اکسید تنگستن یک نیمه رسانای نوع n با گاف انرژی پهن است. این اکسید فلزی خواص و کاربردهای بسیاری از جمله خاصیت الکتروکرومیک، فوتوکاتالیست و حسگر گازی دارد. از این بین خواص رنگزایی آن در حضور گاز هیدروژن بسیار مورد توجه می باشد. هیدروژن گازی بدون بو، رنگ و طعم است که مولکول این گاز بسیار سبک بوده و قابلیت نفوذ بالایی دارد. امروزه گاز هیدروژن به عنوان سوخت تمیز در مصارف خانگی، صنعت و خصوصاً بخش حمل و نقل بسیار مورد توجه است. آنچه استفاده از این گاز را مشکل ساز می نماید، قابلیت اشتعال زیاد آن در بازه 4-75% در ترکیب با هوا است. بنابراین آشکارسازی نشت این گاز برای جلوگیری از هرگونه اشتعال در صنعت امری مهم و ضروری است. خواص اپتیکی لایه های نازک اکسید تنگستن در معرض گاز هیدروژن تغییر کرده و ظاهر نسبتاً شفاف آنها به آبی تیره متمایل می گردد. این خاصیت، لایه های اکسید تنگستن را به عنوان حسگر اپتیکی گاز هیدروژن گزینه مناسبی می سازد. در این پژوهش ابتدا سل پروکسوپلی تنگستیک اسید به روش کودو ساخته شد. سپس سل نارنجی شفاف حاصل شده به روش دستگاه چرخان بر سطح زیرلایه شیشه لایه نشانی شد. به منظور بررسی تأثیر دمای بازپخت بر خواص مختلف لایه های بدست آمده، نمونه ها در دماهای 100، 200، 300و ?c 400 به مدت یک ساعت بازپخت شدند. به منظور حساس نمودن سطح لایه به گاز هیدروژن، از کاتالیست پالادیم استفاده شد. به این ترتیب که محلول pdcl2 (g/lit 2/0) به روش احیای هیدروژنی به سطح لایه ها منتقل شد. در یک روش جدید به محض انتقال محلول pdcl2 به سطح، نمونه ها در معرض گاز هیدروژن قرار گرفتند. با این روش نمونه های سل-ژل به شدت و به طور یکنواخت تیره شدند که از بین نمونه های مختلف، نمونه بازپخت شده در دمای ?c 400 پاسخ بهتری به گاز هیدروژن داشت. خواص مختلف ساختاری، شیمیایی، مورفولوژی سطح، اپتیکی و آبدوستی لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. طیف پراش پرتو ایکس (xrd) خواص ساختاری نمونه ها را مشخص نمود. مشاهده شد که ژل خشک شده و لایه اکسید تنگستن در ابتدا آمورف بوده و به ترتیب پس از بازپخت در دمای ?c 400 و ?c 500 فاز بلوری مونوکلینیک می یابند. خواص شیمیایی لایه ها از طریق آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ftir) مطالعه شد. نتایج این آنالیز نشان داد که با افزایش دمای بازپخت، پیوندهای مربوط به مولکول های آب و گروه های هیدروکسیل از نمونه حذف خواهد شد، در حالی-که پیک های مربوط به پیوند اکسیژن با فلز تنگستن تغییر نکرده و تنها شدت برخی از آنها افزایش می یابد. مورفولوژی سطح لایه ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آنالیز نشان داد که با افزایش دمای بازپخت، کریستال های نانومتری بر سطح لایه ها تشکیل می شود و بنابراین درجه بلوری شدن لایه ها با افزایش دمای بازپخت، افزایش می یابد. خواص آبدوستی لایه ها از طریق دستگاه زاویه سنج مشخص گردید. نتایج نشان داد که با افزایش دمای بازپخت، زاویه قطره آب با سطح لایه کاهش و در نتیجه آبدوستی لایه ها افزایش می یابد. خواص اپتیکی لایه ها با دستگاه اسپکتروفوتومتر (uv-vis) در محدوده nm 1100-190 اندازه گیری شدند. مشاهده شد که با افزایش دمای بازپخت، عبور لایه ها و همچنین انرژی گاف آنها کاهش می یابد. این امر به چگالش لایه ها و بلوری شدن آنها با افزایش دمای بازپخت نسبت داده شد.

فریت های اسپینلی گروهی از مواد مغناطیسی هستند که در حوزه ی نانومتری، کاربردهای وسیعی در عرصه های پزشکی و صنعتی دارند. در حال حاضر، از جمله مشکلات موجود در این زمینه ، ساخت نانوذرات خالص، همگن و با اندازه های قابل کنترلاین گروه از مواد می باشد. در این تحقیق برای تهیه ی نمونه ای خالص از فریت نیکل در دماهای پایین، چند روش مختلف از جمله روش سل-ژل با تغییر پارامترهایی مثلph و عامل کمپلکس دهنده و همچنین روش همرسوبی به کار گرفته شد. در همه ی نمونه های ساخته شده، اثر دما بر ساختار و خواص مغناطیسی نمونه ها،توسط طیف پراش پرتوی ایکس (xrd)، تحلیل فوریه ی طیف مادون قرمزز (ftir)، تصویربرداری میکروسکوپی(sem)و اندازه گیری مغناطش توسط مغناطش سنج ارتعاشی (vsm) مورد بررسی قرار گرفت. طیف پراش پرتوی ایکس نمونه های تهیه شده به روش سل-ژل و با تغییر عامل ph، نشان داد که افزایش ph، دمای تشکیل فاز خالص فریت نیکل تهیه شده به این روش را کاهش می دهد. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ph محلول اولیه تا 7 با کاهش در اندازه ی ذرات همراه است و در محیط بازی (ph>7)،مجدداً اندازه ی ذرات افزایش می یابد. در نمونه های ساخته شده به روش همرسوبی، مشاهده شد که افزایش دما ، سبب تشکیل فاز دوم ?-fe??o??در نمونه ها می شود. در انتها با به کارگیری عامل کمپلکس دهنده ی edta در ساخت نمونه ها به روش سل-ژل، موفق به ساخت نمونه ای خالص از فریت نیکل در دماهای پایین شدیم. عامل کمپلکس دهنده edta، با احاطه کردن یون های فلزی، علاوه بر اینکه امکان اکسید شدن یون های فلزی را کاهش می دهد، برهم کنش یون ها را نیز کاهش می دهد و سبب ایجاد ذرات ریزتری می شود. اثر دمای بازپخت بر نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ناشی از تحلیل طیفxrdنشان داد که افزایش دمای پخت ثانویه، سبب بزرگ شدن اندازه ی ذرات می شود. تصاویر sem نیز بزرگ شدن ذرات با افزایش دما را تأیید می کند. همچنین کرنش در این نمونه ها با کاهش در دمای پخت، کاهش یافته است که نشان دهنده ی تبدیل ساختار اسپینلی معکوس به اسپینلی آمیخته یا جزئی معکوس می باشد. با کاهش دمای پخت و در نتیجه کاهش اندازه ی ذرات، ساختار معکوس نمونه ها، دستخوش تغییر شده و با بازتوزیع در چینش کاتیون ها در جایگاه های 4 وجهی و 8 وجهی، ساختار جزئی معکوس ایجاد شده است. تغییر در شدت نسبی قله های براگ موید این امر است. منحنی های مغناطش نمونه ها، افزایش مغناطش اشباع با بزرگ شدن اندازه ی ذرات را نشان می دهد. طبق مدل مغزه-پوسته، هر ذره از یک قسمت مرکزی با نظم مغناطیسی به نام مغزه و یک لایه ی سطحی بی نظم به نام پوسته تشکیل شده است. با بزرگ شدن اندازه ی ذرات، سهم مغزه نسبت به پوسته افزایش می یابد و بنابراین مغناطش اشباع نمونه ها نیز افزایش می یابد. البته تبدیل ساختار اسپینلی معکوس به آمیخته نیز در تغییر مغناطش تأثیر داشته است.همچنین مشاهده شد که میدان وادارندگی نمونه ها با افزایش اندازه ی ذرات تا 33nm افزایش یافته و سپس با افزایش بیشتر در اندازه ی ذرات، کاهش یافته است. بیشینه ی میدان وادارندگی، در اندازه ی بحرانی تک حوزه شدن، رخ می دهد که این اندازه ی بحرانی برای نمونه های تهیه شده به روش edta در بازه ی 25-33 nm رخ داده است.

