزایش ناهمسانگردی مغناطیسی با افزایش جانشانی ‏co‏ می باشد. ‏منحنی های همدمای مغناطوتنگش حجمی نمونه ها، ناهنجاری هایی را نشان می دهد که بر حسب ‏میدان های ناهمسانگردی مغناطیسی در صفحه ‏b-c‏ و محور ‏a‏ توضیح داده شده است.‏

در این پژوهش خواص ساختاری و الکتریکی نانوبلورک های فروالکتریک باریم تیتانات (batio3) بررسی شد. این فروالکتریک به روش آلیاژسازی مکانیکی، در دستگاه آسیای لرزشی نوسانی spex8000 ساخته شد. مواد اولیه مورد استفاده bao و tio2 بود که با نسبت گلوله به پودر 1: 10، در ظرف آسیا همراه گلوله های فولادی به قطر mm11، آسیا شدند. بررسی های ساختاری نشان داد که ساختار پرووسکایت این ترکیب بعد از 12ساعت آسیا کاری، در دمای اتاق و بدون حرارت دهی ، تشکیل می شود. برای تعیین دمای کوری نمونه ها از نمودار تغییرات ثابت دی الکتریک بر حسب دما و همچنین حلقه پسماند نمونه ها استفاده شد. نتایج نشان داد بین مدت زمان آسیاکاری (اندازه ذرات) و دمای کوری نمونه ها رابطه معناداری وجود دارد ، به طوری که با افزایش زمان آسیاکاری و کاهش اندازه ذرات ، دمای کوری نمونه ها کاهش می یابد. به علاوه با افزایش دما تا دمای کوری ، پهنای حلقه پسماند نمونه ها کاهش یافته و در دمای کوری تبدیل به خط راست می شود.

در این پژوهش خواص ساختاری و مغناطوکشسانی نانوبلورهایla0.7(sr,ca)0.3(mn,co)o3 از خانواده منگنایت های پرووسکایت تهیه شده به روش سل- ژل و نیز سری ترکیبات سه تایی بین فلزی (er,gd)mn6sn6 به کمک اندازه گیری های انبساط گرمایی و مغناطوتنگش مورد مطالعه گرفته است. مطالعات ساختاری ترکیبات la0.7(sr1-xcax)0.3mno3 نشان داد که نمونه های با میزان ca کم (x ? 0.1) در ساختار پروسکایت لوزی رخ با گروه فضاییr-3c بلوری می شوند و با افزایش x، به خاطر شعاع کمتر ca ساختار به راستگوشی با گروه فضایی pbnm تغییر می کند. تصاویر tem و stm ذرات را تقریباً کروی با اندازه متوسط حدود nm 25-20 نشان داد. رفتار انبساط گرمایی نمونه ها یک سهم اضافی را در ناحیه tc نسبت به رفتار فونونی نشان می دهد که به تشکیل حالت دوفازه فرو-پادفرومغناطیسی (mtps) نسبت داده می شود. با افزایش جانشانی ca، اندازه مغناطوتنگش خطی کاهش می یابد. جانشانی ca علاوه بر تضعیف برهم کنش تبادل دوگانه (de) و درنتیجه کاهش tc، ناهمسانگردی مغناطیسی را نیز کاهش می دهد. در بستگی دمایی مغناطوتنگش حجمی همه نمونه ها یک ناهنجاری دیده می شود که نشانه ای از وجود حالت mtps رسانا در بالای tc است و اندازه ناهنجاری با افزایش x افزایش می یابد که ناشی از شعاع کوچکتر ca یا به اصطلاح، نرمتر شدن شبکه بلوری است. ترکیبات la0.7sr0.3mn1-xcoxo3 با x ? 0.1، نیز در ساختار پروسکایت لوزی رخ با گروه فضاییr-3c بلوری می شوند و با افزایش x، به خاطر شعاع کمتر co، ثابت های شبکه کاهش می یابند. اندازه متوسط دانه ها حدود nm 28-20 به دست آمد. رفتار انبساط گرمایی این نمونه ها نیز یک سهم اضافی را در ناحیه tc نسبت به رفتار فونونی نشان می دهد. اثر نشاندن co به جای mn به صورت کاهش دمای گذار به خاطر تضعیف برهم کنش de و همچنین افزایش ضریب انبساط خطی نمونه ها در اثر تغییر حالت اسپینی و در نتیجه اندازه یون های co با دما دیده می شود. با افزایش جانشانی co، اندازه مغناطوتنگش خطی نیز افزایش می یابد. آثار مغناطوکشسانی قوی co از ناپایداری اربیتالی یون های co3+ ناشی می شود که گذار حالت اسپینی با اعمال میدان را در پی دارد. در بستگی دمایی مغناطوتنگش حجمی این نمونه ها نیز یک ناهنجاری دیده می شود. نتایج نشان داد که نمونه la0.7(sr1-xcax)0.3mno3 با x = 0.2 و نیز la0.7sr0.3mn1-xcoxo3 باx = 0.1 دارای tc حدود دمای اتاق هستند. به این ترتیب، با نشاندن جزئی ca به جای sr و نیز co به جای mn موفق به تنظیم دمای گذار این گروه از منگنایت ها شدیم که نیاز فناوری و انگیزه اصلی انجام این تحقیق بود. مطالعه ترکیبات er1-xgdxmn6sn6 نشان داد که همگی در ساختار ششگوشی نوع hffe6ge6 با گروه فضایی p6/mmm بلوری می شوند و با افزایش x، به خاطر شعاع بزرگتر gd نسبت به er، ثابت های شبکه افزایش می یابند. رفتار انبساط گرمایی نمونه ها ضمن گذار نیل در tn و در tm که گشتاورهای mn افت فروپاشی گونه دارند ناهنجاری قابل ملاحظه ای را نشان می دهد، در حالی که در گذارهای کوری در tc ناهنجاری ناچیزی دیده می شود. با توجه به آرایش مغناطیسی زیرشبکه ها در دماهای گذار، می توان گفت که آثار مغناطوحجمی خودبه خودی در این ترکیبات در اصل از برهم کنش تبادلی بین لایه ای mn-mn نشأت می گیرند و جفت شدگی فرومغناطیس درون صفحه ای تأثیری بر این خواص مغناطوکشسانی ندارد. تأثیر جانشانی gd، علاوه بر افزایش ضریب انبساط گرمایی که از شعاع بزرگتر آن نتیجه می شود، به صورت افزایش دمای نظم نیز دیده می شود. این نشان دهنده غالب بودن اثر برهم کنش قوی gd-mn بر اثر افزایش ثابت های شبکه و در نتیجه تضعیف جفت شدگی mn-mn است. دیده شد که با افزایش جانشانی gd، اندازه مغناطوتنگش خطی طبق انتظار کاهش می یابد. از بستگی دمایی مغناطوتنگش ناهمسانگرد نمونه ها مشخص شد که سهم زیرشبکه er در آثار مغناطوتنگشی مثبت بوده و gd و mn سهم منفی دارند. در رفتار مغناطوتنگش حجمی (?) نمونه های دارای gd مستقل از شدت میدان اعمالی یک قله شدید در دمای نظم آنها وجود دارد (434، 412 و k 381 به ترتیب برای نمونه های با 1 و 0.6 ، 0.2 = x). این نشان می دهد که با توجه به جفت شدگی قوی gd-mn این نمونه ها با اعمال میدان های تا t 5/1 دچار گذار متامغناطیسی نمی شوند. در حالی که رفتار ? نمونه 6sn6ermn علاوه بر بروز ناهنجاری در دمای نظم (k 338 = tn)، به ویژه در حالت پادفرومغناطیسی، به شدت وابسته به شدت میدان است. از بستگی دمایی نتایج مغناطوتنگش نمونه ها و در نظر داشتن رابطه مغناطوتنگش یک نمونه بسبلور با ساختار ششگوشی، علامت های برخی از ثابت های مغناطوتنگشی این ترکیبات تعیین و مرتبه بزرگی آنها نیز مقایسه شد. به علاوه، اثر جانشانی gd در ترکیباتer1-xgdxmn6sn6 بر تغییر اندازه آنها مطالعه شد. نتایج نشان داد که سهم برهم کنشهای تبادلی دویونی همسانگرد در مغناطوتنگش این ترکیبات حدود یک مرتبه بزرگی بزرگتر از سهم میدان بلوری تک یونی ناهمسانگرد است.

