چکیده: شبیه سازی دینامیک مولکولی روشی کلاسیک برای محاسبه ویژگی های تعادلی و ترابردی دستگاه بس ذره ای است. افزایش نمایی قدرت رایانه ها و بهبود روز افزون روش های شبیه سازی باعث شده تا امروزه شبیه سازی دینامیک مولکولی از یک مدل آزمایشی فیزیک آماری به یک روش سودمند برای پیشگویی برخی از ویژگی های مواد تبدیل شود. در این پایان نامه تشکیل نانو خوشه های کربن بر روی سطح گرافین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی درهنگرد کانونیک ، با توجه به دو پارامتر مناسب دما و تعداد اتم های کربن مورد بررسی قرار گرفته است. در این شبیه سازی از مدل پتانسیل برنر برای صفحه ی گرافین و مدل پتانسیل واندروالسی لنارد - جونز برای برهم کنش اتم های کربن(گازی شکل) و نیز برهم کنش اتم های کربن (گازی شکل) با سطح گرافین استفاده شده است. همچنین بعد فرکتالی با استفاده از ترسیم اطلاعات به دست آمده از روش شمارش جعبه بر یک نقشه لگاریتمی و اندازه گیری شیب خط تخمین زده می شود. با توجه به انباشت کاتوره ای اتم های کربن بر روی سطح گرافین، می توان رفتار و تغییرات ناهمواری سطح حاصل از خوشه های کربنی را با توجه به دو پارامتر دما و تعداد اتم های کربن محاسبه کرد. ما به این مطلب پی بردیم که با افزایش دما و تعداد اتم های کربن ناهمواری مربوطه افزایش و بعد فرکتالی آن کاهش می یابد. کلمات کلیدی: شبیه سازی دینامیک مولکولی، هنگرد کانونیک، برنر، لنارد- جونز، بعد فرکتالی، ناهمواری

ناهمواری سطح لایه در بررسی خواص ساختاری لایه های نازک از اهمیت فراوانی برخوردار است. لایه های نازک اکسید ایندیوم قلع (ito) مورد استفاده در این تحقیق در ضخامت های مختلف به روش تبخیر با پرتو با الکترونی بر روی بستره شیشه ای در دمای اتاق تهیه شده اند. ضخامت لایه ها 100، 170، 250 و 350 نانومتر می باشد. اثر ضخامت بر روی مورفولوژی سطح لایه ها در حالت آمورف (بی شکل) مورد بررسی قرار گرفت. . نتایج ما نشان می دهد که تغییرات ضخامت اثرات مهمی بر مورفولوژی سطح لایه ها دارد. برای توصیف برخالی مورفولوژی سطح لایه های نازک ito از تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) استفاده شد. این تصاویر تغییرات مورفولوژیکی را در رفتار لایه ها نشان می دهند. مفهوم بعد برخالی برای توصیف تغییرات دانه ها بر روی مورفولوژی سطح در امتداد رشد بکار برده شد. تحلیل فرکتالی همچنین نشان می دهد که پهنای فصل مشترک w و طول همبستگی عرضی ? با افزایش ضخامت شدیداً تحت تأثیر قرار می گیرند. بسته به افزایش ضخامت اندازه بعد برخالی در محدوده 19/2-33/2 قرار دارد. این نتایج از طریق روش های آنالیز گستره مقیاس بندی (r/s) و تابع همبستگی ارتفاع-ارتفاع محاسبه شده اند. پس از تحلیل برخالی، میانگین نمای ناهمواری، ?=0.72?0.01 و نمای رشد، ?=0.081 به دست آمد. بر اساس این نتایج ما پیشنهاد می کنیم که فرایند رشد لایه های نازک ito را می توان با ترکیب معادلات ادوارد-ویلکنسون (ew) و پخش سطحی مولینوس توصیف کرد.

تمام نگاری رقمی تکنیکی برای دریافت و ثبت اطلاعات یک شئی به صورت یک الگوی تداخلی (تمام نگار)، از طریق یک دوربین ccd/cmos یا یک وسیله مشابه، می باشد. موج مرجع و موج پراشیده از شئی در صفحه دوربین ccd/cmos تداخل می کنند و تمام نگار به صورت الکترونیکی ثبت و ذخیره می شود. سپس این تمام نگار با استفاده از یکی از روش های بازسازی عددی از طریق یک رایانه بازسازی می شود که تصویری سه بُعدی ارائه می دهد. در این پایان نامه، ما به شرح و توصیف این روش تصویربرداری می پردازیم. سپس دو روش بازسازی عددی (بازسازی از طریق تقریب فرنل و بازسازی به روش همگردش) را برای بازسازی تصویر یک تمام نگار رقمی به دست می آوریم و این روش ها را برای تمام نگار ثبت شده مورد بررسی قرار می دهیم. برنامه های بازسازی عددی تمام نگار با استفاده از نرم افزار matlab طراحی شده اند. همچنین با طراحی فیلترهایی با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر، کیفیت و وضوح تصاویر بازسازی شده را بهبود می بخشیم.