روش مایکروویو، روشی سریع برای تهیه ی نانوساختارها در کوتاهترین زمان ممکن است. در میان نیمه-رساناهای مختلف، ساختارهایی از قبیل znin2s4 و znal2o4و pbso4 و zns/znal2s4دارای کاربردهای گوناگونی می باشند. به همین منظور در قسمت اول این پروژه تهیه و شناسایی نانوساختارهای znin2s4و znal2o4 و pbso4 به روش مایکروویو مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه اثر زمان تابش دهی و قدرت دستگاه بر روی ساختار بلورها و شکل محصولات مورد بررسی قرار گرفت. در قسمت دوم این تحقیق تهیه و شناسایی نانوکاپوزیت zns/znal2s4 به روش سولوترمال مورد بررسی و اثر زمان و منبع سولفید مطالعه شد. محصولات بوسیله ی پراش اشعه ی ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه(ft-ir)، طیف سنجی فوتولومینسانس (pl)مورد مطالعه قرار گرفتند.

اکسید تنگستن به دلیل دارا بودن خواص گازوکرومیک، به طور گسترده ای برای ساخت حسگرهای اپتیکی گاز هیدروژن مورد توجه قرار گرفته است. در فرایند گازوکرومیک، هنگامی که اتم های هیدروژن به شبکه ی لایه ی نازک اکسید تنگستن تزریق می-شوند، رنگ لایه از شفاف به آبی تیره تغییر می کند. این فرآیند برگشت پذیر است و هنگامی که لایه ی نازک رنگی شده در معرض گاز اکسیژن قرار گیرد، شفاف می شود. مطالعات پیشین نشان داده است که رنگی شدن گازوکرومیک لایه ی نازک اکسید تنگستن، مستلزم لایه نشانی یک لایه ی خیلی نازک مانند pd یا pt برسطح آن، به عنوان کاتالیست گاز هیدروژن است. pd، یک کاتالیست شناخته شده برای گاز هیدروژن است. در یک سیستم گازوکرومیک، مشخصات لایه ی نازک کاتالیستی تعیین کننده ی نرخ تجزیه-ی گازهای جذب شده و درنتیجه پاسخ گازوکرومیک سیستم است. روش های مختلفی از جمله اسپاترینگ، تبخیر با باریکه ی الکترونی، الکترولس و احیای هیدروژنی برای لایه نشانی لایه ی نازک pd وجود دارد. در این میان، روش احیای هیدروژنی به-عنوان روشی ساده، ارزان و نسبتاً موفق برای لایه نشانی pd شناخته شده است. در این روش، قطره ای از محلول pdcl2 بر سطح لایه-ی اکسید تنگستن چکانده می شود تا پس از خشک شدن، لایه ای نازک از pdcl2 حاصل شود. با عرضه ی گاز هیدروژن به نمونه ی pdcl2/wo3 خشک شده، لایه ای از نانوذرات پالادیوم، به واسطه ی احیای هیدروژنی روی سطح اکسید تنگستن رشد می کنند. به-عنوان یک راهکار جدید، می توان از قطره ی pdcl2 بدون فرآیند خشک سازی، به عنوان کاتالیست مایع گاز هیدروژن در فرآیند گازوکرومیک بهره برد. در این پژوهش این ایده آزموده و رنگی شدن گازوکرومیک جالبی برای لایه های نازک اکسید تنگستن مشاهده شد. در ادامه، ارتباط بین روش و شرایط ساخت لایه های اکسید تنگستن، رشد رو لایه ی پالادیوم و پاسخ گازوکرومیک آن ها با استفاده از کاتالیست مایع، بررسی شد. برای این منظور، لایه های نازک اکسید تنگستن به دو روش سل- ژل و لایه نشانی لیزر پالسی لایه نشانی شدند. در روش سل- ژل، تاثیر دمای بازپخت و در روش لایه نشانی لیزر پالسی، تاثیر دمای زیرلایه بر خواص مختلف ساختاری، مورفولوژیکی، شیمیایی و اپتیکی لایه های نازک اکسید تنگستن، توسط پراش پرتوی ایکس (xrd)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ftir) و طیف سنج uv-vis مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل ماهیت مایع کاتالیست مورد استفاده برای بررسی خواص گازوکرومیک، خواص آبدوستی نمونه ها نیز، توسط اندازه گیری زاویه ی تماس مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی ها حاکی از وابستگی خواص مختلف لایه های نازک اکسید تنگستن به روش و شرایط ساخت آن ها هستند. بررسی خواص گازوکرومیک نمونه ها با استفاده از کاتالیست مایع و نیز بررسی مورفولوژی لایه ی پالادیوم حاصل، نشان داد که آبدوستی زیرلایه ی اکسید تنگستن نقش موثری در نحوه ی رشد لایه ی کاتالیستی و متعاقباً پاسخ گازوکرومیک آن ها دارد. همچنین مشاهده شد که با استفاده از کاتالیست مایع، لایه های نازک اکسید تنگستن لایه نشانی شده به روش لایه نشانی لیزر پالسی در مقایسه با لایه های بدست آمده به روش سل- ژل، پاسخ گازوکرومیک بهتری دارند. این مشاهدات ناشی از تخلخل بالاتر، آبدوستی بهتر و درنتیجه توزیع یکنواخت تر کاتالیست پالادیوم بر سطح این نمونه ها است.

