الکتروانباشت یکی از روشهای ساده ولی در عین حال پرکاربرد و قوی در زمینه رشد لایه های نازک فلزی است. با استفاده از این روش لایه های نازک ni و ni-co-cu از محلول های سولفاتی- سیتراتی تهیه گردیدند. به منظور بررسی رفتار پتانسیودینامیکی الکترولیت، منحنی cv مربوط به آنها تهیه و مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با انتخاب ولتاژهای مناسب از روی این منحنی ها، عملیات لایه گذاری انجام گرفت. لایه ها تحت شرایط مختلف مانند تغییر زیرلایه- یک بار بر زیرلایه مس با جهت ترجیحی (200) و بار دیگر بر روی زیرلایه سیلیکون با جهت (111)- تغییر ولتاژ انباشت و تغییر دمای الکترولیت انباشت شدند. طیف های حاصل از پراش پرتو x تشکیل یک ساختارfcc را برای کلیه لایه ها و برای هر دو زیرلایه نشان دادند. برای لایه ni-co-cu رشدیافته بر زیرلایه مس مشاهده گردید که با افزایش ولتاژ انباشت تا v1/1- ولت و کاهش میزان غلظت مس تا mol.dm-3 003/0 در الکترولیت، ساختار لایه از شکل آلیاژی خود خارج شده، به سمت تشکیل خوشه های کبالت پیش می رود. این پدیده در مورد زیرلایه سیلیکون صادق نبود. نتایج حاصل از طیف پراش پرتو x لایه ni-co-cu رشدیافته بر زیرلایه سیلیکون که در الکترولیت با دماهای ° c45، ° c55 و ° c65 تهیه شده بود نشان داد که افزایش دما منجر به افزایش اندازه دانه ها و همچنین کاهش درصد مس در آلیاژ می شود. با افزایش دما از ° c45 تا ° c65 میزان درصد مس در آلیاژ از %48 به %42 کاهش یافت. مورفولوژی سطح لایه ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) بررسی گردید. اثراتی از شکستگی در سطح تک لایه نیکل رشدیافته بر سطح سیلیکون مشاهده شد در صورتی که لایه رشدیافته بر سطح مس از همواری بیشتری برخوردار بود. سطح لایه ni-co-cu رشد یافته بر زیرلایه سیلیکون در دمای ° c65 به نسبت لایه های رشدیافته در دماهای پایین تر هموارتر، همچنین دارای دانه های بزرگتری بود. منحنی های cha لایه ni-co-cu نشان داد که در شرایط عدم به هم خوردگی محلول در ولتاژ v 850/0- تنها گونه مس رسوب می کند. در شرایط به هم خوردگی محلول، منحنی های cha چگالی جریان شبه ایستایی را پس از افزایش جریان در قله ها نشان دادند. نتایج مطالعه مغناطیسی لایه ها به وسیله دستگاه مغناطش سنج گرادیان نیروی متناوب (agfm)حاکی از این بود که بیشترین مقدار مغناطش اندازه گیری شده برای لایه مغناطیسی ni-co-cu رشدیافته بر زیرلایه سیلیکون مربوط به دمای ° c65 است.

