اکسید منگنز به دلیل کاربردهای وسیعش در ادوات الکترونیکی، نوری و مغناطیسی ماده‎ی مهمی محسوب می‎شود. اکسید منگنز در ابعاد نانو با توجه به کاهش ابعاد و افزایش نسبت سطح به حجم آن دارای خواص مغناطیسی برجسته‎ای می‎باشد. در این پایان‎نامه نانوذرات اکسید منگنز به روش هم‎رسوبی تهیه و مشخصه‎یابی نمونه‎ها به کمک دستگاه‎های ftir، xrd، vsm و tem انجام شده است. برای تهیه نانوذرات ریز‎تر و خالص‎تر، شرایط تولید از جمله غلظت واکنش دهنده‎ها، ph هیدروکسید، دمای بازپخت، حضور سورفکتانت pvp و اثرات آن‎ها بر اندازه ذره، مورد بررسی تجربی قرار گرفت. بهترین شرایط تهیه نانوذرات اکسید منگنز mn3o4 ، هیدرولیز نمودن نیترات منگنز با هیدروکسید سدیم 1مولار، بازپخت در دمای oc200 و استفاده از سورفکتانت ارزیابی گردید. تصاویر میکروسکوپی نمونه‎ها نشان داد که اندازه بلوری در محدوده nm40-30 قرار دارد. اندازه‎گیری‎های مغناطیسی به وسیله vsm، رفتار ابرپارامغناطیسی اکسیدهای منگنز در ابعاد نانومتر را نشان داد. در منحنی‎های مغناطش بر حسب میدان مغناطیسی در دمای اتاق، هیچ پسماند و مغناطش اشباعی حتی در میدان مغناطیسی بالای koe8 نیز مشاهده نشد. نتایج بدست آمده نشان داد که مغناطش نانوذرات اکسیدهای منگنز به ترتیب از mn5o8 به mn2o3 و سپس به mn3o4 کاهش یافت و مغناطش mn3o4 با کاهش اندازه نانوذرات افزایش می‎یابد.

هنگامیکه نسبت غلظت سدیم بورهیدرید به نقره نیترات 2 به 1 باشد در اینصورت اگر محلول به روش اول تهیه شود، پایدار خواهد بود. محلول نانوذرات نقره تهیه شده به روش اول یکنواخت می باشد و نانوذرات آن دارای مورفولوژی مشابه اند در حالیکه نانوذرات سنتز شده به روش دوم، اندازه و مورفولوژی متفاوت دارند. انداز? نانوذرات نقره با کاهش سرعت هم زدن محلول،می تواند افزایش یابد و غیر از ذرات کروی شکل، امکان وجود اشکال دیگر نانوذرات نقره نیز در محلول وجود دارد. با افزایش غلظت سدیم بور هیدرید نسبت به نقره نیترات، محلولی حاصل می شود که ناپایدار بوده و انداز? نانوذرات آن در مقایسه با محلول پایدار، کمتر می باشد. با نیافزودن pvp به محلول، تشدید پلاسمون سطحی در طول موجهای بزرگتر از محلول حاوی pvp ظاهر می شود و میزان جذب بالا می رود، بنابراین انداز? نانوذرات درون محلول بزرگ می شود. افزودن pvp علاوه بر افزایش انداز? نانوذرات نقره، می تواند شکل نانوذرات نقره را نیز تغییر می دهد. با افزایش دما، خواص نوری نانوذرات نقره تغییر می کند.