در این تحقیق به ساخت لایه های نازک نیکل، نانو ذرات نقره و اکسید مولیبدن به روش کندوسوز لیزری در محیط های خلأ و مایع پرداخته شده است. در این پژوهش لایه های نازک نیکل به روش لایه نشانی لیزر پالسی در چهار دمای 26 ،300 ،500 و ? 700 بر روی زیر لایه سیلیکونی (100) لایه نشانی شدند. در این بررسی دیده شد که با افزایش دمای زیر لایه میزان زبری سطح افزایش یافته و سطح لایه ها دارای برجستگی های بیشتری بوده که در دمای ?700 کاهش می یابد. با افزایش دما در ?700 بلورک های مستطیل شکل نیکل- سیلیکون با اضلاع موازی در جهت صفحات سیلیکونی بوجود می آیند. پس از ساخت لایه های نازک نیکل به ساخت نانو ذرات نقره و اکسید مولیبدن به روش کندوسوز لیزری در محیط مایع با استفاده از دو دستگاه لیزر excimer krf 248 nm و nd:yag 1064 nm پرداخته شد. به دنبال آن به بررسی تأثیر محلول نمکی pdcl2 نیز بر نانو ذرات پرداخته شده است. در این بررسی دیده شد که نانو ذرات نقره دارای سطحی فعال در زمان ساخت خود می باشند که با اضافه کردن pdcl2 به نانو ذرات نقره رنگ محلول به شیری رنگ تغییر یافته و بیشینه ی جذب پلاسمونی آن در طیف خاموشی از بین می رود. به منظور بررسی فعالیت سطح نانو ذرات نقره، مجدداً هفت روز پس از ساخت به آن pdcl2 اضافه شد. اما این بار بیشینه ی جذب پلاسمونی نانو ذرات نقره به طور کامل از بین نرفته و با افزایش حجم pdcl2 در نمونه های ساخته شده بیشینه ی جذب به سمت بیشینه ی جذب pdcl2 حرکت می کند. نانو ذرات اکسید مولیبدن نیز همانند نانو ذرات نقره به روش کندوسوز لیزری در محیط مایع ساخته شدند. پس از ساخت نانو ذراتِ اکسید مولیبدن اندازه ی گافِ اپتیکی آن ها در طی زمان محاسبه شد که وابستگی آن را به زمان نشان داد. با اضافه کردن pdcl2 به نانو ذرات اکسید مولیبدن از تصاویر afm و tem دریافتیم که اندازه ی نانو ذرات افزایش یافته و از طرفی اندازه ی گاف اپتیکی آن ها نیز کاهش می یابد. اندازه ی نانو ذرات و محیط مایع کندوسوز نقش بسزایی را در اندازه ی گاف اپتیکی نانو ذرات اکسید مولیبدن بازی می کنند. در این بررسی دیده شد که نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزرexcimer krf 248 nm دارای گاف اپتیکی بیشتری نسبت نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزر nd:yag 1064 nm می باشند زیرا از تصاویر tem دریافتیم که اندازه ی نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزر nd:yag در حدود nm3/22 کوچک تر از نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزر excimer krf 248 nm بوده و این امر موجب شده که اندازه ی گاف اپتیکی آن به مقدارev 8/0 بیشتر باشد. همان طور که گفته شد محیط مایع کندوسوز نقش بسزایی در اندازه-ی گاف اپتیکی نانو ذرات بازی می کند به طوری که اندازه ی گاف اپتیکی نانو ذرات ساخته شده در آب دی یونیزه (di water) در حدود ev58/0 بیشتر از نانو ذرات ساخته شده در آب اکسیژنه (h2o2) بوده است.

نانوذرات فریت های اسپینلی به سبب دارا بودن ویژگی هایی همچون نفوذپذیری بالا، وادارندگی در حدود چند اورستد و ...، کاربرد گسترده ای در عرصه های صنعت و پزشکی یافته اند. اما یافتن روش ساخت ساده، تکرارپذیر و مقرون به صرفه که در طی آن نانوذرات مغناطیسی با همگنی و خلوص بالا ساخته شوند، همواره از دغدغه های محققان بوده است. بنابراین در این تحقیق، نانوذرات فریت نیکل- روی که از جمله پرکاربردترین مواد مغناطیسی است به روش سل-ژل خود احتراقی با بهره گیری از کمپلکس ساز edta که با احاطه-ی کاتیون های فلزی مانع از اکسید شدن و برهم کنش یون ها شده و سبب ایجاد ذرات ریزتری می شود، ساخته شدند. این تحقیق متشکل از سه بخش است. در بخش اول اثر جانشانی zn بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی فریت نیکل و در بخش دوم اثر دمای بازپخت و در ادامه در بخش سوم اثر افزودن پلیمر زیست سازگار pva بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات فریت ni0.3zn0.7fe2o4 با استفاده از تحلیل هایی هم چون وزن سنجی حرارتی (tg)، پراش پرتوی ایکس (xrd)، تحلیل فوریه ی طیف مادون قرمز (ftir)، تصویربرداری میکروسکوپی (fe-sem) و (tem)، مغناطش سنج نمونه ی ارتعاشی (vsm) و پذیرفتاری مغناطیسی ac مطالعه شدند. با توجه به الگوهای xrd، ساختار تمامی نمونه ها اسپینلی تشخیص داده شد و در نتیجه ی برازش نمونه ها با نرم افزار maud ساختار اسپینلی معکوس برای فریت نیکل، اسپینلی عادی برای فریت روی و ساختار اسپینلی آمیخته برای فریت نیکل-روی، تأیید شد. بررسی منحنی های پسماند نمونه ها نشان داد که مغناطش بیشینه با افزایش میزان جانشانی روی تا حد بهینه ی 3/0 x= افزایش و با افزایش بیشتر میزان آلایش، مغناطش به علت تضعیف برهم کنش ابر تبادلی در جایگاه 8 وجهی، کاهش می یابد. وادارندگی نمونه ها نیز به علت ثابت ناهمسانگردی کمتر فریت روی در مقابل فریت نیکل با افزایش آلایش کاهش می یابد. در نمونه های بازپخت شده در دماهای مختلف 350 تا c° 1200،کاهش پهنای قله های الگوهای xrd با افزایش دمای بازپخت، نشان دهنده ی افزایش اندازه بلورک ها است. افزایش مغناطش اشباع با افزایش دمای بازپخت می تواند در اثر سه عامل باشد: ا- کاهش نقص ها و ناکاملی های شبکه و در نتیجه جابه جایی راحت تر دیواره ها در نانوذرات بزرگتر 2- مورفولوژی هسته-پوسته که در آن، با افزایش دمای بازپخت نسبت هسته (یک قسمت مرکزی با نظم مغناطیسی) به پوسته (یک لایه ی سطحی بی نظم) افزایش یافته و اثرات سطحی حذف می شوند و مغناطش افزایش می یابد. 3- با افزایش دمای بازپخت، افت و خیزهای گرمایی کمک به مهاجرت یون های اضافی آهن از جایگاه 4 وجهی به جایگاه 8 وجهی کرده و در نتیجه منجر به افزایش گشتاور مغناطیسی این جایگاه و در نهایت افزایش مغناطش کل (nb) می شود. البته علت سوم با برازش الگوهای xrd با نرم افزار maud تأیید شد. الگوهای xrd دو نمونه با و بدون pva عدم تغییر ساختار اسپینلی را با افزودن pva و منحنی های پسماند این دو نمونه افزایش مغناطش نمونه با pva را به علت رشد بلوری نانوذرات بعد از پوشش دهی، نشان دادند. برازش منحنی های پذیرفتاری حقیقی با مدل توان دینامیکی بحرانی نشان داد که وجود برهم کنش های بین ذره ای منجر به ایجاد رفتار شبه شیشه ابراسپینی بین نانوذرات می شود.

