هگزافریت های مغناطیسی سخت به علت مقاومت الکتریکی بالا، ناهمسانگردی مغناطیسی تک محوری بالا و مغناطش اشباع بالا، کاربردهای بسیار مهمی در صنعت دارند. در میان آن ها، هگزافریت استرانسیوم (srfe12o19)، دارای بهترین خواص مغناطیسی می-باشد. ما در این پایان نامه برای بهبود خواص ساختاری، مغناطیسی و دی الکتریکیsrfe12o19، به منظور کاربردهای گوناگون از قبیل محیط های ضبط مغناطیسی و تجهیزات میکروویو، آن را با عنصر فرومغناطیس کبالت آلایش داده ایم. ابتدا فناوری نانو و خواص مغناطیسی نانوذرات مغناطیسی مورد بحث قرار می گیرند. سپس به بررسی خواص مختلف فریت های مغناطیسی، به ویژه هگزافریت استرانسیوم و انواع جانشین سازی کاتیون های مختلف در این ترکیب پرداخته می شود. پس از آن، شرایط آزمایشگاهی بهینه از قبیل دما و زمان حرارت دهی بهینه برای ساخت نانوذرات srfe12o19 خالص و تک فاز به روش سل- ژل، و اثر آسیاکاری بر روی نمونه ها بررسی شدند. سپس به منظور بررسی اثرات آلایش هگزافریت استرانسیوم با عنصر کبالت، ترکیب srfe12-xcoxo19 (2 -0 =x) ساخته شد. در مرحله بعد، نانوذرات srfe12-xcoxo19 با مقادیر (2/0 ,1/0 ,0 =x) با ریخت شناسی های مختلف ساخته شدند. نهایتاً نتایج حاصل از آزمایش های آنالیز توزین حرارتی (dta/tga)، الگوی پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه (ft- ir)، تصاویر sem، حلقه های پسماند، منحنی های ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک، رسانندگی الکتریکی ac و نفوذپذیری مغناطیسی نمونه ها را مورد بررسی قرار دادیم. بررسی های به عمل آمده نشان دادند که بهترین دما و زمان حرارت دهی برای ساخت نانوذرات srfe12o19 خالص و تک فاز، به ترتیب °c1000 و دو ساعت می باشد. در پی آلایش های صورت گرفته در srfe12-xcoxo19 برای مقادیر ?x5/0، همه نمونه ها تک فاز هستند. به نظر می رسد که یون های co2+ در جایگاه های بلوری ساختار srfe12o19، جانشین یون های fe3+ می شوند. اما برای مقادیر x>5/0، فاز cofe2o4 در نمونه ظاهر می شود. بعلاوه آلایش srfe12o19 با کبالت، منجر به کاهش وادارندگی مغناطیسی می شود. هم چنین رفتار تغییرات ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و رسانندگی الکتریکی ac نمونه ها با فرکانس، بر اساس مدل های ماکسول- ویگنر و کوپ شرح داده می شوند. ما دریافتیم که در نمونه های آلایش یافته با 2/1 ,1 =x، ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک نسبت به نمونه خالص (srfe12o19) کاهش می یابند، این موضوع بیانگر این است که نمونه های مذکور برای کاربرد در وسایل میکروویو مناسب هستند.