در این تحقیق از میان فروسیال‏های فرو یا فری‏مغناطیس بر پایه‏ی آب، روغن یا مایع-فلز، در مرحله‏ی اول به سنتز فروسیال قطبی بر پایه‏ی آب حاوی نانوذرات مگنتیت؛ تحت اکسیژن هوا، به روش هم‏رسوبی پرداخته شد؛ و نتایج زیر به دست آمد: • نتیجه‏ی سنتز یک فروسیال دوفازی حاوی نانوذرات مگنتیت و مگمایت بود که مگمایت در نتیجه‏ی اکسایش تدریجی یون fe+2 به یون fe+3 به وجود آمده است. در مرحله‏ی دوم، با مشخصه‏یابی فروسیالات ساخته شده توسط دستگاه xrd، uv-vis، ft-ir و tem نتایجی به صورت زیر به دست آمد: • نتایج xrd، نشان داد که میانگین اندازه‏ی نانوذرات با افزایش ph محیط واکنش از 8 تا 11 کاهش یافت؛ که به دلیل افزایش هسته‏زدایی نانوذرات نسبت به رشدشان در محیط واکنش اتفاق می‏افتد. • مشاهده‏ی ناخالصی‏های بلوری مربوط به ترکیبات آهن در نمونه‏ی با 9ph=. • تنها تفاوت طیف پراش اشعه‏ی ایکس مگنتیت و مگمایت در قله‏ی پراش [440] است. و جابه‏جایی قله به سمت قله‏ی مشخصه‏ی مگمایت برای نمونه‏ی با 9ph= دوفازی بودن فروسیال ساخته شده را نشان می‏دهد. • طیف‏سنجی ft-ir، مشخصه‏ی جذبی فاز مگنتیت را در cm-1575 و cm-1430‏ و فاز مگمایت را در cm-113/638 نشان می‏دهد. • طیف‏های به دست آمده از طیف‏سنجی uv-vis شامل دوقله هستند؛ که یکی مربوط به نانوذرات مگنتیت و دیگری مربوط به نانوذرات مگمایت می‏شود. • طیف‏های uv-vis نتیجه‏ای از گذارهای الکتریکی مختلفی است که این گذارها، با توجه به وجود دو فاز مختلف، کمی پیچیده می‏شوند. • تغییرات گاف انرژی برحسب ph به اندازه‏ی نانوذرات وابسته است؛ بطوریکه با طیف‏سنجی uv-vis مجدد از نمونه‏های ساخته شده بعد از 60 روز، تغییرات گاف انرژی کوچک‏تر شده است. • طیف‏های مربوط به نمونه‏های سنتز شده، همگی، وجود این دو قله را نشان می‏دهند اما تغییرات نسبی شدت در این دو قله، با افزایش ph روند مشخصی را نشان نداد و برای گرفتن نتایج بهتر نیاز به بررسی‏های بیشتری است. در مرحله‏ی سوم، ضریب عبور نوری نمونه‏های ساخته شده تحت میدان‏های مغناطیسی مختلف بررسی شد؛ که نتایجی به صورت زیر به دست آمد: • ضریب عبور نوری در هر نمونه، با بالا رفتن میدان مغناطیسی، به صورت غیرخطی، افزایش یافت. • ضریب عبور نوری با افزایش ph، در نتیجه‏ی کوچک‏ شدن اندازه‏‏ی نانوذرات، کاهش یافت؛ تنها مورد استثناء، 43/9ph= و 18/10ph= است که رفتار غیرعادی در مقابل افزایش میدان از خود نشان می‏دهند و نیاز به بررسی بیشتری دارند. در ضمن، رفتار ضریب عبور نوری نمونه‏های ساخته شده در میدان‏های پایین (در حدود mt4) بر همین منوال است. • هدایت الکتریکی ویژه‏ی فروسیال‏، در حالت کلی، با افزایش ph افزایش یافت؛ اما روند تغییرات به آسانی قابل پیش‏بینی نیست؛ و مطالعات بیشتری را می‏طلبد.

در دهه‏ های اخیر، نانوذرات فلزات نجیب محصور در یک محیط دی‏ الکتریک به علت خواص ویژه نوری‏ خطی و غیرخطی‏ همواره مورد توجه قرار گرفته‏ اند. این خواص ویژه، ناشی از پدیده تشدید پلاسمای سطحی (surface plasmon resonance) به علت محدود کردن فلز در ابعاد نانو می‏باشد که منجر به جذب شدید نور حول و حوش بسامدی تحت عنوان بسامد تشدید پلاسمای سطحی می‏شود. از یک سو بر اثر جذب انرژی نورانی، دمای محیط افزایش می‏یابد و از سوی دیگر خواص نوری این نانوترکیبات تحت تغییر دما دست‏خوش تحول می‏شود. این تحولات مستقیما به تغییر در سهم گذارهای درون‏ نواری و بین‏ نواری فلز، به علت تغییر دما مربوط می‏شود. در این تحقیق، خواص نوری-گرمایی نانوذرات نقره محصور در سیلیس (ag:sio2) را مورد تحلیل و بررسی قرار می‏دهیم. بررسی‏ ها نشان می‏دهد که تحول گرمایی سهم درون‏ نواری فلز نقش اساسی را در تعیین خواص نوری-گرمایی این مواد، حول و حوش فرکانس تشدید پلاسمای سطحی، ایفا می‏کند. در این پژوهش، به سهم اثرات گرمایی در پاسخ نوری غیرخطی این نانوترکیب پرداخته شده است. در همین راستا ابتدا با استفاده از مدل‏های موجود، دینامیک گرمایی محیط را بر اثر جذب انرژی نورانی لیزر پالسی محاسبه کرده و سپس با استفاده از خواص نوری-گرمایی، که در بالا به آن اشاره شد، سهم گرمایی را در پاسخ نوری غیرخطی این نانوترکیبات، تحت تحریک لیزر پالسی ارزیابی کرده‏ ایم.