در این مطالعه لایه های نازک اکسید قلع (sno2) آلاییده شده با آنتیموان (sb) به روش لایه نشانی لیزر پالسی در دماهای مختلف زیر لایه تهیه شدند. الگوی پراش اشعه ایکس شکل گیری ساختار تتراگونال (روتیل) در نمونه هایی با دمای لایه نشانی بالاتر از oc300 را نشان می دهد. تصاویر fesem بیانگر صاف و هموار بودن سطح نمونه ها است. مقاومت الکتریکی لایه ها به روش ون در پو اندازه گیری شد، نمونه های تهیه شده در دمای اتاق دارای مقاومت الکتریکی بسیار بالایی بودند در حالی که با افزایش دمای لایه نشانی مقاومت الکتریکی بسیار کاهش پیدا کرد. همچنین تغییرات مقاومت با اندازه گیری چگالی حامل ها، تحرک پذیری هال و اندازه بلورک ها مورد بررسی قرار گرفت که این اندازه گیری ها بیانگر معنی دار بودن ارتباط آن ها بود. از نمونه ها طیف عبور uv-vis تهیه شد، که عبور بالای نور در ناحیه مرئی را نشان می دهد. گاف نواری لایه های نازک بین 3.26 تا 3.81ev براورد می شوند که گاف نواری با افزایش دمای لایه نشانی افزایش می یافت. این روند با تحرک پذیری هال و اندازه بلورک ها مورد بررسی قرار گرفت. طیف فوتولومینسانس بیانگر تغییرات در مکانیزم رسانش در نمونه ها بوده است. پیوندهای شیمیایی سطح با استفاده از طیف ftir مورد بررسی قرار گرفت که در توافق با نتایج دیگر بود.

در این پایان نامه، لایه نازک اکسید روی خالص و آلائیده با آلومینیوم برای کاربری به عنوان لایه ی رسانای اکسیدی شفاف در سلول های خورشیدی لایه نازک، ساخته شد و مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور لایه های نازک zno و azo (0، 3، 6 و 12 درصد مولی آلومینیوم) به روش لایه نشانی چرخشی بر پایه سل ژل بر روی زیرلایه ی شیشه ساخته شد. بعد از ساخت نمونه ها، به بررسی اثر دمای پخت، آلایش al و تابش لیزر به سطح لایه ها پرداخته شد. بررسی ویژگی های ساختاری نمونه ها، شکل گیری ساختار ورتسایت هگزاگونال برای نمونه ها پخت شده در دمای بالاتر از °c 400 را تایید کرد. طیف xrd نمونه ها بهبود ویژگی-های ساختاری آن ها را با افزایش دمای بازپخت و همچنین بعد از برهمکنش سطح نمونه ها با پرتو لیزر نشان داد. همچنین این طیف، افزایش فاز آمورف و کاهش اندازه ی ذرات با افزایش میزان آلایش al را تایید کرد. مورفولوژی سطحی نمونه ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز طیف عبور اپتیکی، برای تمامی نمونه ها عبور اپتیکی بیش از 80 درصد را نشان داد. همچنین محاسبه ی گاف انرژی لایه نازک zno و azo، تاثیر پارامترهای مختلف بر تغییرات گاف انرژی را نشان داد. مطالعه ی طیف pl نمونه ها، وجود نواقص ساختاری مانند تهی جاهای اکسیژن و اتم-های روی میان شبکه ای را تایید، وافزایش دهنده های الکترون بعد از تابش لیزر به سطح نمونه ها را نشان داد. آنالیز طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس، وجود تهی جای اکسیژن را برای نمونه ی 6 درصد مولی al، قبل و بعد از تابش پرتو لیزر نشان داد. اندازه-گیری همزمان رسانندگی الکتریکی در طول تابش لیزر، رسانندگی ناپایدار برای zno خااص پخت شده در دماهای زیر °c 450 و رسانندگی پایا برای نمونه های پخت شده در دمای °c 500 را نشان داد. اگرچه، رسانندگی پایا برای همه ی نمونه های azo مشاهده شد. برای تمامی نمونه ها (0 تا 12 درصد مولی al) رسانندگی پایا در دمای پخت °c 500 بیشتر از همه بود. در حالی که برای نمونه ی 6 درصد مولی al رسانندگی پایای قابل توجهی در دمای °c 450 نیز مشاهده شد. کاهش مقاومت الکتریکی نمونه ها در اثر تابش پرتو لیزر به سطح آن ها، به ایجاد دهنده های الکترون و بهبود ویژگی های بلوری لایه نازک نسبت داده شد.

نظریه تابعی چگالی وابسته به زمان در حال بدست آوردن محبوبیت رو به فزون به عنوان یک روش قدرتمند برای شبیه سازی عددی طیف های اپتیکی در سیستم های مولکولی متنوع به کار می رود. اخیرا توجه دانشمندان به بهره گیری از این نظریه در شبیه سازی طیف های اپتیکی اتمی و مولکولی معطوف شده و به علت دقت نسبتا خوب نتایج حاصله از آن، اکثر نویسندگان بسته های محاسباتی را بر آن داشته تا محاسبات مبتنی بر این معادلات را در بسته های خود قرار دهند. تحقیقات مختلف نشان داده که تنگستن اکساید در حضور عناصر گروه اول جدول تناوبی از جمله هیدروژن و سدیم و ... تغییر خواص به همراه داشته و از جمله ی مهمترین این تغییرات می توان به تغییر خواص اپتیکی اشاره نمود. از آنجایی که تغییر خواص اپتیکی مواد در صنعت جایگاه ویژه ای داشته، می توان به کاربردهای کلیدی این ماده در ساخت پنجره های هوشمند (پنجره هایی با میزان عبور متغیر)، آیینه های با میزان بازتاب متغیر و ... اشاره نمود. در این تحقیق با استفاده از رهیافت نظریه ی تابعی چگالی وابسته به زمان و بهره گیری از بسته های محاسباتی مبتنی بر این نظریه از جمله اختاپوس، کوانتوم-اسپرسو و fhi-aims ابتدا به بررسی ساختارهای پایدار نانوخوشه های اکسید تنگستن پرداخته و پایداری نسبی آنها به کمک چند معیار بررسی شدند. سپس با بهره گیری از بسته ی محاسباتی اختاپوس به بررسی طیف جذب اپتیکی این نانوخوشه ها پرداخته و نشان دادیم که رفتار اپتیکی این ساختارها وابسته به ابعاد می باشند. در این بسته دو روش متفاوت برای بررسی خواص اپتیکی وجود دارد که هر کدام مزایا و معایبی دارند. سپس به دلیل سنگین بودن محاسبات و برای اطمینان از صحت نتایج، از محاسبات وابسته به زمان اختلالی و روش لیوویل-لنکشوز که اخیرا در بسته ی محاسباتی کوانتوم-اسپرسو نوشته شده استفاده نمودیم و نشان دادیم نتایج حاصله از این سه روش همخوانی خیلی خوبی با هم داشتند و در ادامه به بررسی گاف اپتیکی نانوخوشه ها پرداخته و تغییر رفتار گاف به ازای تغییر ابعاد بررسی شدند. همانطور که گفته شد تغیییر خواص اپتیکی این ماده قابل توجه بوده از این رو این تغییرات به ازای عنصر هیدروژن بررسی شدند. برای بررسی اثر ترکیب هیدروژن ابتدا باید تمام جایگاه های ممکن برای جذب این اتم را بررسی کرد و ساختار پایدارتر یا به عبارتی ساختاری که انرژی جذب هیدروژن بیشینه است را انتخاب نماییم؛ مشاهده شد گاف اپتیکی پس از ترکیب برای همه ی ساختارها کاهش یافته و در طیف جذب شیفتی به سمت قرمز پدیدار شد. نداشتن جذب در ناحیه ی مرئی طیف حاکی از شفاف بودن ماده داشته که پس از ترکیب هیدروژن پیک های جذب در این ناحیه ایجاد شده و بدین معنی که ماده کدر شده و تغییر خواص مورد انتظار را به همراه دارد. در حالت کلی رنگ نانوخوشه ها به سمت آبی شیفت پیدا کرده ولی همچنان رنگ آنها با افزایش ابعاد تغییر محسوسی دارند. در تمامی این ساختارها، ساختار ششم تفاوت بسیار زیادی با ساختارهای دیگر و شباهت قابل توجهی با انبوهه ی ماده دارد که اهمیت این نانوخوشه را دوچندان می کند.