مواد چندفرویی (multiferroic) ویژگی فروالکتریکی (یا پادفروالکتریکی) را به همراه ویژگی فرومغناطیسی (یا پادفرومغناطیسی) در یک فاز از خود نشان می دهند. چند فرویی bifeo3 به خاطر دماهای گذار بالایی که دارد (حالت پادفرومغناطیسی با دمای نیل tn = 640 k و حالت فروالکتریکی با دمای کوری tc = 1100 k) توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این ترکیب به خاطر پادفرومغناطیس بودن و نداشتن مغناطش خالص در نبود میدان مغناطیسی خارجی کارایی چندانی به عنوان یک چندفرویی ندارد. برای از بین بردن این نقص و ایجاد حالت فرومغناطیسی در آن، می توان از نشاندن یون های مغناطیسی (مثل کبالت) در جایگاه یون آهن استفاده کرد. در این پژوهش نانوپودرهای سری ترکیبات (0.045,0.1,0.15,bife1-xcoxo3 ( x = 0 به روش آلیاژسازی مکانیکی و گرمادهی ساخته شد. تحلیل ساختاری و اندازه گیری منحنی پسماند مغناطیسی بر روی نانوپودرهای بدست آمده و اندازه گیری های دی الکتریکی و فروالکتریکی روی قرص های سرامیکی تهیه شده از نانوپودرها جهت بررسی اثر جانشانی کبالت انجام شد. نتایج مشخصه یابی ساختاری نشان می دهند که سری ترکیبات ساخته شده دارای تقارن سه گوش با گروه فضایی r3cهستند و با افزایش درصد جانشانی کبالت درصد فازهای ناخالصی هم زیاد می شوند. اندازه گیری های دی الکتریکی ، فروالکتریکی و مغناطیسی بر روی دو نمونه ی bifeo3 و bife0.955co0.045o3 نشان می دهند که نشاندن یون کبالت به جای یون آهن به اندازه ی 0.045 = x باعث تغییر رفتار مغناطیسی ماده ازپادفرومغناطیس به سمت فرومغناطیس می شود و ماده با تغییراتی در ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و قطبش باقی مانده، همچنان فروالکتریک باقی می ماند. بنابراین ترکیب bife0.955co0.045o3 در دمای اتاق هم زمان دارای نظم فرومغناطیسی و فروالکتریکی است و می تواند نسبت به bifeo3 قابلیت کابردی بیشتری داشته باشد.

چندلایه ای[ni(3nm)/sn(xnm)/fe(3nm)] 4 با روش تبخیر حرارتی، روی بستر سیلیکونی، در دمای اتاق و در فشار خلأ 6×?10?^(-7) میلی بار تهیه شدند. لایه ی آلومینیومی با ضخامت 4 نانومتر به عنوان پوشش محافظ لایه نشانی شد. مجموعه شامل نمونه های با ضخامت جداکننده x=2,4 nm است. خواص مغناطیسی و ساختاری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بازتاب پرتو ایکس، کامل تر شدن ساختار تناوبی و ناهمواری را با افزایش در ضخامت لایه ی جداکننده نشان می دهد. اندازه گیری خواص مغناطیسی، نشان داد که با افزایش ضخامت لایه جداکننده قلع، دمای گذار افزایش می یابد. منحنی های پسماند رفتار سوپرپارامغناطیسی چندلایه ای را با افزایش دما نشان می دهند.