از زمانی که برای اولین بار اثر مغناطومقاومت بزرگ (gmr) در لایه های نازک مغناطیسی مشاهده شد، این ساختار ها مورد توجه و بررسی زیادی قرار گرفتند، زیرا این مواد برای ساخت حسگرهای مغناطیسی و هد های دیسک های سخت گزینه مناسبی به حساب می آیند. آلیاژ co-cu از جمله ساختارهایی است که دارای چنین خواصی می باشد. در این کار با استفاده از روش الکتروانباشت لایه co-cu رشد داده شد و خواص ساختاری و مغناطیسی آن مورد بررسی قرار گرفت. در این پایان نامه، ابتدا به بررسی رفتار پتانسیودینامیکی یون های موجود در الکترولیتِ انباشت به صورت جداگانه و در حضور یکدیگر پرداخته شد. این امر مشخص نمود که یون مس در ولتاژهای کمتر از 4/0- ولت و یون کبالت در ولتاژهای کمتر از 95/0- ولت نسبت به sce انباشت می شوند. ضمن اینکه مناسب است ولتاژ انباشت، کمتر از 2/1- ولت اختیار نشود، چرا که واکنش های مزاحم شدت بیشتری پیدا می کنند و خطای محاسبات جرم و ضخامت را افزایش می دهند. اندازه گیری انجام شده با استفاده از روش طیف سنجی جذب اتمی (aas) مشخص کرد که با کاهش ولتاژ انباشت، درصد کبالت در ترکیب لایه انباشت شده افزایش می یابد. علاوه بر آن، با کاهش درصد یون مس در الکترولیت انباشت، در صد کبالت لایه افزایش و با اعمال هم خوردگی به هنگام انباشت، درصد کبالت لایه کاهش می یابد. در هر مرحله با تهیه الگوی پراش پرتو x (xrd)، تشکیل ساختار مورد تائید قرار گرفت و با توجه به این الگوهای پراش x، اندازه بلورک ها، در محدوده 20 الی nm30 به دست آمد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (fesem) تهیه شده از این نمونه ها، نشان دهنده دانه هایی غیرکروی با توزیع نایکنواخت و با ابعاد متوسط حدود nm130 است. اندازه گیری مغناطیسی توسط مغناطیس سنج گرادیان میدان متناوب (agfm) نیز نشان دهنده حلقه پسماند برای همه نمونه ها بود که نشان داد این لایه ها در دمای اتاق فرومغناطیس می باشند، همچنین مشاهده شد با افزایش درصد کبالت در لایه انباشت شده، مغناطش اشباع افزایش و میدان وادارندگی کاهش می یابد و با کاهش ضخامت لایه، حلقه های پسماند چهارگوشی تر می شوند. درنهایت با افزودن سدیم ساخارین به الکترولیت انباشت، با تهیه تصاویر fesem مشخص گردید که با افزایش مقدار سدیم ساخارین همواری سطح لایه ها افزایش می یابد. به عبارت دیگر اندازه متوسط دانه ها از حدود nm130 برای نمونه ای که از الکترولیت بدون سدیم ساخارین تهیه شده، به حدود nm70 برای نمونه ای که در الکترولیت آن 02/0 مولار سدیم ساخارین وجود دارد، کاهش می یابد.

با پیشرفت فناوری در طی سالهای اخیر، توجه به سمت مینیاتوری کردن قطعات اپتوالکترونیکی و فناوری نانو روز افزون شده است. لایه های نازک از جمله ساختارهایی می باشند که با بروز نانو فناوری بیشترین تغییر و تحول را به خود اختصاص داده اند. در این پایان نامه لایه های نازک اکسید روی با ضخامت متوسط nm 200، نانو میله های با قطر 160 نانومتر و نانو ذرات با ابعاد 150 نانومتر به روش سل – ژل آماده شده اند. در سنتز لایه های نازک به روش سل- ژل پارامتر هایی از قبیل : دما و درجه اسیدی یا بازی ph، غلظت واکنش کننده ها و نوع پایدارساز، زمان و نوع حلال، که به پارامترهای سنتز موسوم هستند از اهمیت ویژه ای بر خوردار هستند. در این پایان نامه به منظور بدست آوردن شرایط بهینه سنتز لایه های نازک