سلول های خورشیدی cds/cdte از جمله گزینه های مطرح در کاربردهای فتوولتاییک به شمار می آیند.‍cdte که دارای گاف نواری مناسب و ضریب جذب بالایی است، در سلول خورشیدی به عنوان لایه جاذب عمل می کند و به همراه cds پیوندگاه سلول خورشیدی را تشکیل می دهد. در این ژایان نامه، برای تهیه لایه های نازک cdte و cds از روش اسپری پایرولیزیز استفاده شده است. میزان عبور اپتیکی نمونه ها، مقاومت الکتریکی سطحی و ویژگی های ساختاری آن ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل قابل مقایسه با نتایجب است که از کارهای دیگران بدست آمده است. fto به عنوان الکترود جلویی در سلول خورشیدی و مس به عنوان الکترود ژشتی مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت مشخصه یابی سلول های خورشیدی در شرایط تاریکی و روشنایی( تحت تابش نور خورشید) انجام شد.

سلول های خورشیدی cu2s/cds یکی از ارزانترین سلول های خورشیدی لایه نازک از نوع پیوند غیرهمگن هستند که با وجود ناپایداری و بازدهی کم، گزینه مناسبی جهت آشنایی با فناوری ساخت سلول های خورشیدی لایه نازک بشمار می آیند. در پژوهش حاضر، سلول های خورشیدی cu2s/cds با دیواره پشتی و با ساختار fto/cds/cu2s/cu بر روی زیرلایه های شیشه ای، به دو روش اسپری پایرولیز و واکنش حالت جامد تهیه شده و عملکرد سلول های ساخته شده مورد ارزیابی قرار گرفته اند. مشخصه i-v این سلول ها تحت شرایط تاریکی، تغییرات خطی را نشان دادند. برای یافتن دلیل خطی بودن پاسخ i-v سلول ها، به بررسی تصاویر میکروسکوپ نوری لایه های cu2s و cds پرداختیم. این تصاویر وجود حفره ها و نقاط پوشش نیافته ای را در این لایه ها نشان دادند که این حفره ها سبب ایجاد مسیرهای نشتی و کاهش مقاومت موازی سلول و بنابراین اتصال کوتاه بین لایه cu2s و لایه fto می شوند. علاوه بر این، در روش اسپری پایرولیز، این رفتار خطی، می تواند به لایه های cu2s آمورف نسبت داده شود. عمل بازپخت می تواند لایه های cu2s، را بلورینه نماید. اما حضور فازهای ثانویه همچون فازهای اکسیدی و cus سبب تشکیل پیوندگاه های ضعیف و کاهش مقاومت موازی می گردد. در این راستا، هر یک از تک لایه های نازک، از نظر مشخصات نوری و الکتریکی شامل عبور اپتیکی لا یه ها در ناحیه مرئی، مقاومت سطحی و نوع رسانندگی مورد ارزیابی قرار گرفتند و سپس بهینه سازی شدند.