در این پژوهش، نانوکامپوزیت های زمین? منیزیم تقویت شده با نانوذرات y2o3، با استفاده از روش متالورژی پودر و دو فرآیند تف جوشی مرسوم و پرس گرم تولید شدند. در ابتدا نانوذرات y2o3با استفاده از روش سل- ژل و به کمک اسید تارتاریک به عنوان عامل کی لیت، ساخته شدند. از آنجایی که غلظت عامل کی لیت بر روی ریخت شناسی نانوذرات y2o3 تأثیر می گذارد، بنابراین نسبت مولی اسید تارتاریک به یون فلزی تغییر داده شد تا مقدار بهین? آن تعیین گردد. نتایج نشان دادند که با افزایش نسبت مولی اسید تارتاریک به یون فلزی، به نظر می رسد سازوکار رشد نانوذرات به صورت صفحه ای می شود. هم چنین، تأثیر افزایش ph سل بر روی اندازه ی ذرات بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش ph، اندازه ی ذرات کوچک می شود. به منظور تولید نانوکامپوزیت زمین? منیزیم به روش متالورژی پودر و تف جوشی مرسوم، برای تهی? نمونه ها، ابتدا پودر منیزیم با درصدهای وزنی 5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 و 3 از نانوذرات y2o3، درون دستگاه آلیاژسازی مکانیکی به مدت 1 ساعت مخلوط شدند. سپس پودرهای نانوکامپوزیت به دست آمده، درون قالب ریخته شدند و با استفاده از دستگاه پرس و تحت اعمال فشارهای مختلف، فشرده شدند. قطعات فشرده شده، درون کوره تحت جریان گاز آرگون در دمای c°500 به مدت 2 ساعت مورد تف جوشی قرار گرفتند. پس از تف جوشی، شناسایی ساختار بلوری نمونه-ها با استفاده از دستگاه پراش سنج پرتو x انجام شد. نتایج شناسایی ریزساختار نمونه ها توسط fesem و آنالیز eds نقشه ای نشان دادند که با افزایش فشار، اندازه ی دانه ها بزرگ تر و تعداد ترک ها و حفره ها بیشتر و پس از افزودن تقویت کننده، اتصال دانه ای بهتر شده است. چگالی نمونه ها با استفاده از اصل ارشمیدس اندازه گیری شدند. میکروسختی به روش ویکرز و مقاومت الکتریکی ویژه با استفاده از روش چهارمیله اندازه گیری شدند. نتایج نشان دادند که به هنگام افزایش درصد وزنی تقویت کننده و فشار، چگالی و سختی نمونه ها افزایش می یابند. با افزایش درصد وزنی تقویت کننده، مقاومت الکتریکی ویژه افزایش می یابد، اما با افزایش فشار و کاهش دما، مقاومت الکتریکی ویژه کاهش می یابد. برای تولید نانوکامپوزیت زمین? منیزیم به روش متالورژی پودر و پرس گرم، ابتدا پودر منیزیم با درصدهای وزنی 5/0، 5/1 و 3 از نانوذرات y2o3، درون دستگاه آلیاژسازی مکانیکی به مدت 1 ساعت مخلوط شدند. سپس پودرهای نانوکامپوزیت به دست آمده درون دستگاه پرس گرم به مدت 10 دقیقه در دمای c°500 تحت فشار ثابت mpa100 قرار گرفتند. شناسایی ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از دستگاه پراش سنج پرتو x انجام شد. نتایج شناسایی ریزساختار توسط fesem و آنالیز eds نقشه ای نشان دادند که اندازه ی دانه ها ریزتر، اتصال میان آن ها بهتر و تعداد حفره ها و ترک ها نسبت به نمونه های ساخته شده توسط تف جوشی مرسوم کمتر شده اند. نتایج اندازه گیری چگالی و سختی نشان دادند که با افزایش درصد وزنی تقویت کننده، چگالی و سختی نمونه ها افزایش و نتایج نسبت به تف جوشی مرسوم، بهبود یافته اند. هم چنین پس از بررسی نتایج اندازه گیری مقاومت الکتریکی ویژه، مشاهده شد که با افزایش درصد وزنی تقویت کننده و کاهش دما، مقاومت الکتریکی ویژه کاهش می یابد.