اکسید روی، اثر پارامترهای شیمیایی ( اندازه ph، اثر نوع حلال و اثر نوع پایدار ساز) و پارامتر های فیزیکی (تاثیر دمای خشک سازی، تاثیر دمای باز پخت، تاثیر نوع انباشت و عمر سل و درصد آلایش) بر خواص ساختاری و اپتیکی لایه های اکسید روی بررسی شده است. در طیف xrd ثبت شده از نمونه های ذاتی ساختار چند بلوری و شش وجهی اکسید روی با قله های مربوط به پراش از صفحات (002) و (101) و (100) بوضوح دیده می شود. همچنین در طیف پراش اشعه ایکس نوعی از نمونه های آلاییده شده با ناخالصی al سه قله ناشی از پراش از صفحات (100) و (002) و (101) مربوط به تشکیل ساختار شش وجهی اکسید روی مشاهده می شود. با مقایسه شدت قله های پراش مشخص می شود که راستای ترجیحی بلور راستای [002] می باشد. طیف تراگسیل، عبور متوسط 80% از این نمونه ها را نشان می دهد که با وارد کردن آلایش کاهش محسوسی پیدا می کند و برای همه ی نمونه ها لبه جذب در محدوده طول موجی nm 370 اتفاق می افتد که آلایش این لبه را به سمت طول موجهای بیشتر جابه جا می کند. با استفاده از داده های طیف تراگسیل گاف نواری اپتیکی، ضریب شکست، تخلخل و ضخامت لایه ها محاسبه شده اند. برای بررسی مورفولوژی سطح نمونه ها تصاویر fesem آنها ثبت گردیده است. مورفولوژی سطوح لایه های نازک سنتز شده از یک الگوی نواری y شکل منظم با قطر متوسط500 نانومتر تبعیت می کند که با تغییر ph این نوارها کوچکتر و سطح یکنواخت تر می شود و همچنین تغییر نوع حلال باعث تغییر قطر و طول شاخه های y شکل می شود در حالی که تغییر نوع پایدارساز باعث یکنواختی سطح و از بین رفتن الگوی نواری می گردد. همچنین با آلایش نمونه ها قطر نوارها از حدود 300 تا 600 نانومتر تغییر می یابد. به منظور بررسی خواص الکتریکی نمونه های آلاییده مقاوت ویژه، تراکم حاملهای بار و رسانندگی آنها بررسی شده است. درتمام طیف های ثبت شده از نانو میله های اکسید روی رشد داده شده بر روی لایه های نازک اکسید روی، قلّه های ناشی از پراش از صفحات(002)، (100)، (101) و (102) مربوط به تشکیل ساختار شش گوشی اکسید روی بوضوح دیده می شوند. همچنین تصاویر fesem نانو میله های سنتز شده، میله هایی با قطر حدود 200 نانومتر و طول حدود 1 میکرون را نشان می دهند که با تغییر نوع زیر لایه مورد استفاده (شیشه ای، si و si/sio2 ) قطر میله ها به حدود 150 نانومتر کاهش می یابد. بررسی بیشتر قسمت های مختلف سطوح این نمونه ها تشکیل ساختارهای گل مانند زیبایی متشکل از میکرو میله های شش گوشی اکسید روی را نشان می دهد. در ادامه نانو ذرات اکسید روی نیز سنتز شدند. در طیف های ثبت شده همه نمونه ها، براحتی قلّه های نسبتاً باریک و تیز ناشی از پراش از صفحات (002)، (100)، (101)، (102)، (110)، (103) و (112) دیده می شوند که مربوط به تشکیل ساختار ششگوشی اکسید روی (چند بلوری) است. راستای ترجیحی رشد در این نمونه ها راستای [101] می باشد. ابعاد تقریبی ذرات در این نمونه ها با استفاده از تصاویر fesem حدود 150 نانومتر است که با توجه به اندازه متوسط بلورک ها که از طیف پراش اشعه ایکس بدست آمده است، نتیجه می گیریم که این ذرات می تواند از چند بلورک تشکیل شده باشد. بررسی بهتر خواص نانو ساختارهای رشد داده شده در این پایان نامه نیازمند به زمان و اندازه گیری های بیشتری می باشد. که متاسفانه در مدت انجام این پایان نامه مقدور نگردید.