فروسیالی بر پایه آب حاوی نانوذرات مگنتایت (fe3o4) و مگمایت (fe2o3-?) به روش هم رسوبی تهیه گردید. نتایج طیف سنجی فرابنفش – مرئی (uv-vis.) وجود هر دو فاز مگنتایت و مگمایت را نشان می دهد. نمونه های مختلفی تولید و مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپی گرفته شده از لایه ی فروسیال تحت تاثیر میدان مغناطیسی، موید تشکیل الگوهایی به صورت نقاط تاریک می باشد. این الگوها با تغییر شدت میدان مغناطیسی تغییر می کنند، به گونه ای که با افزایش میدان مغناطیسی عمودی، نقاط کوچکتر می شوند. ارزیابی آماری تصاویر نیز بیانگر آن است که، درصد بیشتری از نقاط به سمت محدوده µm2 5-1 انتقال می یابند. علی رغم اینکه اندازه نقاط و فاصله بین آنها وابسته به بزرگی و جهت میدان اعمالی است، جهت گیری آرایه ی نقاط به صورت تصادفی می باشد. بنابراین الگوها، شبه دوره ایی یا شبه تناوبی هستند. پس از بررسی الگوهای ساختاری لایه ی فروسیال، از این لایه به عنوان ماسکی برای انجام فرآیند لیتوگرافی نوری استفاده گردید. تجزیه و تحلیل های آماری روی عکس های لیتوگرافی نیز صورت گرفت. سطوح بیشتر نقاط در بازه های مختلفی در محدوده µm2 20-1 می باشد. هم چنین اثر افزایش ضخامت لایه فروسیال بر فرایند لیتوگرافی مورد ارزیابی قرار گرفت. با افزایش ضخامت لایه ی فروسیال فاصله بین نقاط بیشتر می گردد، اما در سطح مقطع نقاط تغییری مشاهده نمی شود.

در این تحقیق مفاهیم کلی آبکاری الکتریکی و تأثیر عوامل مختلف از قبیل دما، غلظت، چگالی جریان، ضخامت لایه و ph محلول بر مورفولوژی سطحی مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدای تحقیق، آماده سازی سطح زیرلایه ها برای انجام عملیات آبکاری تا کاهش ناهمواری ها به میزان nm 20، صورت پذیرفته و سپس آبکاری الکتریکی فلز کبالت بر روی زیرلایه های مسی انجام شد. پس از بررسی عوامل موثر بر آبکاری، شرایط بهینه ای برای کاهش ناهمواری های سطحی پیشنهاد شد. در تجزیه و تحلیل مورفولوژی سطحی از میکروسکوپ نیروی اتمی(afm) استفاده شده است. در قسمت انتهایی تحقیق، دستگاهی مناسب برای پوشش دهی غوطه وری ساخته شده و با استفاده از این دستگاه سطوح پله ای ایجاد شد. پهنای پله ها توسط میکروسکوپ نوری و پراش باریکه ی لیزر در حدود ?m 140 اندازه گیری شده است.

در تحقیق حاضر، نانوذرات مگنتایت با ناخالصی روی با فرمول عمومی znxfe3-xo4 با روش همرسوبی نمک‏های فروس و فریک در محیط بازی تحت عبور گاز آرگون سنتز شد(تا از اکسیداسیون نامطلوب یون‏های fe2+ جلوگیری شود) و تاثیر میزان ناخالصی و دمای پخت بر خواص مغناطیسی آن، مورد بررسی قرار گرفت. به منظور ارزیابی خواص و ساختار پودرهای سنتز شده تحت آنالیزهای xrd, vsm, tg, ft-ir, edx, sem قرار گرفت. تمامی نمونه‏های سنتز شده، دارای خاصیت ابرپارامغناطیس بودند. کوچکترین ذرات سنتز شده در حدود 14nm مربوط به نمونه‏ی فریت روی با 0.5=x به دست آمد. همچنین با پخت در دمای 450c، خاصیت ابرپارامغناطیسی آن کاهش یافت اما در دماهای 550 و 650 درجه سانتیگراد، نمونه ‏ها به هماتیت تغییر فاز دادند و خاصیت مغناطیسی آنها نیز تغییر کرد.