پژوهش حاضر با هدف بررسی نقش میانجی گری جهت گیری هدف در رابطه ی بین انسجام و انعطاف پذیری خانواده و تاب آوری تحصیلی صورت پذیرفت. شرکت کنندگان این پژوهش شامل 384 نفر (213 دختر و 171 پسر) از دانش آموزان دبیرستان های شهرستان زرّین دشت بودند که بر اساس روش نمونه گیری خوشه ای انتخاب شدند. به منظور بررسی متغیرهای پژوهش، هر یک از شرکت کنندگان پرسش نامه های انسجام خانوادگی (سامانی، 1381)، انعطاف پذیری خانواده (شاکری، 1382)، جهت گیری هدف (الیوت و مک گریگور، 2001) و تاب آوری تحصیلی (مارتین، 2005) را تکمیل نمودند. پایایی ابزارهای پژوهش به وسیله ی ضریب آلفای کرونباخ و روایی آنها به کمک همبستگی درونی تعیین شد. نتایج حاکی از روایی و پایایی قابل قبول آزمون ها بود. نتایج تحلیل رگرسیون چندگانه به شیوه ی همزمان، حاکی از آن بود که هر یک از متغیرهای پژوهش قادر به پیش بینی تاب آوری تحصیلی می باشند. همچنین یافته های به دست آمده فرضیه ی اصلی پژوهش که نقش میانجی گری جهت گیری هدف دررابطه ی انسجام و انعطاف پذیری خانواده و تاب آوری تحصیلی بود را تائید کرد. در این میان جهت گیری های هدف عملکرد- گرایشی و تسلط- گرایشی برای انسجام خانواده و نیز جهت گیری های هدف عملکرد- گرایشی، تسلط- گرایشی و تسلط- اجتنابی برای انعطاف پذیری خانواده توانستند نقش میانجی ایفا کنند. به منظور بررسی تفاوت های جنسیتی در متغیرهای پژوهش از آزمون آماری t برای گروه های مستقل استفاده گردید. بر اساس نتایج این آزمون در جهت گیری های هدف و در تاب-آوری تحصیلی تفاوت های جنسیّتی مشاهده نشد.

تحقیق حاضر به ساخت نانوذرات فریت باریم و بررسی اثر آلایش بر خواص ساختاری و مغناطیسی نانوذرات تهیه شده پرداخته است. به این منظور در بخش اول این پروژه ساخت نانوذرات در حضور غلظت بالای یون هیدروکسید انجام شده است. بررسی اثر دمای بازپخت بر روی نمونه های تهیه شده نشان از شکل گیری فاز شش گوشی در دمای بالای ?c 700 دارد. طیف پراش پرتو ایکس نمونه های تهیه شده به همراه تحلیل ریتولد آن ها حاکی از تشکیل فاز خالص در حد دستگاه اندازه گیری و تشکیل ذرات در حد نانومتر دارد. در بخش دوم کار به بررسی اثر آلایش عنصر سریوم بر خواص ساختاری و مغناطیسی نانوذرات پرداخته است. طیف پراش نمونه ها شکل گیری فاز خالص را در دمای ?c1100 نشان می دهد. نتایج حاکی از کاهش اندازه ذرات در اثر آلایش است. این مطلب به نقش بازدارندگی عناصر خاکی نادر در رشد اندازه ذرات اشاره دارد. طیف ftir نمونه های آلایش یافته تغییر محسوسی نسبت به نمونه ی خالص نداشت که نشان می دهد سریوم به طور کامل در ساختار وارد شده است. منحنی مغناطش بر حسب میدان اعمالی نشان دهنده ی بهبود ویژگی های مغناطیسی در اثر آلایش است. بررسی اتلاف بازتاب در نمونه های تهیه شده حاکی از آن است که جانشانی سریوم در جایگاه باریم تأثیر بیشتری بر جذب امواج مایکروویو دارد.

لایه های نازک اکسید تنگستن همراه با یک پوشش کاتالیستی مناسب هم چون پالادیوم (pd) یا پلاتین (pt) به طور گسترده در ساخت حسگرهای اپتیکی هیدروژن مبتنی بر خاصیت گازوکرومیک استفاده می شوند. در این نوع حسگرها تجزیه ی مولکول های هیدروژن روی سطح کاتالیست و در پی آن تزریق جفت پروتون-الکترون به ساختار اکسید تنگستن، منجر به تغییرات اپتیکی لایه ی اکسید تنگستن می شود. بازدهی و پایداری حسگرهای pd/wo3 به طور مستقیم با تعداد اتم های کاتالیست ارتباط دارد. اما جذب ترکیبات آلوده هم چون مونوکسید کربن روی سطح کاتالیست، از تعداد سایت های در دسترس برای تجزیه ی هیدروژن می کاهد. این پدیده که مسمومیت کاتالیستی نامیده می شود، آثار نامطلوبی روی پاسخ گازوکرومیکی اکسید تنگستن دارد. از سوی دیگر اکسید تیتانیوم آناتیس به دلیل خاصیت فوتوکاتالیستی خود، قادر به تجزیه ی آلودگی های سطحی است. بنابراین ساخت لایه های نازک tio2/wo3 می تواند راه کاری جدید برای رفع مسمومیت کاتالیستی در حسگرهای هیدروژن مبتنی بر اکسید تنگستن باشد. از آن جا که دمای مورد نیاز برای تشکیل فاز آناتیس اکسید تیتانیوم ?c 600-400 است و این دما به نوبه ی خود به تبلور اکسید تنگستن می انجامد، در این تحقیق از روش نوین بازپخت لیزری جهت تشکیل فاز آناتیس اکسید تیتانیوم استفاده می شود. در این پژوهش لایه های نازک tio2/wo3 با روش لایه نشانی لیزر پالسی ساخته شدند. سپس تحت تابش پالس لیزر اگزایمر با انرژی های مختلف 110، 140، 170 و mj 200 قرار گرفتند. یافته های ما نشان می دهد در انرژی mj 110، ساختار آناتیس اکسید تیتانیوم شکل می گیرد و افزایش انرژی لیزر منجر به تشکیل اکسید تنگستن مونوکلینیک می شود. مطالعات ما تغییر مورفولوژی و نسبت توزیع عناصر در نمونه ها را پس از تابش لیزر نشان داد. هم چنین تابش لیزر منجر به کاهش عبور اپتیکی و نیز کاهش گاف نواری لایه های tio2/wo3 می شود. اندازه گیری زاویه ی تماس آب افزایش خاصیت آب دوستی لایه ها را پس از تابش لیزر تأیید می کند. هم چنین نمونه های تابش یافته با انرژی mj 110 و mj 170 به ترتیب بهترین پاسخ فوتوکاتالیستی و گازوکرومیکی را از خود نشان می دهند.