در این پایان نامه فویل اکسید آلومینیم نانومتخلخل ساخته شده و تأثیر پارامترهای آزمایشگاهی غلظت الکترولیت، ولتاژ آندیزاسیون، زمان آندیزاسیون و زمان پهنش حفره ای بر مشخصه های ساختاری تخلخل ها از قبیل اندازه حفره ها، ضخامت دیواره ای، فاصله بین حفره ای و چگالی حفره ای مورد بررسی قرار گرفت. خلوص آلومینیم 27/94 درصد بوده که خلوص خیلی پایینی محسوب می شود. مشخصه یابی ساختار تخلخلی ایجاد شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) صورت گرفت. از بررسی تصاویر بدست آمده این نتیجه حاصل شد که تخلخل های ایجاد شده بر آلومینیم با خلوص پایین در مقایسه با تخلخل های ایجاد شده بر آلومینیم با خلوص بالا تحت شرایط آزمایشگاهی مناسب دارای حفره هایی با اندازه های کوچکتر و نظم حفره ای کمتری می باشند. قطر حفره ها 220-50 نانومتر بدست آمد.

مواد چند فروئی (multiferroic) ویژگی فروالکتریکی (یا پادفروالکتریکی) را به همراه ویژگی فرومغناطیسی (یا پادفرومغناطیسی) در یک فاز از خود نشان می دهند. چند فروئی bifeo3 به خاطر دمای بالای گذاری که دارد "حالت پادفرومغناطیسی با دمای نیل k 640t= و حالت فروالکتریکی با دمای کوری k1100t=" توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این ترکیب به خاطر پادفرومغناطیس بودن و نداشتن مغناطش خالص در نبود میدان مغناطیسی خارجی کارایی چندانی به عنوان یک چند فروئی ندارد. برای از بین بردن این نقص و ایجاد حالت فرومغناطیسی در آن، می توان از نشاندن یون های دیگر (مثل ti و ba ) به ترتیب در جایگاه های fe و bi استفاده کرد. در این پژوهش نانو پودر ترکیب های [bifeo3]1-x-[batio3]x ، (3/0 ، 2/0 ، 1/0 ، 0/0 x= ) به روش آلیاژ سازی مکانیکی و گرمادهی ساخته شد. تحلیل ساختاری و اندازه گیری منحنی پسماند مغناطیسی از نانو پودر ها به عمل آمده است و اندازه گیری های دی الکتریکی و فروالکتریکی روی قرص های سرامیکی تهیه شده از نانو پودر ها جهت بررسی افزودن ترکیب batio3 انجام شد. نتایج مشخصه یابی ساختاری نشان می دهند که ترکیبات ساخته شده دارای تقاری سه گوشی با گروه فضایی r3c هستند. اندازه گیری های دی الکتریکی، فروالکتریکی و مغناطیسی بر روی نمونه های [bifeo3]1-x-[batio3]x ، (3/0 ، 2/0 ، 1/0 ، 0/0 x= ) نشان می دهند که افزودن تیتانایت باریم رفتار مغناطیسی bifeo3 از پادفرومغناطیس به فرومغناطیس تغییر می دهد و ماده با افزایش ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و قطبش باقی مانده، همچنان فروالکتریک باقی می ماند. بنابراین ترکیب های [bifeo3]1-x-[batio3]x ، (3/0 ، 2/0 ، 1/0 x= ) در دمای اتاق دارای نظم فرومغناطیسی و فروالکتریکی هستند و قابلیت کاربرد بیشتری دارند.

در این تحقیق ترکیب ba1-xcaxtio3بامقادیرx=0,0.05,0.1,0.23,0.33به روش فعال سازی مکانیکی با آسیایلرزشی spex8000ساخته شد.سپس مشخصه یابی نانو پودرها با استفاده از پراش پرتوxانجام شد.درنهایت خواص دی الکتریکوفروالکتریک سرامیک های تهیه شده از نانو پودرها بررسی شد.بدین ترتیب که نمودار ثابت دی الکتریک بر حسب دمارسمودمایکوری بدست امد.همچنین حلقه پسماند برای نمونه های مختلف در دمای اتاقرسم شد وتاثیر جانشانی بردمای کوری بدست امد نتایج حاصل به طور خلاصه عبارتند از: 1)طرح پراش پرتو ایکس نمونه هایbctبه ازایxهای مختلف که در دمای 1050درجه سانتی گراد کلسینه شده اند نشان داد نانو ذرات ترکیب bctدارای ساختار پروسکایت وفاز تتاگونال هستندوبا زیاد شدن caپارامترشبکه کاهش می یابد. 2)برای نمونه x=0.33در زاویه 2برابر با 33درجه علاوه برفاز تتراگونال فاز اورتورمبیک نیز مشاهده می شود. از نانو پودرهای تفجوشی شده قرص های با قطرmm 11وضخامت mm5/2ساخته وبه مدت 3ساعت در دمای 1050درجه سانتی گراد تفجوشی شدند.ثابت دی الکتریک برحسب دما رسم شد.که نتایج زیر بدست امد: 1)نمودار ثابت دی الکتریک برحسب دما نشان دادبا افزایشدمای کوری که مربوط به بیشنه منحنی است رفتار غیر عادی نشان می دهد.به طوریکه برای x=0.05دمای کوری از108درجه سانتی گرادبرای باریم تیتانات به 128درجه سانتی گرادافزایش می یابد ودرx=0.33از108درجه سانتی گرادبرای باریم تیتانات خالص به 98کاهش می یابد. به منظور بررسی اثر جانشانی caدر batio3حلقه پسماند نمونه ها برای مقادیر x=0,0.05,0.01,0.23,0.33درودمای محیط رسم شد ومشخص شد با افزایش ناخالصی حلقه پسماند کوچکتر می شود 3)منحنی پسماند نمونه bctباx=0.33که در دمای 1100درجه سانتی گراد به مدت سه ساعت تفجوشی شده بود نشان داددر میدان ثابت دی الکتریک با کوچک شدن ذرات منحنی به اشباع نمی رسدوقطبش نیز کاهش می یابد.