در این پایان نامه لایه های نازک اکسید قلع خالص و آلایش یافته با درصدهای مختلف کبالت و آهن بر روی زیرلایه های شیشه و سیلیکون به روش سل-ژل سنتز شدند و تاثیر آلایش آهن و کبالت، دمای بازپخت، ضخامت لایه و نوع زیرلایه روی خواص ساختاری، اپتیکی، مغناطیسی و الکتریکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. برای مشخصه یابی نمونه ها از اندازه گیری طیف پراش اشعه ایکس، طیف عبور در محدوده 300-1100 نانومتر و ثبت تصاویر fesem و اندازه گیری مغناطومتری گرادیان نیروی متناوب استفاده شد. در ابتدا لایه های اکسید قلع با ده درصد آلایش کبالت سنتز و نمونه ها در سه دمای 300، 400 و 500 درجه بازپخت شدند. آنالیز طیف های xrd نمونه ها نشان داد که با افزایش دمای بازپخت جهت گیری بلورکها تغییر و دمای باز پخت مناسب 400 درجه سانتی گراد است. نمونه های اکسید قلع آلاییده شده با درصدهای مختلف کبالت، سنتز شدند. ساختار مکعبی با راستای ترجیحی(111) هستند. با افزایش آلایش طیف تراگسیل کاهش و گاف نواری افزایش یافت و تصاویر fesem حاکی از کوچک شدن دانه ها با افزایش کبالت بود. افزایش تعداد دفعات لایه نشانی باعث تغییر ساختار از مکعبی به ساختار چهارگوشی روتایل، کاهش طیف تراگسیل و گاف نواری و باعث افزایش اندازه دانه ها شد. بازپخت نمونه ها با زیر لایه سیلیکونی با راستای (111) در دماهای 400 و 550 درجه سانتی گراد انجام که با توجه به نتایج طرح پراش، دمای بازپخت 550 درجه سانتی گراد مناسبتر می باشد. آنالیز طیف xrd لایه ها با درصدهای 0، 10، 30 کبالت بر روی زیر لایه سیلیکونی نشان داد که این لایه ها دارای ساختار چهارگوشی روتایل اکسید قلع ولی در آلایش20 % تشکیل ساختار مکعبی اکسید قلع مشاهده شد. اندازه دانه ها با افزایش آلایش کبالت، کاهش یافت. لایه های اکسید قلع خالص و آلاییده شده با آهن بر روی زیر لایه شیشه ای با درصدهای20 و30 دارای ساختار مکعبی اکسید قلع بودند ولی در آلایش 10 درصد ساختار چهارگوشی روتایل مشاهده شد. با افزایش آلایش، طیف تراگسیل و گاف نواری کاهش یافت. اندازه گیری های مغناطیسی در نمونه های اکسید قلع آلاییده شده با درصد های10و20 کبالت در دمای اتاق انجام ولی خواص فرومغناطیسی مشاهده نشد. کلید واژه ها: لایه نازک، اکسید قلع، آلایش کبالت و آهن، سل-ژل، خواص ساختاری و اپتیکی، الکتریکی، مغناطیسی.