در بخش اول این پایان نامه، نانو پودرهای آناتاز و روتایل دی اکسید تیتانیم (tio2) خالص و آلائیده به آهن به روش سل-ژل سنتز شد. فازهای آناتاز و روتایل به ترتیب در دماهای ?c400 و ?c750 (کمتر از دماهای گزارش شده توسط دیگر محققان) تشکیل شد. در بخش دوم پایان نامه حاضر، برای اولین بار ساخت نانولوله های دی اکسید تیتانیم?خالص و آلائیده به آهن با پایه ی قالب آلومینای نانومتخلخل به روش سل-ژل الکتروفورتیک انجام گرفت. به این ترتیب که قالب های آلومینای نانومتخلخل از طریق آندایزینگ دومرحله ای فویل آلومینیوم درون الکترولیت اسید فسفوریک با خلوص بالا به وسیله دستگاه آندایزینگ دستی تهیه شدند. مطابق رشد نانولوله های tio2، سل پایدار تیتانیم از طریق اصلاح رفتار هیدرولیز پیش ماده تیتانیم با اسید استیک تهیه شد. برای تولید نانولوله ها، با اعمال جریان الکتریکی dc، سل پیش ماده درون حفره های قالب رسوب داده شد. همچنین نانولوله های tio2 آلائیده به آهن با همین روش به طور موفقیت آمیزی ساخته شدند. سپس قالب های پر شده برای دست یابی به فاز مطلوب tio2 عملیات گرمائی شدند. بررسی های پراش اشعه ایکس (xrd) نشان داد که با انتخاب روش گرمادهی مناسب هر دو فاز خالص آناتاز و روتایل در نانولوله ها تشکیل شده اند. بررسی های میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و میکروسکوپ الکترون عبوری (tem) رشد منظم و یکنواخت نانولوله های خالص و آلائیده به آهن درون کانال های قالب را تائید کردند. همچنین بررسی های sem نشان داد که استفاده از قالب های آلومینای نانومتخلخل سبب تولید نانولوله های tio2 با حجم بسیار بالا می شود. سرانجام، حساسیت به گاز هیدروژن نانولوله های ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت. از برتری روش ما در تولید نانولوله های tio2 از پایه قالب با تکنیک سل-ژل الکتروفورتیک می توان گفت که با توجه به امکان تولید قالب های آلومینای نانومتخلخل در ابعاد مختلف همانند قطر داخلی و ضریب لاغری، امکان تولید انواع نانولوله ها با ابعاد دلخواه از ماده tio2 خالص و آلائیده به آهن وجود دارد. افزون بر این، در این روش از رفتار نیم رسانایی آلومینا بهره گرفته می شود که بررسی های پیشین تاثیر مثبت آن را بر روی فوتوکاتالیزوری tio2 نشان می دهد. همچنین این روش از نظر اقتصادی ارزان بوده و با تجهیزات ساده آزمایشگاهی موجود امکان عملیاتی دارد.

اکسید تنگستن یک نیمه رسانا با گاف انرژی پهن و خواص رنگ پذیری شناخته شده ای می باشد. این اکسید فلزی خواص و کاربردهای بسیاری از جمله خاصیت الکتروکرومیک، فوتوکاتالیست و حسگر گازی دارد. از این بین خواص رنگزایی آن در حضور گاز هیدروژن بسیار مورد توجه می باشد. امروزه گاز هیدروژن به عنوان سوخت پاک و تجدید پذیر جایگزین مناسبی برای سوخت های فسیلی در مصارف خانگی، صنعت و خصوصاً بخش حمل و نقل به شمار می رود. نکته قابل توجه در استفاده از این گاز، قابلیت اشتعال زیاد آن در بازه 4-75% در ترکیب با هوا است. اکسید تنگستن هنگامی که در معرض گاز هیدروژن قرار می گیرد تغییر رنگ می دهد که می توان از آن به عنوان حسگر گاز هیدروژن استفاده کرد. در این تحقیق نانوذرات کلوئیدی اکسید تنگستن به روش الکترولیز ساخته شد. به منظور حساس نمودن نانوذرات به گاز هیدروژن، از کاتالیست پالادیم استفاده شد. به این ترتیب که محلول pdcl2 (g/lit 2/0) با نسبت های معین به محلول حاصل از الکترولیز افزوده شد. نمونه های پودری از نانوذرات برای تشخیص ساختار، پیوندهای شیمیایی ومورفولوژی نانوذرات تهیه شد. طیف پراش پرتو ایکس (xrd) خواص ساختاری نمونه ها را مشخص نمود. از این آنالیز مشخص شد که نانوذرات به دست آمده اکسید تنگستن آبدار (wo3.2h2o) هستند. با پخت این پودرها در دماهای 100، 200، 300، 400، 500 و c? 550 شاهد حذف آب ساختار و تشکیل wo3 مونوکلینیک هستیم. خواص شیمیایی نمونه ها از طریق آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ftir) و اسپکتروسکوپی فوتو الکترون های پرتوایکس (xps) مطالعه شد. نتایج این آنالیزها به خوبی نشان دهنده ی حذف پیوندهای مربوط به مولکول های آب و گروه های هیدروکسیل از نمونه وتشکیل حالت های کاملا اکسایش یافته بعد از پخت نمونه ها می باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem) بیانگر تشکیل مورفولوژی صفحه گونه در برخی قسمت ها می باشد. خواص اپتیکی محلول کلوئیدی با دستگاه اسپکتروفوتومتر (uv-vis) در محدوده nm 1100-200 اندازه گیری شدند. از نتایج به دست آمده به وضوح می توان تاثیر پالادیوم و زمان الکترولیز را بر فرآیند گازوکرومیک مشاهده کرد. این آنالیز مشخص می کند که استفاده از میزان مشخصی از پالادیوم باعث بهبود فرآیند گازوکرومیک می شود. همچنین تحت تاثیر هیدروژن چندین پیک جذبی شدید در مکان های ev 27/1، ev 58/1 و ev 97/1 در طیف ضریب جذب مشاهده شد. هر کدام از این پیک ها متعلق به مرکز رنگ خاصی بوده که به ترتیب به عنوان مراکز پارامغناطیس حجمی، پارامغناطیس سطحی و دیامغناطیس سطحی شناخته می شوند.