در این پژوهش بر پایه نظریه تابعی چگالی و محاسبات اصول اولیه با استفاده از کد سایستا 3 لایه ای گرافن / بورنیترید هگزاگونال / گرافن را در غیاب هرگونه میدان خارجی مورد بررسی قرار داده ایم و انواع حالت های مختلف این 3 لایه ای را با یکدیگر مقایسه و حالت پایه را تعیین و خواص آن را بررسی کردیم. در ادامه اثر میدان الکتریکی خارجی را بر گاف انرژی این 3 لایه ای مورد بررسی قرار دادیم. در انتها نیز این 3 لایه ای را به عنوان یک خازن در میدان الکتریکی خارجی مورد بررسی قرار دادیم. تک لایه های گرافن و بورنیترید هگزاگونال از لحاظ گاف انرژی کاملا متفاوتند. ترکیب 3 لایه ای از این دو دارای خصوصیات و کاربردهای خوب و مناسبی می باشد. اعمال میدان الکتریکی گاف این 3 لایه ای را به صورت متناوب تغییر می دهد که این خاصیت در الکترونیک و وسایل صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. امروزه استفاده و ساخت ابرخازن های گرافنی کاری جدید و کاربردی برای پژوهشگران است. با استفاده از این 3 لایه ای به یک خازن با ظرفیت مناسب یا همان ابرخازن گرافنی دست یافته و ظرفیت آن را محاسبه نمودیم.

چکیده گرافن و نوارهای گرافن موادی با ویژگی های منحصر بفرد هستند که بعنوان لبه های تکنولوژی نانو شناخته می شوند و در سال های اخیر توجه زیادی را چه در زمینه تئوری و چه در زمینه تجربی به خود جلب کرده اند. از برجسته ترین خواص این نانو ساختارها، رسانش الکتریکی در آنها می باشد که آنها را کاندیدای وسایل الکترونیکی نسل آینده و جایگزین الکترونیک برپایه سیلیکون ساخته است. در این میان توجه خاصی به نوارهای گرافن سه لایه ای بدلیل خواص ترابرد الکترونی قوی آنها که ناشی از اتصالات بین لایه ای می باشد، صورت گرفته است. از این رو در این پژوهش به بررسی خاصیت ترابرد الکترونی نوع خاصی از این دسته از نانو نوارها می پردازیم. سیستم مورد نظر ما متشکل از یک نوار سه لایه ای گرافن با ساختار لبه ای دسته صندلی می باشد که در آن لایه میانی در امتداد طول خود به سمت خارج از فضای بین لایه های بالایی و پایینی کشیده شده است، بطوریکه ساختار ناحیه پراکندگی که در واقع همان ناحیه همپوشانی سه لایه می باشد، حالات پایدار aba و ناپایدار aaa باشد. بدین منظور، با بکار بردن هامیلتونی بستگی قوی در چارچوب روش تابع گرین و با تکیه بر روش لاندائو، به بررسی روند تغییرات گسیل الکترون (t) بصورت تابعی از طول ناحیه همپوشانی سه لایه در انرژی های نزدیک به تراز فرمی پرداخته شده است. بررسی های ما با در نظر گرفتن اولین اندرکنش درون لایه ای و اولین اندرکنش بین لایه ای در ناحیه همپوشانی سه لایه صورت پذیرفته است. محاسبات ما بیانگر این امر است که در حالت ناپایدار aaa، روندی نوسانی در طیف به ازای هر انرژی دیده می شود. محاسبات صورت گرفته در حالت پایدار aba، حاکی از وجود دو فاز متفاوت در طیف می باشد که ما آنها را aba _? وaba_? نام گذاری کرده ایم. در حالت aba _? برای انرژی های نزدیک به تراز فرمی، ماکزیمم تابع گسیل الکترون در طول های بالای ناحیه همپوشانی و برای ساختار aba_? ماکزیمم تابع گسیل الکترون در طول های پایین ناحیه همپوشانی رخ می دهد. در پایان به بررسی تغییرات گسیل الکترون برای ساختار aaa بصورت تابعی از انرژی در طول های متفاوت ناحیه همپوشانی پرداخته شده است. نتیجه این بررسی انطباق رفتار طیف تغییرات گسیل الکترون بصورت تابعی از طول ناحیه همپوشانی با پوشی بود که در بررسی تغییرات گسیل الکترون بصورت تابعی از انرژی ایجاد شد. واژگان کلیدی: نانو نوارهای گرافن، ترابرد الکترون، بستگی قوی، تابع گرین.

در این پژوهش نانوپودر های سری ترکیبات (45/0، 3/0، 15/0، 1/0=x ) به روش فعال سازی مکانیکی و گرمادهی ساخته شد. مواد اولیه مورد استفاده bao، sro، بود که با نسبت گلوله به پودر 1:10، در ظرف آسیا همراه گلوله های فولادی به قطر mm11 آسیا شدند. بررسی ساختاری نشان داد که ساختار پروسکایت این ترکیب بعد از ? ساعت آسیا کاری، در دمای اتاق و با گرمادهی در کوره با دمای به مدت 2 ساعت، تشکیل می شود. همچنین نتایج نشان می دهد با افزایش درصد جانشانی sr درصد فازهای دیگر زیاد می شوند. اندازه گیری های دی الکتریکی و فروالکتریکی بر روی نمونه های نشان می دهند که نشاندن یون sr به اندازه x=0.1 باعث تغییر رفتار ماده در ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و قطبش باقی مانده می شود. نمودار تغییرات ثابت دی الکتریک بر حسب فرکانس و دما و همچنین حلقه پسماند نمونه ها را بررسی کردیم. نتایج نشان داد بین میزان جانشانی sr و دمای کوری نمونه ها رابطه معنا داری وجود دارد، به طوری که با افزایش sr، دمای کوری نمونه ها کاهش می یابد. بنابراین ترکیب در دمای اتاق به علت داشتن ثابت دی الکتریک بالاتر می تواند نسبت به قابلیت کاربردی بیشتری داشته باشد.

