بررسی خواص ترابرد نانو دانه های ابر رسانا

رساناهای دانه ای ترکیبی از خواص تجمعی و انفرادی نانو کریستال های جفت شده می باشند که از دانه هایی با اندازه متغیر از چند نانومتر تا چند صد نانومتر تشکیل شده اند. این رساناها کاربردهای زیادی درصنایع الکترونیک ، اپتیک و اپتو الکتریک دارند. گستره کاربرد آن ها از وسایل منتشر کننده نور تا سلول های فتو ولتایی و بیوسنسورها می باشند. دلیل علاقه مندی به مطالعه این رساناها این است که این فلزات علاوه بر خواص کلی که در اهمیت دستگاه های بی نظم دارند ، از دیدگاه تجربی دستگاه هایی هستند که قدرت برهم کنش و مقدار بی نظمی در آنها قابل کنترل می باشد. از رایج ترین روش های سنتی ساخت چنین موادی تبخیر حرارتی و روش های واپاشی هستند. طی چنین فرایندهایی مولفه های فلزی یا عایق به طور همزمان بر روی یک زمینه تبخیر یا واپاشی می شوند. پراکندگی مولفه های فلزی منجر به شکل گیری دانه های فلزی کوچکی معمولاً با قطر 3-50 نانومتر می شوند، با توجه به مواد مورد استفاده می توان دستگاه های مغناطیسی، ابررسانایی، عایق و ... را به دست آورد. اهداف تمامی روش ها، ارائه یک نظریه جامع است که قادر است خواص ترمودینامیکی این مواد را توصیف کند.کاهش اندازه دانه ها می تواند منجر به بروز خواص منحصر به فردی در مقایسه با نمونه کپه ای شود. این خواص شامل سختی ، تغییر مقاومت الکتریکی ، گرمای ویژه، انبساط گرمایی و خواص مغناطیسی می باشند. در سال های اخیر پیشرفت های قابل توجهی در طراحی دانه ها با کنترل پارامترهای ساختاری ایجاد شده است. دانه ها می توانند توسط مولکول های عالی یا معدنی که آن ها را به هم متصل و جفت شدگی بین آن ها را ایجاد می کنند ، پوشانیده شود. با تغییر اندازه و شکل دانه ها می توان اثرات کوانتومی داخل دانه ها را مشاهده کرد. آرایه ای d بعدی از دانه های فلزی که روی زمینه ای از مواد بی شکل عایق قرار داده شده اند در نظر می گیریم. در این آرایه ناخالصی ها در سطح و داخل هر دانه وجود دارند. الکترون ها می توانند از یک دانه به دیگری تونل زنی کنند. نخستین تحلیل در تصحیحات افت وخیز بر روی رسانندگی الکتریکی منجر به سه سهم متفاوت آسلامازوف-لارکین (al)، مکی-تامسون (mt) و چگالی حالتها (dos) می شود. در اولی شکل گیری جفت های کوپر منجر به کانال های ابررسانایی موازی در فاز عادی می شود. دومی به پراکندگی همدوس الکترون ها توسط ناخالصی ها مربوط می شود و در نهایت سومی برحسب نوآرایی حالت های نزدیک به انرژی فرمی در اثر تشکیل جفت هاست. هدف از این تحقیق بررسی خواص ترابرد دستگاه های نانودانه ای است. معمولاً این خواص برحسب شرایط دمایی و میدانی رفتار متفاوتی دارند و در نواحی دمایی پایین و میدان بالا یا برعکس، دماهای بالا و میدان های پایین، و همچنین غلظت دلخواهی از ناخالصیها می توان رفتار آنها را به صورت تحلیلی بیان کرد. سپس تصحیحات افت و خیز ابررسانایی روی خواص ترابرد نمونه ای با غلظت ناخالصی دلخواه،مورد بررسی قرار می گیرد. افت و خیزهای ابررسانایی به شدت روی خواص ترابرد و ترمودینامیکی این مواد اثر می گذارند و این اثرات هم به صورت نظری و هم به صورت تجربی توسط محققان بررسی شده اند . همچنین تمام تصحیحات روی رسانندگی الکتریکی برای محدوده های اختیاری دما و میدان ممغناطیسی مورد بررسی قرار می گیرند واثر جایگزیدگی ضعیف نیز در میدان های ضعیف مورد مطالعه قرار می گیرد.