چکیده نظریه تابعی چگالی یکی از روش های بررسی دستگاه های بس ذره ای می باشد. معروفترین تقریب هایی که برای جمله تبادلی-همبستگی در نظریه تابعی چگالی استفاده می شوند، تقریب چگالی موضعی (lda) و تقریب شیب تعمیم یافته (gga) می باشند که در طیف وسیعی از مسایل جواب های قابل قبول و منطبق با نتایج تجربی را ارایه داده اند. اما این تقریب ها در توصیف دستگاه های همبسته قوی ضعیف عمل کرده و به نتایج منطبق با واقعیت منجر نمی شوند. یکی از روش هایی که برای اصلاح این تقریب ها ارایه شده است، روش lda+u می باشد که در اینجا u انرژی هابارد است. در این پایان نامه ما با استفاده از روش های lsda (تقریب چگالی اسپینی موضعی) و lsda+u با انرژی های هابارد مختلف به مطالعه منگنایت ndmno3 پرداختیم. با استفاده از تقریب های فوق ساختار الکترونی و مغناطیسی این سیستم مطالعه شد. با استفاده از تقریب های فوق و انرژی های هابارد مختلف بعد از بهینه سازی حجم و پارامتر های شبکه، فاز مغناطیسی حالت پایه ترکیب، گشتاور مغناطیسی اتم ها، چگالی حالات کل و جزئی و ساختار نواری ترکیب محاسبه گردید. محاسبه انرژی حالت پایه سیستم نشان داد که هر چند فاز فرومغناطیسی و پادفرومغناطیسی در رقابت می باشند ولی فاز فرومغناطیسی پایدارتر است. گشتاور مغناطیسی محاسبه شده از تقریب lsda+u برای اتم منگنز نتایج قابل قبولی می دهد در صورتی که با استفاده از تقریب lsda این امر ممکن نبود. از بررسی چگالی حالت های الکترونی می بینیم که برای چگالی حالات نیز تقریب lsda+u نتیجه قابل قبول تری می دهد و از مقایسه نتایج چگالی حالت مشاهده می شود که الکترون های اوربیتال d3 اتم منگنز در رسانش و هیبریدشدگی این اتم شرکت می کنند. همچنین این بررسی ها نشان می دهند که اوربیتال d3 اتم منگنز موثرترین اوربیتال در خاصیت مغناطیسی این ترکیب است. نتایج تقریب lsda نشان داد که ترکیب ndmno3 باید رسانا باشد که با نتایج تجربی سازگار نمی باشد.

نظریه تابعی چگالی بستر نظری ارزشمندی را برای مطالعه ی خواص گستره ی وسیعی از مواد با ویژگی های متنوع فراهم آورده است و استفاده از دسته معادلات تک ذره ای کوهن - شم از مهم ترین راهکارهای موجود برای کاربردی کردن این نظریه است . در این پایان نامه، در فصل اول و دوم به طوراجمالی به معرفی خواص عمومی نیمرساناها به خصوص اکسید روی (zno) و نیمرسانای مغناطیسی رقیق بر پایه اکسید روی پرداخته شده است . این ترکیب یکی از ترکیبات محبوب گروه ii–vi با گاف نواری پهن در حدود (ev)3/7 در دمای اتاق می باشد . آلایش این نوع ترکیبات با یون های مغناطیسی می تواند منجر به پیدایش دسته جدیدی از مواد که اصطلاحا آنها را نیمه رساناهای مغناطیسی رقیق شده (dmss) می نامند, گردد. در این فصول درباره کاربرد های این ترکیبات نیز مطالبی ارائه شده است . در فصل سوم به نظریه تابعی چگالی و چگونگی مطالعه سیستم ها توسط این نظریه پرداخته شده است .و سپس در فصل چهارم کد محاسباتی wien2k بررسی شده است . در فصل پنجم نتایج حاصل از بررسی ساختار الکترونی و خواص مغناطیسی اکسید روی خالص و الائیده با عناصر مغناطیسی منگنز , اهن و کبالت ارائه شده است .

مشاهده شد که ساختار نمونه ها اسپینلی مکعبی بدون حضور ناخالصی می باشد. عملکرد حسگری نانوساختارهای فریت نیکل که با روی آلایش شده بود برای گازهای پرکاربرد و مهم از قبیل گاز مایع، استون، متانول بررسی شد. ابتدا عملکرد حسگری هر نمونه در دمای کار متفاوت بررسی و دمای کار بهینه برای هر گاز تعیین شد. سپس در دمای کار مناسب، حسگری نمونه ها در غلظت های مختلف گاز مورد نظر بررسی شد. مشاهده شد که حسگرهای ساخته شده حساسیت خوبی نسبت به گازهای مورد بررسی دارند. نتایج نشان داد که حسگرها گزینش بسیار خوبی نسبت به بخار استون در مقایسه با دو گاز دیگر از خود نشان می دهند.