محاسبات با دو تقریب gga و lda انجام شد و به این نتیجه رسیدیم که در مورد جذب شیمیایی هیدروژن، تابعی تبادلی – همبستگی مورد استفاده(gga) pbe در توجیه پیوندهای شیمیایی از دقت بالاتری برخوردار است و ساختار به مراتب پایدارتری را بدست می دهد. انرژی پیوندی در جذب تک اتم هیدروژن برابرev 28/2- و در جذب دو اتم هیدروژن، به طور میانگین برای هر اتم هیدروژن برابر ev 48/3- بدست آمد. جذب هیدروژن باعث ایجاد یک ممان مغناطیسی به اندازه ی µ_b1 می شود و سیستم خاصیت فرو مغناطیسی از خود نشان می دهد. در بررسی بیشتر مشخص شد که جذب اتم دوم مغناطش سیستم را از بین می برد و باعث می گردد که گرافین با گاف انرژی صفر، دارای گاف انرژی ای به اندازه یev 2 شود.

امروزه مصرف جهانی انرژی به طور چشم گیری در حال افزایش است و اصلی ترین منبع انرژی یعنی سوخت های فسیلی به تدریج در حال اتمام می باشد. یک راهکار مناسب، استفاده از منابع دیگر انرژی مانند انرژی خورشیدی است. سلول های خورشیدی قطعاتی هستند که نور خورشید را به انرژی الکتریکی بر اساس فرایند های فوتوولتائیک تبدیل می کنند. در حال حاضر، سلول های خورشیدی که به طور وسیع، تجاری سازی می شوند، بر پایه ی اتصال p-n سیلیکن هستند. سلول های خورشیدی سیلیکنی بهره خوبی دارند اما تکنولوژی ساخت آن ها گران و نیازمند مواد با خلوص بالا هستند. در طول سال های اخیر سلول-های خورشیدی رنگدانه ای (dsscs) توجه بسیاری را به خود جلب کرده اند. این سلول ها بر پایه نیمه رساناهای با گاف بزرگ هستند که با رنگدانه های جاذب نور در محدوده نور مرئی حساس شده اند و به عنوان لایه فعال در سلول عمل می کنند. dssc ها در مقایسه با سلول های سیلیکن ارزان تر هستند اما بهره ی آن ها پایین تر است. راه های بسیاری برای بهبود بازده سلول های خورشیدی رنگدانه ای وجود دارد. یکی از آن ها استفاده از لایه پراکنده کننده روی لایه فعال است. لایه ی پراکنده کننده با بازتاب نور به سمت لایه فعال باعث می شود توانایی سلول برای جذب نور افزایش یابد و این امر بهره سلول خورشیدی را افزایش می دهد. در این پژوهش نانوذرات اکسید تیتانیوم به روش هیدروترمال ساخته و در لایه ی فعال سلول خورشیدی رنگدانه ای استفاده شد. افزون بر آن میکروذرات اکسید تیتانیوم برای به کار بردن در لایه پراکنده کننده به روش سل-ژل ساخته شدند. نانوذرات و میکروذرات به روش پراش پرتوی x، تعیین اندازه نانوذرات و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدند. با استفاده از میکروذرات و ترکیب نانوذرات و میکروذرات لایه ی پراکنده کننده ساخته شد. مشخصه یابی i-v نشان داد سلول های خورشیدی با لایه پراکنده کننده بازده بهتری نسبت سلول خورشیدی بدون لایه پراکنده کننده داشتند.

موادپیزوالکتریک با پایه سرب pb(zr،ti)o3 با داشتن خواص پیزوالکتریک بسیار خوب، کاربرد وسیعی در حسگرها ، مبدل‏های پیزوالکتریک و دیگر قطعات الکتریکی دارند. با این حال، بیش از 60 درصد وزن این ترکیبات را اکسید سرب تشکیل می‏دهد که بر بدن موجودات زنده و محیط زیست اثرات مخرب زیادی دارد. به این منظور تلاش‏های زیادی در جهت بکارگیری مواد سازگار با محیط زیست صورت پذیرفته است. اخیرا مطالعات زیادی در زمینه بکارگیری سرامیک های بدون‏سرب، با پایه k0.5 na0.5)nbo3 )به جای مواد با پایه سرب انجام شده است . در این پژوهش، نانوپودر ترکیب (k0.5-xna0.5lix)(nbo3) به ازای (0/08، 0/06، 0/04، 0/0) =x به روش آلیاژسازی مکانیکی و حرارت‏دهی سنتز و خواص ساختاری، دی‏الکتریکی و فروالکتریکی آنها مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‎ ها نشان داد که همه نمونه‏ها دارای ساختار پروسکایت هستند و با افزایش x اندازه نانوبلورک‏ها افزایش می‏یابد. تصاویر sem دانه‏ های تقریبا بیضی شکل را نشان می‏دهد. همچنین با افزایش درصد x، ثابت دی‏الکتریک در (0/06 – 0/0 )=xافزایش می‏یابد و در 0/08=x کم می‏شود. اتلاف دی‏الکتریک نیز در این نمونه‏ها کمتر از 0/026 است. نتایج نشان می‏دهد که این دسته از مواد قابلیت استفاده به عنوان سرامیک‏های بدون سرب را دارند.