اکسید ایندیوم قلع (ito) یک نیمرسانای نوع n با گاف انرژی بزرگ است که عبور بالا در ناحیه های مرئی و مادون قرمز نزدیک از خود نشان می دهد. با توجه به روش انباشت، لایه های نازک ito می توانند دارای شفافیت، رسانندگی و مورفولوژی سطح مختلف باشند. لایه های نازک ito مورد استفاده در این تحقیق به روش تبخیر با باریکه الکترونی بر روی بستره شیشه ای در دمای اتاق تهیه شده اند و در ادامه در 0c 200، 0c300 و 0c 550 برای یک ساعت پخت شده اند. مورفولوژی سطح این لایه ها با afm مطالعه شد. سه لایه نیز با ضخامت های مختلف انباشت شده اند و در یک دما پخت شده اند. خواص اپتیکی لایه ها در ضخامت مختلف از داده طیف تراگسیل حاصل از دستگاه طیف سنجی در محدوده 300 تا800 نانومتر بدست آمده است. گاف نوار اپتیکی با افزایش ضخامت کاهش یافت در حین اینکه عمق جذب افزایش یافت. توپوگرافی سطح بطور سنتی با اندازه گیری های ناهمواری مانند میانگین ریشه مربعی (rms) ناهمواری و میانگین ناهمواری آنالیز شده است. بعد فرکتالی این لایه ها با چگالی توان طیفی محاسبه شد. یافته ها نشان داد که رابطه مستقیمی بین بعد فرکتالی و پهنای فصل مشترک وجود دارد. در پژوهش حاضر ما قابلیت های موجک را برای بهبود اطلاعات بدست آمده از تصاویر (afm) برای حصول اندازه گیری های کمی توپوگرافی سطح در مقیاس های فرکانسی مختلف استفاده می کنیم. با استفاده از تبدیل موجک پیوسته ضرایب موجک لایه ها بدست آمد. ضرایب موجک متناظر با نمایه های سطح تجربی لایه های نازک ito محاسبه شدند و با استفاده از روش مقیاس نما، نمای ناهمواری لایه ها بدست آمد. نمای ناهمواری لایه ها بسیار نزدیک به هم بود که این اشاره به دینامیک رشد یکسان در لایه ها دارد. همچنین با استفاده از الگوریتم mrsd، بافت های سطحی لایه های نازک ito قبل و پس از پخت در دمای 0c 200 شامل جزئیات تصاویر مورفولوژیکی سطح مطالعه شد. اثر پخت بر ساختار سطح لایه با محاسبه rmsسطح از جزئیات تصاویر در مقیاس های مختلف مطالعه شد. یافته ها نشان داد که فرایند پخت منجر به افزایش rms سطح می شود

جفت شدگی ناهماهنگ بین مدهای خمشی و کششی در ورقه گرافینی باعث به وجود آمدن موج های ایستا و به نوبه خود ایجاد ناهمواری ذاتی در گرافین می شوند. یکی از راه های تغییر در میزان این ناهمواری، انباشت ذرات مختلف روی سطح آن است. در این پژوهش انباشت اتم های کربن بر روی گرافین دو لایه را توسط شبیه سازی دینامیک مولکولی در دما های متفاوت مورد بررسی قرار داده ایم. این شبیه سازی توسط نرم افزار لمپس انجام شده که در آن از پتانسیل برنر برای برهم کنش بین اتم های گرافین و از پتانسیل لنارد-جونز برای برهم کنش اتم های کربن فرودی با خود و با اتم های گرافین استفاده شده است. در طول فرایند انباشت، اتم های کربن روی سطح تجمع یافته و منجر به ناهمواری در سطح می شوند. ما تغییرات ناهمواری لایه های گرافین و لایه انباشت را بر حسب زمان و دما بررسی کرده ایم. نمای رشد را برای لایه انباشت محاسبه و بعد فرکتالی سطح را توسط روش شمارش جعبه به دست آورده ایم. نتایج شبه سازی نشان می دهد که نمای ناهمواری و سطح مقطع ناهمواری (پارامترهای ناهمواری)، با گذشت زمان و افزایش دما، افزاش می یابد. نرخ این تغییرات برای هر یک از لایه های گرافین (در گرافین دو لایه) متفاوت بوده و به دما وابسته است.

اکسیدهای آهن ترکیبی شیمیایی از آهن و اکسیژن می باشند. بطور کلی 16 نوع ترکیب شناخته شده از اکسیدها و هیدروکسیدهای آن وجود دارد. در میان این اکسیدها، آهن 3 اکسید(fe2o3) بسیار مورد توجه است. این اکسید خود از چهار فاز متفاوت آلفا، بتا، گاما و اپسیلون با ویژگیهای منحصر به فرد تشکیل شده است. فاز گامای این اکسید (?- fe2o3)، مگهمایت نام دارد که ساختاری کریستالی و ایزومتریک داشته و فری مغناطیس است. این اکسید نیز مانند بسیاری مواد دیگر وقتی در مقیاس نانومتری بصورت پودر، لایه و لوله فرآوری می شود، خواص فیزیکی و شیمیایی بهبودیافته ای را از خود نشان می دهد. در این پایان نامه ابتدا با استفاده از روش هم رسوبی شیمیایی (chemical coprecipitation technique)، نانوذرات مغناطیسی مگهمایت را سنتز و سپس با بهره گیری از روش اسپری پایرولیز (spray pyrolysis technique) نمونه های لایه نشانی شده، فرآوری شدند. نمونه های لایه نازک تهیه شده از نانوذرات مگهمایت، در کوره حرارتی هر یک به مدت 8 ساعت در دماهای ?400، ? 500 و ?600 درجه سلسیوس بازپخت شدند. خواص اپتیکی آنها توسط طیف سنجی ماورای بنفش – مرئی (uv-vis) و طیف مادون قرمز (ir) بررسی شد و ساختار آنها نیز توسط آنالیزهای پراش اشعه ایکس ( xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد مطالعه قرار گرفت.

چکیده ندارد.