پیل سوختی وسیله ای الکتروشیمیایی است که به طور مستقیم انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. هر پیل سوختی شامل سه جزء اصلی کاتد، الکترولیت و آند است. پیل سوختی به علت تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی به الکتریسیته، دارای بازده ای بالاتر از ماشین های گرمایی است و درعین حال آلودگی های زیست محیطی حداقلی را داراست. یکی از انواع پیل سوختی، پیل سوختی اکسید جامد است که از الکترولیت جامد بهره می برند. این دسته از پیل ها دارای راندمان بالاتر، تنوع استفاده در سوخت، عمر بیشتر و هزینه کمتر نسبت به بقیه پیل ها هستند. عمده مشکل دمای کاری بالای آنهاست که باعث زمان راه اندازی طولانی و مشکلات سازگاری مکانیکی و شیمیایی می شود. امروزه سعی بر این است که دمای کاری پیل را پایین تر آورده بدون آنکه عملکرد کلی آن دچار افت محسوسی شود. یکی از راه های کاهش دما، بهبود در ساختار و ویژگی های کاتد های موجود برای به دست آوردن عملکرد حداکثری است؛ با در نظر گرفتن این نکته که عملکرد پیل سوختی اکسید جامد توسط کاتد محدود می شود. در میان روش های مختلف موجود در ساخت این پیل ها، علاقه برای استفاده از امواج ماکرویو به عنوان منبع انرژی برای ساخت و بازپخت سرامیک ها در چند دهه اخیر افزایش چشم گیری یافته است. این امر ناشی از برتری های آن ازجمله زمان کمتر و کیفیت بهتر مواد حاصل شده از این روش است. در این تحقیق از کاتد اکسید پروسکایتی بر پایه لانتانیوم به علت رسانندگی خوب دوگان? الکترونی و یونی، پایداری شیمیایی و عملکرد کاتالیستی مناسب خود استفاده شده است. از روش سل-ژل برای ساخت آن بهره گرفته شد. تأثیر امواج ماکرویو بر روی ساخت و بازپخت مورد بررسی قرار گرفت. از آنالیز xrd مشخص شد که امواج ماکرویو تأثیر شگرفی بر روی ساخت ماده دارند و ویژگی های بلوری آن را در مقایسه با روش های ساخت معمول بهبود چشم گیری می بخشند. با مطالعه پهن شدگی پراش اشعه x مشخص شد بازپخت با این امواج سبب ایجاد تنش جهت یافته در ماده شده است. با بررسی رفتار مقاومت این مواد برحسب دما مشخص شد که مواد ساخته شده به روش ماکرویو به علت رشد بلوری بهتر و تهی جای بیشتر اکسیژن در دماهای کمتری به رسانندگی دوگانه می رسند که سبب افزایش منطقه فعال بین الکترولیت و کاتد می شود و موجب بهبود عملکرد پیل خواهد شد. همچنین رسانش ناشی از جهش پلارون های کوچک تشخیص داده شد. انرژی فعال سازی کمتر، حاصل تأثیر امواج ماکرویو چه در ساخت و چه در بازپخت بود. برای بررسی ریخت شناسی این مواد از میکروسکوپ روبشی الکترونی بهره گرفته شد. در انتها نیز با استفاده از طیف نگاری امپدانس به بررسی خواص الکتروشیمیایی یک سل متقارن پرداختیم.

چکیده در این پایان نامه خواص مغناطیسی، الکتریکی و ساختاری نمونه های حجمی بس بلور ولایه نازک ترکیب منگنایت la0.85ca0.15mno3 مورد بررسی قرار گرفته اند. نمونه اولیه به روش سل ژل تهیه شد و سپس نمونه ها در دو دمای 1150 و 1350 درجه سانتی گراد کلوخه سازی شدند. خواص مغناطیسی نمونه های کپه ای توسط پذیرفتاری مغناطیسی متناوب ( مولفه حقیقی و موهومی ) مورد بررسی قرار گرفت. پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها در بسامد و میدان های مختلف اندازه گیری شد. اندازه گیری ها نشان دادند که در نمونه های پخت شده در 1350 و همچنین در نمونه های حجمی پخت شده در 1150 یک افت وابسته به بسامد ( یک قله وابسته به بسامد در منحنی موهومی ) به وجود می آید. منشا این رفتار احتمالاً ناشی از شیشه اسپینی می باشد. لایه نشانی منگنایت la0.85ca0.15mno3 روی زیرلایه های si و laalo3توسط روش لیزر پالسی (pld) انجام شد. نتایج پراش اشعه ایکس نشان می دهند که لایه تک بلور با رشد جهت مند در راستای c روی زیرلایه شکل گرفته است. اثرات تابش لیزر و میدان مغناطیسی روی مقاومت الکتریکی لایه، لایه نشانی شده روی زیر لایه lao و نمونه کپه ای سایش یافته پخت شده در1350 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. گرمای ایجاد شده توسط تابش باعث یک جابه جایی دمایی در کل نمودار می شود. همچنین در دماهای پایین یک کاهش مقاومت احتمالاً بدلیل اثر رسانایی نوری در نمونه ها دیده می شود. اعمال میدان در منگنایت ها سبب کاهش مقاومت الکتریکی می شود که این پدیده مغناطومقاومت بزرگ نامیده می شود. همچنین مقدار مغناطومقاومت به زاویه بین میدان مغناطیسی و جهت جریان الکتریکی بستگی دارد(مغناطومقاومت ناهمسانگرد).در این پروژه،مغناطومقاومت ناهمسانگرد در نمونه حجمی و لایه نازک در میدان koe10 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که در نمونه حجمی در تمام بازه دمایی مقاومت حالت موازی ( ?_?) کمتر از مقاومت حالت عمود ( ?_?)است. امّا در نمونه لایه نازک در فاز عایق گونه مقاومت حالت موازی ( ?_?)کمتر از حالت عمود ( ?_?)است، امّا در فاز رساناگونه حالت?_?<?_?رخ می دهد .

در این تحقیق آلیاژهای حافظه پذیر فرومغناطیسx= 0, 2 ,4) ni47mn40sn13-xgax) به روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شدند. عملیات آلیاژسازی مکانیکی به مدت 20 ساعت انجام گرفت و از نمونه ها الگوی پراش اشعه¬ی ایکس گرفته شد. الگوی پراش اشعه ایکس نشان داد که عملیات آلیاژسازی به مدت 20 ساعت کافی است ولی به منظورتک فاز شدن و نظم بلوری بهتر، نمونه¬ها در دمای 850 درجه سانتی گراد بازپخت شدند. به منظور جلوگیری از اکسید شدن نمونه¬ها قبل از عملیات بازپخت، نمونه¬ها در لوله¬های کوارتزتحت خلأ قرار داده شدند. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه ها نشان داد که فاز غالب در هر سه نمونه آستنیت است اما قله¬هایی از فاز مارتنزیت در همه¬ی نمونه¬ها دیده شد و با افزایش آلایش گالیم قله¬های مارتنزیتی افزایش یافت. همچنین از الگوی پراش اشعه ایکس مشاهده شد که با افزایش گالیم پارامتر شبکه کاهش می¬یابد. از نمونه¬ها پذیرفتاری مغناطیسی گرفته شد. پذیرفتاری مغناطیسی نشان داد که با افزایش گالیم دمای گذار ساختاری افزایش می یابد ولی دمای گذار مغناطیسی با آلایش گالیم تغییر منظمی ندارد. همچنین پسماند حرارتی به تدریج از بین رفت که این به علت از بین رفتن حوزه¬های مارتنزیتی است. مغناطش سنج نمونه ارتعاشی نشان داد که مغناطش اشباع با آلایش گالیم به مقدار زیادی کاهش یافت اما میدان وادارندگی با آلایش گالیم تقریباً افزایش یافت. مقاومت الکتریکی رفتار فلزگونه در دمای بالا و رفتار نیم رساناگونه در دمای پایین برای نمونه های گالیم 0 و 2 را نشان داد اما نمونه گالیم 4 در سرتاسر بازه دمای اندازه¬گیری رفتاری فلزگونه را نشان داد.