در سال های اخیر، ویژگی های غیر معمول نانو ذرات مغناطیسی و کاربردهای منحصر به فردشان، توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. فروسیال ها به دلیل داشتن کاربردهایی در زمینه انتقال حرارت در سیستم های خورشیدی و خنک کننده های مکانیکی و الکتریکی در منابع حرارتی مورد توجه می باشند. نانو ذرات فریت کبالت - روی از جمله مواد مغناطیسی مناسب در تهیه فروسیال ها می باشند. هم چنین این نانو ذرات کاربردهای وسیعی در زمینه های مختلف پزشکی برای تشخیص و درمان سرطان، وسایل الکترونیک و سیستم های ذخیره اطلاعات دارند. با توجه به اهمیت این نانو ذرات، در این پژوهش به سنتز نانو ذرات فریت کبالت – روی و سپس تهیه فروسیال بر پایه این نانو ذرات پرداخته شد. بدین منظور، ابتدا نانو ذرات co1-xznxfe2o4 به روش هم رسوبی تهیه شدند و سپس اولیک اسید به عنوان عامل پایاساز به نانو ذرات به دست آمده، اضافه شد تا از انباشتگی و توده شدگی آن ها کاسته شود. در انتها، فروسیال بر پایه نانو ذرات پوشش داده شده با عامل پایاساز، تهیه گردید. خواص ساختاری و مورفولوژی نانو ذرات تهیه شده، به وسیله پراش پرتو x، طیف سنجی ftir، میکروسکوپ الکترونی عبوری و آنالیز edx و dls بررسی شد. به منظور مطالعه خواص مغناطیسی از مغناطیس سنج ارتعاشی (vsm) استفاده گردید. از نانو ذرات تهیه شده آنالیز هم زمان dta-tg نیز گرفته شد. نتایج حاصل از طرح پراش پرتو ایکس نشان دهنده آن است که نمونه ها تک فاز و دارای ساختار اسپینل مکعبی می باشند و در گروه فضایی fd3m قرار می گیرند. مشاهد شد با افزودن مقدار zn در فریت کبالت، اندازه ذرات کاهش و ثابت شبکه افزایش می یابد. تصویر مشاهده شده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) نشان دهنده کروی بودن ذرات است. نتایج طیف سنجی ftir جذب مولکول های پایاساز به سطح نانو ذرات را تایید کرد. نتایج بررسی های مغناطیسی نیز حاکی از شکل گیری نانو ذرات ابرپارامغناطیس در دمای اتاق می باشد. با افزایش جانشانی zn مغناطش اشباع، میدان واگردانی و مغناطش پسماند کاهش می یابد. نتایج حاصل از آنالیز هم زمان گرمایی (sta) وجود آب در نانو ذرات سنتز شده را تایید کرد. به منظور بهره گیری کاربردی از فروسیال تهیه شده، در سیستم کمک فنر هوشمند شبیه سازی شده توسط گروه مهندسی مکانیک دانشگاه فردوسی مشهد، مورد استفاده قرار گرفت. که نتایج به دست آمده حاکی از کارایی بالای این فروسیال در کاهش ارتعاشات ایجاد شده در سیستم کمک فنر می باشد.

چندلایه ای های مغناطیسی fe(20?)/ag(x?)/fe(20?) و (fe(20?)/ag(x?)/co(20?)با ضخامت متغیرلایه جداکننده ی ag در ضخامت های 10، 20، 40 آنگستروم توسط تبخیر حرارتی در خلأ، روی بستر سیلیکونی، در دمای اتاق در فشار mbar 7-10×4 لایه نشانی شد. خواص ساختاری xrd و xrr و خواص مغناطیسی توسط vsm و ppms بررسی شدند. نتایج بازتاب پرتو ایکس ساختار تناوبی نمونه ها و افزایش ناهمواری در چندلایه ای fe(20?)/ag(x?)/co(20?) نسبت به چندلایه ای fe(20?)/ag(x?)/fe(20?) را نشان دادند، و اندازه گیری های مغناطیسی جفت شدگی تبادلی نوسانی بین لایه آهن و کبالت با افزایش ضخامت لایه جداکننده ag نشان می دهد.

نیترید های سه ظرفیتی با گاف نواری وسیع خود جایگاه مهمی در حوزه اپتوالکترونیک و قطعات الکترونیکی با توان و فرکانس بالا یافته اند. از میان آنها gan مهمترین و پرکاربرد ترین نیترید سه ظرفیتی است و aln،inn وscn از دیگر اعضای مهم این خانواده هستند.در این پایان نامه تلاش شده است لایه نازک aln به روش رشد روآراستی فاز بخار هیدرید (hvpe) ساخته شود. hvpe روشی مفید برای ساخت نیتریدهای سه ظرفیتی از جمله gan، inn و aln است. فرم تغییر یافته ای از روش hvpe، جهت رشد لایه نازک aln در این تحقیق به کار برده شد. آلومینیوم تری کلراید و آمونیاک مواد لازم برای تولید aln هستند. آلومینیوم تری کلراید با واکنش مستقیم گاز کلر و فلز آلومینیوم در ناحیه چشمه در دمای 500 درجه سانتیگراد تولید می شود. گاز آلومینیوم تری کلراید تولید شده به ناحیه ترکیب منتقل می شود و در آنجا با آمونیاک واکنش می دهد تا aln تشکیل شود. بستر ها در ناحیه ترکیب قرار می گیرند. و در صورتی که شرایط رشد مناسب باشد، لایه نازک aln روی بستر رشد می یابد. لایه نشانی در محیط گاز نیتروژن در فشار محیط و دمای 1100 درجه سانتیگراد انجام می شود.