در این پایان نامه به بررسی خواص نوری، گرما-نوری و هدایت گرمایی نانوسیال حاوی نانوذرات بوهمیت پرداخته می شود. بدین منظور ابتدا نانوذرات بوهمیت از روش رسوب از نمک فلزی، با استفاده از آلومینیوم کلراید آبدار و رسوب دادن آن سنتز شد. با تغییر ph سل، نانوذرات بوهمیت در گستره ی ابعادی 108 تا 372 نانومتر تشکیل گردید. طیف خاموشی سل تولید شده اندازه گیری شد که نشان دهنده ی وجود دو قله در طیف بود. مکان تشکیل یکی از این دو قله متأثر از اندازه ذرات است. این نتایج هم چنین به طور نظری و با استفاده از نظریه «می» مورد ارزیابی قرار گرفت که توافق خوبی با نتایج تجربی نشان می دهد. سپس خواص گرما-نوری سل با استفاده از طیف خاموشی در دماهای مختلف اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که خواص گرما-نوری به خصوص در ناحیه 200 تا 300 نانومتر قابل ملاحظه است. هدایت گرمایی نانوسیال بوهمیت با استفاده از تکنیک انحراف سنجی ماره مورد بررسی قرار گرفت. در حقیقت این تکنیک امکان تعیین شیب ضریب شکست یک محیط را فراهم می کند. در این جا، شیب ضریب شکست محیط به علت شیب گرمایی در نانوسیال ایجاد می شود. با توجه به ضریب گرما-نوری محیط و اندازه گیری شیب ضریب شکست نسبت به زمان، می توان دینامیک شیب دمای محیط را در هر نقطه از نانوسیال تعیین نمود. از سوی دیگر دینامیک شیب دما مستقیماً به ضریب هدایت گرمایی محیط مربوط می شود. این نتایج سپس با استفاده از معادله پخش فوریه محاسبه شد. نتایج تئوری توافق خوبی را با نتایج تجربی نشان می دهد.

در این تحقیق اثر اندازه و شکل نانوذره روی خواص نوری و گرما-نوری نانوکلوئید نقره به طور تجربی و نظری بررسی شد. در حقیقت خواص نوری و گرما- نوری چنین محیطی متأثر از پدیده ی تشدید پلاسمای سطحی، ناشی از نوسانات هماهنگ الکترون های آزاد نانوذره فلزی تحت تابش امواج نورانی، می باشد که منجر به افزایش قابل توجه جذب و پراکندگی نور در بسامدی تحت عنوان بسامد تشدید پلاسمای سطحی می گردد. بدین منظور، ابتدا کلوئیدهای حاوی نانوذرات نقره با استفاده از روش کاهش شیمیایی و اکسیداسیون تهیه شد و اثر پارامترهای مختلف تولید نظیر ph، غلظت محلول پایه و عامل کاهنده بر ریخت شناسی و ابعاد نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. تصویر tem تشکیل نانوذراتی با شکل های میله ای، مثلثی، شش ضلعی، پنج ضلعی، مربعی و شبه کروی و با اندازه ای در محدوده 44 تا 984 را در نانوذرات کلوئیدی تهیه شده با کاهش تری سیترات سدیم، نشان داد. همچنین نانوذرات بیضی گون با اندازه قطر متوسط بزرگ و کوچک آن به ترتیب حدود 43 و 34 نانومتر با تنظیم ph در 6 به دست آمد. خواص نوری و گرما-نوری محلول های تهیه شده با توجه به طیف های خاموشی آن ها، در محدوده ی طول موج مرئی و فرابنفش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج طیف خاموشی، قله های مختلفی در طول موج تشدید پلاسمای سطحی نشان داد که متأثر از اندازه و شکل ذرات است. همچنین در طیف های مربوط به خواص گرما-نوری، تغییرات قابل توجهی اطراف این طول موج نشان داده شده است. از سوی دیگر، تغییراتی نیز در طول موج حدود 300 نانومتر در برخی از این طیف ها مشاهده شد که در محدوده ی لبه ی گذار بین نواری فلز نقره قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل نظری انجام شده با استفاده از تئوری "ماکسول- گرنت" و "می" برای شکل های کروی و شبه کروی و تئوری"می – گانز" برای اشکال بیضی گون نشان داد که قله های مختلف مشاهده شده در طیف خاموشی، به طور مستقیم مربوط به اثرات چندقطبی و شکل نانوذرات هستند. همین طور مدل های نظری بسط داده شده به منظور تعیین خواص گرما-نوری، موید تغییرات قابل توجه این خواص در طول موج تشدید پلاسمای سطحی می باشد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.