گرافین، حسگر

یکی از روش های بسیار کارآمد برای ساخت نانوفیبرها روش الکتروریسندگی است. با ساخت اولین نانوفیبرسرامیکی در سال 2002 با این روش، افق جدیدی برای ساخت نانوفیبرهای سرامیکی از جمله نانوفیبرهای ابررساناهای دمای بالا باز شد. این روش به طورکلی شامل 3 مرحله است: 1) تهیه ی یک سل مناسب از پیش مواد غیرآلی و پلیمری 2) الکتروریسندگی محلول و به دست آوردن فیبرهای ترکیبی3) پخت فیبرهای به دست آمده در دمای مناسب. در این پایانامه، فیبرها و نانوفیبرهای ابررسانای yba2cu3o7-?، به-روش الکتروریسندگی ساخته شده اند. در اولین مرحله، ترکیب استوکیومتری از استات های ایتریم، باریم و مس به همراه پلی وینیل الکل(pva) تهیه شد؛ سپس برای تولید نانوفیبرها، ترکیب پلیمر / استات به دست آمده الکتروریسندگی شد و در مرحله ی آخر، فیبرها درون کوره قرار داده شدند. فیبرهای تولید شده قبل و بعد از پخت، توسط آنالیز توزین حرارتی (dta/tga)، الگوی پراش اشعه ی ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و پذیرفتاری مغناطیسی ac مورد مطالعه قرار گرفتند. اثر پارامتر هایی از قبیل غلظت محلول، دمای پخت ، بستر و دمای آون بر اندازه و ریخت شناسی فیبرهای تولید شده مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی های انجام شده نشان دادند که محدوده ی غلظت بهینه ی الکتروریسندگی حدود 5/7-2/7 درصد است که در این محدوده قطر نانوفیبرها قبل از پخت حدود nm 670-720 شد. بعد از پخت نانوفیبرها در دمای c? 930، اندازه ی نانوفیبرها، به دلیل تشکیل ساختار بلوری ابررسانا بزرگتر شدند و تبدیل به فیبرهای با قطر ?m 7/3 شدند. همچنین وجود بستر در حفظ یا تخریب نانوفیبرهای موجود بر روی آن تأثیر بسیار زیادی داشت. میانگین قطر نانوفیبرهای ybco تولید شده روی بستر si حدود nm 150 است و روی بستر نقره حدود ?m 4/4 بود.

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.

در این پژوهش، فریت لیتیم- روی با ترکیب شیمیایی li0.5znxfe2.5-xo4 (5/0 ،4/0 ،3/0 ،2/0 ،1/0 ،0 ) با به کارگیری فرایند گلیسین- نیترات تولید شد. در این فرایند، از گلسین به عنوان سوخت و از نیترات های فلزی به عنوان اکسنده استفاده شد. برای تأمین حرارت لازم برای شروع واکنش احتراقی از حرارت مایکروویو استفاده شد. آنالیز حرارتی افتراقی و وزن سنجی حرارتی واکنش نشان داد که واکنش احتراقی به شدت گرمازا بوده و در دمای ?170 به وقوع پیوسته است. پودرها به محض تولید تحت آنالیز پراش پرتوی ایکس قرار گرفتند. داده های پراش پرتوی ایکس نشان داد که ساختار اسپینل در ذرات پودر نانوساختار فریت لیتیم- روی با موفقیت در همه نمونه ها تولید شده است. در بررسی های ریخت شناسی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدان اندازه ذرات پودر حاصل در حدود nm40-20 مشاهده گردید. توده های پودر حاصل دارای حفره های فراوانی بودند که ناشی از آزادشدن مقدار بسیار زیادی گاز در هنگام واکنش احتراقی است. بررسی های مغناطیسی و الکتریکی بر روی نمونه های پودری و فشرده شده به ترتیب با استفاده از دستگاه مغناطش سنج نمونه مرتعش و دستگاه القا، ظرفیت، مقاومت سنج انجام شد. مغناطش اشباع با افزایش مقدار روی تا 2/0 افزایش یافت و پس از آن با افزایش بیشتر در مقدار روی، کاهش یافت. علاوه بر آن، نفوذپذیری مغناطیسی بیشینه نیز در نمونه دارای مقدار روی 2/0 به دست آمد. بررسی های الکتریکی نشان داد که وجود یون روی در ترکیب باعث افت خواص دی الکتریک فریت لیتیم- روی می گردد.