موادی که انرژی گرمایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند به عنوان مواد ترموالکتریک شناخته می شوند که در ساخت قطعات ترموالکتریک از قبیل ژنراتورها و خنک کننده ها استفاده می شوند که دارای مزایایی از قبیل نداشتن هیچ بخش متحرک و سازگار بودن با محیط زیست هستند. عملکرد ترموالکتریکی مواد و قطعات ترموالکتریکی با کمیتی به نام ضریب ارزشی (zt) مشخص می شود که zt = (α2ϭ/k)t که در آن، ضریب سیبک (α) و رسانندگی الکتریکی (σ) و رسانندگی گرمایی (ҡ) نشان داده می شود. bi2te3و sb2te3به عنوان مواد ترموالکتریک خوب در در دمای اتاق شناخته می شوند که دارای گاف نواری باریک، مقاومت کم، رسانندگی گرمایی پایین و ضریب سیبک بالاتری نسبت به نیمرساناهای دیگرهستند. ترکیب sb1.5bi0.5te3دارای گاف نواری نازک تر ورسانندگی گرمایی پایین تری نسبت به sb2te3و bi2te3 می باشد. روش سالوترمال روش مناسبی برای کنترل مورفولوژی سطح است. در این پژوهش ساخت نانو پودر sb1.5bi.5te3 به روش سالوترمال و ساخت لایه نازک آن به روش تبخیر حرارتی در خلأ انجام شد.طرح پراش پرتو ایکس مشخص کننده تشکیل فاز ماده مورد نظر با ساختار هگزاگونال می باشد و تصاویر sem از پودر یکریختی سطح و لایه یکنواختی سطح آن را مشخص می کند. اندازه نانو بلورک ها از فرمول دبای- شرر در ابعاد نانومتر تعیین شده است. اندازه گیری های الکتریکی و ترموالکتریکی بر روی نمونه لایه نازک انجام شد. مقاومت ویژه الکتریکی برای نمونه در دمای محیط m ϻω 16/1، ضریب سیبک نمونه k/vϻ 199 ، رسانندگی گرمایی m.k/w 1/3 است. عامل توان مقدار w/ k2 m ۳- 10 ×2/44 را دارا می باشد و ضریب ارزشی ترموالکتریک نمونه 0/52 در دمای محیط بدست آمد. نمونه مورد نظر دارای چگالی حامل های بارcm3/ 1 1018 ˟ 2/1 و نمونه مورد نظر نیمرسانای نوع p مشخص شده است.

در این پژوهش خواص ساختاری، اپتیکی و مغناطیسی نانوپودرهای اکسید روی آلاییده شده با اکسید کبالت با فرمول شیمیایی zn1-xcoxo(x=0/00,0/02,0/04,0/08) بررسی شد. همه نمونه ها به روش آلیاژسازی مکانیکی در دستگاه آسیای گلوله ای پر انرژی spex8000 تهیه شدند. اکسیدهای znoوco3o4 به عنوان مواد اولیه با نسبت گلوله فولادی به پودر 10:1آسیا شدند. قطر گلوله های فولادی 11میلی متر بود. ساختار نانو پودرها با استفاده از پراش پرتو x مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات ساختاری نشان دادند که ساختار بلوری این ترکیب ها در دمای اتاق، بعد از آسیا کاری در دمای های مختلف، هگزاگونال وورتسایت می باشد و یون های کبالت جانشین یون های روی در شبکه zno شدند.قله های xrd نمونه های آلایش شده یک انتقال به سمت زوایای بزرگتر را نشان می دهند. برای بررسی خواص اپتیکی نمونه ها از دستگاه uv-vis استفاده شد. طیف سنجی جذبی فرابنفش مرئی جابجایی کمی را در قله های جذب نمونه های دارای ناخالصی کبالت نشان می دهد. در ناحیه فرابنفش طیف گاف نوری با استفاده از طیف جذب محاسبه شد که مشاهده شد با افزایش درصد کبالت گاف نوری کاهش یافت. در نهایت رفتار مغناطیسی نمونه با استفاده از دستگاه vsm بررسی شد که مشاهده شد نمونه های سنتز شده در دمای اتاق فرومغناطیس بوده و با افزایش درصد ناخالصی مغناطش اشباع افزایش یافت.

روش سنتی فرآوری مولیبدن از منابع سولفوری (مولیبدنیت)، تشویه حرارتی است که علاوه بر مشکلات زیست محیطی سبب اتلاف بخشی از رنیوم محتوی می‎‎‎‎‎گردد. در این پروژه با استفاده از روش‎های نوین فناوری نانو، بازیابی عنصر ارزشمند رنیوم و جداسازی عنصر آرسنیک انجام گردیده است. برای بازیابی رنیوم و آرسنیک یک دستورالعمل کلی که شامل مراحل انحلال، جذب و واجذبی است طراحی شد. در این کار ابتدا محلول یون‎های فلزی تهیه شد. سپس از نانوذرات اکسید آهنfe3 o4 با اندازه ذرات 10-20 نانومتر با خاصیت ابرپارامغناطیس جهت جذب یون‎های رنیوم موجود در محلول با خاصیت پارامغناطیسی استفاده شد.

خواص ساختاری و مغناطیسی چند لایه ای fe/sb/mn تحت تاثیر تغییر در ضخامت لایه جدا کننده غیر مغناطیسی sb بررسی شد و مشاهده شد که با تغییر این ضخامت جفت شدگی بین دو حالت فرومغناطیس و پادفرومغناطیس تغیییر می کند.

هدف این پایان نامه، مطالعه ی خواص ساختارالکترونی مولکول سیلیکن شامل چگالی حالت ها، ساختار نواری و خواص اپتیکی شامل بخش حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک در حالت قطبیده و غیرقطبیده است. این پژوهش برمبنای نظریه ی تابع چگالی و با استفاده از تقریب شیب تعمیم یافته انجام گرفته و برای انجام محاسبات از کد siesta استفاده شده است. ابتدا خواص الکترونی مولکول سیلیکنsilicene در غیاب میدان الکتریکی خارجی محاسبه و سپس تأثیر اعمال میدان بررسی می شود. نتایج نشان می دهد در غیاب میدان و در دمای صفرگاف انرژی صفر بوده و با اعمال میدان گاف انرژی افزایش یافته و پایداری سیستم کاهش می یابد و نیز اعمال میدان الکتریکی باعث گذار فاز از فلز به نیمه رسانا می شود. همچنین خواص اپتیکی سیلیکن در غیاب و حضور میدان محاسبه می گردد، نتایج حاکی از این است که اعمال میدان باعث کاهش ثابت دی الکتریک و ضریب شکست در سیلیکن می شود. نتایج این پژوهش نشان می دهد که هرچه اتم پایدارتر باشد گاف homo_lumo کوچکتر و ثابت دی الکتریک و ضریب شکست بزرگ تری دارد. از این نتایج می توان در ساخت دیودهای نور گسیل،سلول های خورشیدی و ترانزیستورهای اثر میدان استفاده کرد. کلمات کلیدی: نظریه تابعی چگالی، سیلیکن، خواص الکترونیکی، خواص اپتیکی