این پژوهش متشکل از سه بخش است. 1- ساخت نانوورقه های اکسید مولیبدن 2-تاثیر رنگ بری محلول پالادیم کلراید بر محلول های کلوئیدی آبی رنگ 3- مطالعه خاصیت گازوکرومیک و فوتوکرومیک نمونه های شفاف شده. در بخش اول این پژوهش، محلول های کلوئیدی آبی رنگ نانوذرات اکسید مولیبدن با استفاده از روش آسان آندایزینگ الکتروشیمیایی دو ورقه مولیبدن درون الکترولیت m hcl 02/0 تهیه شدند. خواص ساختاری، شیمیایی و اپتیکی نانوذرات با استفاده از آنالیزهای پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، اسپکتروسکوپی فوتوالکترون اشعه ایکس (xps) وطیف سنجی uv-vis مشخصه یابی شدند. xrd ساختار آمورف نمونه اولیه را نشان می دهد. همچنین از تصاویر tem نمونه اولیه حضور نانوورقه های اکسید مولیبدن با اشکال بی قاعده دیده می شود. xps حضور همزمان حالت های اکسیدی mo5+ و mo6+ در نمونه اولیه را تایید می کند. طیف جذب اپتیکی نمونه اولیه نشان دهنده باند جذبی پهن در محدوده nm 1100-600 می باشد که متشکل از چهار باند جذبی مجزا در موقعیت های 2/1، 4/1، 6/1 و ev 9/1 است. در بخش دوم با افزودن پالادیم کلراید به محلول های کلوئیدی برای اولین بار مشاهده کردیم که فرایند رنگزدایی اتفاق می افتد. زمان بی رنگ شدن مشاهده شده، بسته به نسبت های مولی pd:mo می تواند از چند دقیقه تا چند روز طول بکشد. مقایسه xrd نمونه اولیه و نمونه pd-moo3 پس از پخت در دمای °c 500 رشد ترجیحی صفحات (0k0) را در نمونه pd-moo3 نشان می دهد که منجر به تفاوت در نسبت ابعادی ذرات کریستالی شده است. نتایج tem مربوط به نمونه های pd-moo3 افزایش قابل توجهی در اندازه نانوذرات را نشان داد. xps کاهش غلظت mo5+ در نمونه pd-moo3 با نسبت مولی 1:10=pd:mo در مقایسه با نمونه اولیه را نشان می دهد که دلیل بی رنگ شدن محلول ها را می توان به کم شدن حالت اکسیدی mo5+ ارتباط داد. در بخش آخر خاصیت گازوکرومیک و فوتوکرومیک نمونه های شفاف شده توسط محلول پالادیم کلراید را مورد بررسی قرار دادیم. به منظور بررسی خاصیت گازوکرومیک، نمونه های شفاف شده توسط پالادیم کلراید را در حضور گاز هیدروژن رقیق شده قرار دادیم و تغییر رنگ قابل توجهی از حالت شفاف به حالت آبی تیره ای مشاهده شد. همچنین به منظور بررسی خاصیت فوتوکرومیک، نمونه های شفاف شده از طریق تابش پالس های لیزر اگزایمر قرار گرفتند و متعاقباً تغییر رنگ مشابهی مشاهده شد. بر طبق این مشاهده که طیف های جذبی نمونه های رنگی شده در نتیجه خاصیت گازوکرومیک و فوتوکرومیک و نمونه آبی اولیه تقریباً مشابه بودند، سعی شد برای پدیده های مشاهده شده مکانیسم های فیزیکی بر اساس مدل پلارون های کوچک و انتقال بین نواری ارایه شود.

در این پژوهش نانوذرات دوتایی هسته-پوسته au/pd با روش کندوسوز لیزر پالسی nd: yag با طول موج nm 1064 در محیط واکنشی محلول پالادیم کلراید ساخته شده است. محیط مایع لازم برای فرایند کندوسوز با انتخاب شش غلظت مختلف از این محلول برای این کار در نظر گرفته می شود. پس از ساخت این نانوذرات خواص فیزیکی و شیمیایی آن ها با استفاده از طیف سنجی های uv-vis، tem، xrd و xps مورد مطالعه قرار گرفته است. طبق نتایج حاصل از تحلیل xrd تشکیل فازهای au و pdo با ساختار شبکه fcc و pdcl2 مورد تایید قرار گرفته است. از طرفی هیچ قله ای که نشان دهنده تشکیل فاز pd در نمونه های حاوی پالادیم کلراید باشد در حد دقت دستگاه xrd موجود نیست که احتمالا به دلیل مقدار کم پالادیم در محیط یا وجود پالادیم به شکل آمورف یا کلاسترهای کوچک می-باشد. خواص اپتیکی نانوذرات به کمک طیف سنجی uv-vis مورد بررسی قرار گرفت و نشان دهنده ی وجود پیک پلاسمون سطحی نانوذرات طلا به ازای طول موج حدود nm 530 می باشد. این پیک پلاسمونی با گذشت زمان تضعیف شده و کم کم پهن تر می شود که ناشی از پوشش نانوذرات طلا توسط پالادیم می باشد. همچنین مشاهده می شود مکان قله تشدید پلاسمون سطحی با گذشت زمان به سمت طول موج های بیشتر جابه جا شده است که به دلیل افزایش اندازه نانوذرات طلا می باشد. خواص شیمیایی سطح نانوذرات هسته-پوسته نیز به کمک تحلیل xps بررسی شده است. طبق نتایج حاصل از این تحلیل انرژی پیوندی تراز هسته au4f در نمونه های حاوی پالادیم کلراید نسبت به نمونه au خالص بیشتر شده است که ناشی از برهم کنش بین نانوذرات طلا با پالادیم می باشد. همچنین پهنای قله این تراز در نمونه ای که بیشترین غلظت پالادیم را دارد بیشتر از سایر نمونه ها است که نشان می دهد طلا روی سطح نانوذرات به مقداری جزئی اکسید شده است. بازه ev 348-328 مربوط به تراز هسته pd3d و au4d است. در این بازه مشاهده می شود در نمونه های بدون پالادیم یا مقدار کم پالادیم فقط قله تراز au4d در حالت فلزی وجود دارد و با افزایش غلظت پالادیم در نمونه ها شدت این قله کم شده در عوض قله مربوط به تراز هسته pd در حالت اکسیدی ظاهر می شود. شدت قله au در حالت فلزی در نمونه های حاوی پالادیم بیشتر از نمونه au خالص است. از روی تصاویر tem اندازه، شکل و ضخامت پوسته ای از جنس پالادیم نشان داده شده است. طبق این تصاویر نانوذرات طلا کروی شکل بوده و در نمونه های حاوی پالادیم پوسته ای از جنس پالادیم اطراف این نانوذرات قرار دارد. مشاهده می شود با افزایش غلظت محلول پالادیم کلراید ضخامت پوسته نیز افزایش یافته است و غلظت پالادیم می تواند یک پارامتر برای کنترل ضخامت پوسته باشد. از طرف دیگر در یک نمونه خاص با کاهش اندازه هسته طلا ضخامت پوسته اطراف آن رو به افزایش است که ناشی از افزایش فعالیت سطحی نانوذرات و تمایل بیشتر برای برهم کنش با اتم هایی از جنس پالادیم می باشد.