با توجه به کاربرد وسیع نانوساختارهای نیم رسانای zno در ساخت وسایل اپتوالکترونیکی، حسگرها، ذخیره ی انرژی و هم چنین استفاده ی آن به عنوان کاتالیست، این موضوع انتخاب شد. آلایش ناخالصی در نیم رساناها با عناصر مختلف بر خواص فیزیکی مثل خواص الکتریکی، اپتیکی، مغناطیسی و ساختاری به شدت اثر می گذارد که برای کاربردهای عملی بسیار مهم است. به طور کلی عناصر مورد نظر که به عنوان آلایش در zno استفاده می شوند یا جانشین zn و یا جانشین o می شوند. تاکنون روش های متنوعی برای ساخت نانوساختارهای zno با آلایش عناصر مختلف استفاده شده است ولی تبخیر حرارتی به عنوان روشی ساده و کم هزینه می تواند روشی مناسب برای رسیدن به این هدف باشد. ابتدا نانوسیم های zno خالص بر روی زیرلایه ی si واقع در دمای oc450-400 و فلوی sccm50 با روش تبخیر حرارتی به خوبی رشد داده شد. به منظور تولید نانوسیم های zno آلاییده به فلوئور از naf به عنوان منبع فلوئور به دو روش در رشد نانوسیم ها استفاده شد. در روش اول پودر naf را با پیش ماده ها (zno+c) مخلوط شد و نانوسیم ها بر روی زیرلایه ی واقع در دمای oc450-400 و فلوی sccm50 رشد داده شدند. بررسی های حاصل از آنالیز الگوهای پراش اشعه ایکس (xrd) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) برای این حالت نشان داد که نانوسیم ها به خوبی رشد نکرده اند. بنابراین از روش دوم که در آن naf و پیش ماده ها (zno+c) جدا از هم قرار داده می شوند، استفاده شد. آنالیز xrd، تصاویر sem و طیف سنجی pl نشان داد که رشد نانوسیم های zno آلاییده به فلوئور بر روی زیرلایه ی واقع در دمای oc450-400 و فلوی sccm50 برای نسبت مولی (molzno: molnaf) 1: 15 بهینه می شود.

هگزافریت استرانسیوم (srfe12o19) با مغناطش اشباع، ناهمسانگردی تک محوری و مقاومت الکتریکی بالا، جزء مواد مغناطیسی سخت به شمار می آید. این ترکیب با ساختار هگزاگونال و 64 یون به ازاء سلول واحد، دارای خواص جالب و منحصر به فرد زیادی می باشد. انواع مختلف آلایش در این ترکیب، تغییرات متنوعی در ساختار و خواص مغناطیسی این ماده ایجاد می کند. بنابراین در این پایان نامه، نانو ذرات هگزافریت استرانسیم خالص و آلایش یافته با نیکل با روش سل- ژل احتراقی ساخته شد و خواص مغناطیسی و دی الکتریک آن مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا به بررسی خواص مختلف فریت های مغناطیسی، به ویژه فریت هگزاگونال استرانسیم و انواع آلایش های مختلف در این ترکیب پرداخته شد. در ادامه هگزافریت استرانسیم تک فاز تهیه شد و دما و زمان بهینه بازپخت جهت دست یابی به نانوذرات با خواص مغناطیسی بهبود یافته تعیین گردید. سپس تأثیر اتمسفر پخت بر خواص ساختاری و مغناطیسی ترکیب بررسی می شود. در مرحله بعد، جهت بررسی تأثیر آلایش نیکل بر خواص مغناطیسی و ساختاری هگزافریت استرانسیم، ترکیبsrfe(12-x)nix o19 با (1-x=0) ساخته شد. رفتار حرارتی نمونه ژل پیش ماده توسط تحلیل tga/dta مورد بررسی قرار گرفت. ریخت شتاسی و خواص مغناطیسی نمونه ها به وسیله ی طیف مادون قرمز تبدیل فوریه ( ft-ir)، الگوی پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنج فلورسانس پرتو ایکس (xrf) و مغناطوسنج نمونه ارتعاشی (vsm) بررسی شدند. خواص دی الکتریک توسط دستگاه lcr متر اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد دمای c?950 و زمان 4 ساعت برای ساخت نانوذرات هگزافریت استرانسیم تک فاز مناسب می باشد و اتمسفر پخت نیتروژن باعث بهبود خواص ساختاری و مغناطیسی می شود. بررسی ترکیب srfe(12-x) nixo19 نشان می دهد، آلایش نیکل تا (0/02>0x) همه نمونه ها تک فاز بوده و خواص ساختاری و مغناطیسی برای نمونه با (0/01 =x) بهبود داشته است که نشان می دهد جانشینی یون های نیکل در ساختار هگزافریت می باشد. اما در (x?0/02) فاز ثانویه فریت نیکل nife2o4 در نمونه ها ظاهر می شود که باعث کاهش مغناطش اشباع، مغناطش پسماند و میدان وادارندگی می شود. همچنین آلایش نیکل باعث کاهش ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و رسانندگی الکتریکی ac می شود. همه نمونه های تک فاز (خالص و آلایش داده شده با نیکل) جهت کاربرد در محیط های ضبط مغناطیسی و وسایل میکروویو مناسب می باشند.