در این تحقیق با استفاده از روش بستگی قوی و هامیلتونی بسط داده شده بر پایه اوربتال¬های اتمی و فرمول¬بندی تابع گرین به بررسی برهمکنش¬های الکترون-الکترون، الکترون-فونون، الکترون-فوتون و اسپین-مدار راشبا بر روی خواص الکترونی، مغناطیسی و ترابرد در نانو ساختارهای کربنی می¬پردازیم. وجود لبه¬های زیگزاگ در نقاط کوانتومی کربنی موجب جایگزیدگی اسپین بر روی لبه¬ها و مغناطش خالص در نانوساختار می¬شود. برای بررسی برهمکنش الکترون-الکترون، الکترون-فونون و راشبا اسپین-مدار به ترتیب از مدل¬های هابارد، هالشتاین و کین-مله و همچنین برای ساده¬سازی جملات بس¬ذره¬ای هامیلتونی برهمکنش از روش تبدیل یکانی به همراه تابع گرین استفاده شده است. نانوساختارهای مورد بررسی نقاط کوانتومی گرافنی با لبه¬های زیگزاگ هستند. برهم¬خوردن نظم زیرلایه¬های مختلف در ساختار شش گوشی و برهمکنش الکترون-الکترون موجب جایگزیدگی اسپین بر روی لبه¬های زیگزاگ و مغناطش خالص در سیستم می¬شود. حضور سایر برهمکنش¬های مورد بررسی می¬تواند موجب استتار یا تقویت برهمکنش بین الکترون¬ها شود که موجب تغییر خواص مغناطیسی سیستم می¬شود. همچنین با در نظرگرفتن برهمکنش اسپین-مدار راشبا حالت¬های اسپینی بالا و پایین مخلوط شده و موجب کاهش مغناطش در سیستم کوانتومی می¬شود. بر اساس محاسبات انجام شده برهمکنش¬های بس¬ذره¬ای و برهمکنش اسپین-مدار نقش بسزایی در ویژگی¬های مختلف نقاط کوانتومی گرافنی برعهده دارند و حتی مقدار ضعیف برهمکنش اسپین-مدار راشبا قادر به تغییر عمده خواص فیزیک سیستم می¬باشد.

برخی پدیده های مهم مبتنی بر نانونوارهای با لبه دسته صندلی ،نظیر فیلترینگ اسپینی (sfe) و مقاومت دیفرانسیلی منفی (ndr)در این رساله مورد بررسی قرار گرفته اند. در این پایان نامه ابتدا، یک اتصال تونلی مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفته است که شامل نانونوار سیلیکون کربید شش گوش با لبه دسته صندلی می باشدکه یک اتم آهن بر لبه بالایی آن جذب شده است (fe@asicnr) .در ادامه، خواص الکترونی، ساختاری و ترابردی سیستم متشکل از نانونوار بورون فسفایددسته صندلی واقع شده مابین دو نانونوار گرافنی دسته صندلی، مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این پژوهش نانو پودر bi2te2.7se0.3 و نانوپودرهایbi2te2.7se0.3، bi2te2.1se0.9 و bi2te1.5se1.5 به ترتیب به روشهای شیمی تر و هیدروترمال سنتز شدند. لایه نازک آن ها با استفاده از روش تبخیر حرارتی در خلا به ضخامت 100 نانومتر لایه نشانی شد. مورفولوژی پودرها و لایه های نازک با استفاده از پراش پرتوایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem) بررسی شده است. برای پودرها و لایه های نازک ساختار هگزاگونال و گروه فضایی r?3mمشاهده شد. با استفاده از رابطه شرر اندازه بلورک ها 8 تا 30 نانومتر برای نمونه ها محاسبه شد. تصاویر sem نمونه ها نشان می دهد که آن ها به صورت نانوساختار رشد یافته اند. نانوپودرها با طیف سنجی ftirمشخصه یابی شدند. اندازه گیری های الکتریکی و ترموالکتریکی و نیز آزمایش اثر هال بر روی لایه های نازک انجام شد. ضریب سیبک، مقاومت ویژه الکتریکی، رسانندگی گرمایی، عامل توان، ضریب ارزشی و چگالی حامل های بار برای لایه های نازک x=0.1,0.3,0.5) bi2(te1-x,sex)3)در دمای محیط بدست آمد. همچنین نتایج اثر هال نشان داد که لایه ها نیم رسانا نوع n می باشند.

در این تحقیق با استفاده از مدل پتانسیل های دلتا، امکان جایگزینی این نوع پتانسیل ها در شبکه دوبعدی به منظور محاسبه ساختار نواری الکترونی ساختارهای دوبعدی کربنی بررسی می شود.ساختار نواری الکترونی ? گرافاین با استفاده از این روش بدست آمد.با استفاده از مدل تاکردن منطقه، ساختارنواری نانونوارهای دسته صندلی ? گرافاین محاسبه می شود. سپس همین محاسبات را با استفاده از روش بستگی قوی تکرار می کنیم و ساختار نواری الکترونی نانونوارهای دسته صندلی و زیگزاگ ? و ? گرافاین بدست می آید. همچنین به منظور بررسی تغییرات ویژگی های الکترونی، میدان الکتریکی عرضی به نانونوارها اعمال می شود.در نهایت مشخصه یابی نانوماسفت های طراحی شده از نانونوارهای ? و ? گرافاین با عرض های مختلف در حد بالستیک با استفاده از مدل قله سد انجام شده است.

چکیده ندارد.