در این پایان نامه نانو فیبرهای gdba2cu3o7-x (ابررسانا سرامیکی دمای بالا) با استفاده از روش الکتروریسندگی از یک محلول پلیمری(پلی وینیل پیرولیدون) پیشرو تولید شده است. محلول آبی پیشرو پلیمری شامل پلیمر پلی وینیل پیرولیدون (pvp) و مخلوطی از نیترات گادولینیم، نیترات باریم، و نیترات مس با نسبت جرمی نیترات/پلیمر 1 به 5 می باشد. با استفاده از روش فوق(الکتروریسندگی) و با اعمال شرایط: محلول با غلظت 55%، ولتاژkv18، فاصله ی بین نازل و صفحه جمع کننده cm12 و نرخ تغذیه ی ml/h1 الیافی با قطر nm470 و طولی بیش از 10میکرومتر تولید شده است. تصاویر sem از فیبرهای gdba2cu3o7-x نشان می دهد که با افزایش ولتاژ، فاصله و غلظت قطر فیبرها کاهش و با افزایش نرخ تغذیه ، قطر فیبرها افزایش می یابد. جهت آزادسازی نیتروژن فیبرهای تولید شده در دمای?c 200 به مدت 12 ساعت فرار گرفتند. تصاویر sem در این مرحله نشان می دهد که قطر فیبرها تا حدود 1 میکرون افزایش می یابد. این افزایش قطر فیبرها بافهم واکنش اسید سیتریک با نیترات ها قابل پیش بینی می باشد. پس از این مرحله عملیات تکلیس در دمای?c 900 بر روی فیبرها انجام گردید. به دنبال این مرحله عملیات پخت در دمای?c 930 به مدت 12ساعت جهت تشکیل فاز ابررسانایی صورت پذیرفت. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه های پخت شده نشان می دهد که فاز ابررسانایی gdba2cu3o7-x تشکیل شده است. تصاویر sem در این مرحله بیان می دارد که قطر الیاف به دست آمده بعد از عملیات پخت به مقدار زیادی کاهش می یابد. با استفاده از نرم افزار اندازه گیری قطر متوسط نانو فیبرها تولیدی حدود nm 90 برآورد شده است.

در پژوهش پیش¬رو، روش سل – ژل احتراقی برای تهیّه¬ی نانوپودرهای مغناطیسی فریت mgcuzn مورد استفاده قرار گرفته شده است. برای تعیین چگونگی فرآیند واکنش از آنالیز tg و dta استفاده شده است. پودرهای تولید شده با ترکیبات و آلایش-های مختلف، به¬صورت حلقه¬هایی فشرده شدند و در دمای زیر c° 950 تف¬جوشی شدند. تأثیر دما و مدّت زمان تف¬جوشی، نقش یون¬های mg2+، cu2+، zn2+ و هم¬چنین تأثیر آلایش یون¬های al3+ و sm3+، بر ویژگی¬های نانوپودرها و سرامیک¬های فریتی تهیّه شده مورد مطالعه قرار گرفت. برای بررسی ویژگی¬های ساختاری و میکروساختاری نمونه¬های تولید شده از دستگاه¬های xrd، ft-ir، bet، tem و sem استفاده شد. برای بررسی ویژگی¬های مغناطواستاتیکی و مغناطودینامیکی سرامیک¬های تف¬جوشی شده، دستگاه¬های vsm، lcr meter و impedance analyzer مورداستفاده گرفتند. در ابتدا، برای تهیّه¬ی نانوپودرهای فریتی از روش سل ـ ژل احتراقی با سوخت¬های متفاوت گلایسین، اوره و سیتریک اسید استفاده شد. نتایج نشان داد که در واکنش احتراقی استفاده از سیتریک اسید به¬عنوان سوخت، مناسب¬تر از اوره و گلایسین است. الگوی پراش پودرهای به¬دست آمده نشان داد تنها نمونه¬ی تهیّه شده با سیتریک اسید دارای فاز بلوری خالص است. از طرف دیگر نمونه¬ی مذکور نسبت به سایر نمونه¬ها دارای چگالی بیشتری بود. در ادامه، با استفاده از سوخت سیتریک اسید، نانوپودرهای ترکیب (mg0.8?xcu0.2znx+0.02)fe1.98o3.99 (60/0<x<40/0) تهیّه و در دمای c° 900 تف¬جوشی شدند. نتایج نشان دادند که پودر¬های تولید شده دارای ساختار بلوری اسپینلی هستند و هیچ¬گونه ناخالصی در آن-ها دیده نمی¬شود. هم¬چنین مساحت سطح موثر پودرها با استفاده از آنالیز bet در حدود m2/g 10 به¬دست آمد. تصاویر tem و sem نشان دادند که ساختار پودرها متخلخل و متوسط اندازه¬ی ذرّات آن¬ها در حدود nm 50 است. بررسی ویژگی¬های مغناطیسی سرامیک¬ها نشان داد که نمونه¬ی با 50/0= x از نظر مقدار نفوذپذیری مغناطیسی، پایداری فرکانسی و پایداری دمایی عملکرد بهتری نسبت به سایر نمونه¬ها دارد. تغییر شرایط تف¬جوشی نمونه¬ی بهینه مشخّص کرد که با افزایش دمای تف¬جوشی از °c 850 تا °c 950 و هم¬چنین مدّت زمان تف¬جوشی از 1 تا 8 ساعت، افزایش قابل ملاحظه¬ای در چگالی، مغناطش اشباع و نفوذپذیری مغناطیسی نمونه¬ها داشته است. هم¬چنین اندازه¬ی دانه¬ها مقدار زیادی تغییر کرده و از µm 3/0 به µm 21/1 رسیده است. برای بررسی تأثیر مس، ترکیب mg0.5-xcuxzn0.52fe1.98o3.99 (30/0<x< 1/0) تهیّه و بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش مس در ترکیب، اندازه¬ی دانه¬ها و چگالی نمونه¬ها بهبود می¬یابد. افزایش مقدار مس تغییر چندانی در مغناطش اشباع نمونه¬ها نداشته است؛ در-حالی¬که نفوذپذیری و دمای کوری نمونه¬ها به¬طور قابل ملاحظه¬ای افزایش یافته است. هم¬چنین حضور مس در ترکیب، رسانندگی ac نمونه¬ها را تحت تأثیر خود قرار داده و سبب افزایش آن شده است. جانشینی یون¬های سه ظرفیتی آلومینیوم به¬جای اتم¬های آهن در ترکیب mg0.3cu0.2zn0.52fe1.98-x alxo3.99 (060/0<x<00/0) سبب افزایش چگالی نمونه¬ها و اندازه¬ی دانه¬ها شد. آنالیز ft-ir نشان داد که یون¬های al3+ تمایل شدیدی به قرارگرفتن در جایگاه¬های هشت-وجهی ساختار فریتی دارند. نتایج vsm نشان دادند که نمونه¬ی 015/0=x بیشترین مقدار مغناطش اشباع را دارد و با افزایش x مغناطش اشباع به¬طور پیوسته کاهش می¬یابد. توزیع کاتیونی ترکیب و زاویه¬های یافِت ـ کیتل با استفاده از نتایج vsm و ft-ir محاسبه شدند. نتایج نشان دادند که بیشترین مقدار زاویه-ی یافِت ـ کیتل مربوط به نمونه¬ی 015/0= x است. هم¬چنین مشخّص شد که نفوذپذیری مغناطیسی با افزایش مقدار آلومینیوم افزایش یافته است؛ در¬حالی¬که دمای کوری با کاهش مواجه بوده است. افزودن sm3+ به ترکیب mg0.3cu0.2zn0.52fe1.98-x smxo3.99 سبب کاهش چگالی نمونه¬ها شد. الگوی پراش پرتو x نشان داد که در نمونه¬های با 015/0x>، قلّه¬ی ناخالصی مربوط به فاز اورتوفریت ساماریوم (smfe3o) ظاهر شده است. نتایج چگالی به¬همراه تصاویر sem نشان داد که وجود فاز اورتوفریت در ترکیب، سبب تأخیر در فرآیند چگالش شده است. هم¬چنین ساماریوم، نقش مخربی در ترکیب بازی نموده و سبب کاهش شدید نفوذپذیری مغناطیسی و دمای کوری نمونه¬ها شده است.

: 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 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.