نظریه تابعی چگالی یکی از روشهای مطالعه دستگاه های بس ذره ای می باشد. مهمترین تقریبهایی که در نظریه تابعی چگالی مورد استفاده قرار می گیرند، تقریب چگالی موضعی(lda) و تقریب شیب تعمیم یافته (gga) می باشند. این تقریب ها درگستره وسیعی از مسائل جواب های قابل قبولی ارائه داده اند. در فصل اول این پایان نامه ابتدا به معرفی ترکیبات نیمرسانای گروه ii-vi و همچنین به نیمرساناهای مغناطیسی رقیق شده بر پایه این ترکیبات پرداخته شده است. درفصل دوم نظریه تابعی چگالی و کد محاسباتی wien2k معرفی شده اند. در فصل سوم با استفاده از تقریب های فوق به مطالعه ساختاری و الکترونی زینک تلوراید (znte) خالص پرداخته شده است. در فصل چهارم با استفاده از تقریب gga، خواص ساختاری، الکترونی و خواص مغناطیسی نمونه های آلاییده با منگنز، کروم و آهن (6/25، 12/5 و 25 درصد) را بررسی کرده ایم. محاسبات نشان داد که فاز پایدار در آلایش 6/25درصد منگنز و آلایش های6/25 و 12/5 درصد آهن و هر سه آلایش کروم فرومغناطیس می باشد و در سایر آلایش ها فاز مغناطیسی حالت پایه آنتی فرو می باشد. همچنین از مقایسه نتایج چگالی حالت ها دریافتیم که سهم عمده در رسانش ناشی از اوربیتال های 3d اتم ناخالصی و هیبرید شدن آن با اوربیتال p5 اتم te می باشد. فاز فرو مغناطیس ترکیبات آلاییده با آهن و کروم، خصلت نیمه فلزی دارند در حالیکه فازهای فرومغناطیس و آنتی فرومغناطیس در آلایش منگنز رفتار نیمه رسانایی دارند. سایر ترکیبات رفتار فلزی از خود نشان می دهند.

در این پایان نامه، خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی سلنیدروی خالص و آلایش یافته با عناصر مغناطیسی بررسی شده است. محاسبات با روش امواج تخت تقویت شده خطی با پتانسیل کامل در چارچوب نظریه تابعی چگالی و با استفاده از بسته محاسباتی wien2kانجام شده است. ابتدا خواص ساختاری و الکترونی سلنیدروی خالص با استفاده از دو تقریب pbesol-ggaو ldaمطالعه شد و همچنین تغییر فاز ساختاری سلنیدروی از زینک بلند به راک سالت تحت فشار بررسی شده است. سپس به بررسی خواص ساختاری، الکترونی و مغناطیسی سلنیدروی آلایش شده با عناصر مغناطیسی پرداخته ایم و اثر آلایش اتم های واسطه در ساختار نواری و چگالی حالت ها بررسی شده است. با انجام محاسبات مشخص شد که با افزایش فشار ساختار سلنیدروی از فاز زینک ‏بلند به راک‏سالت منتقل می‎شود. مقایسه انرژی های حالت پایه سیسم در فازهای مختلف مغناطیسی نشان داد که فاز پایدار مغناطیسی،در آلایشfe وniفرومغناطیس است و برای آلایش کبالت نظم مغناطیسی حالت پایه آنتی‏ فرومغناطیس است. با بررسی ساختار نواری مشخص شد که در فاز فرومغناطیس گاف نواری هر سه ترکیب مستقیم است و به دلیل همپوشانی اربیتال‏های pاتم seو اربیتال‏های dاتم‏های ناخالصی گاف نواری نسبت به حالت خالص کاهش پیدا می‏کند. در فاز فرومغناطیس، آلایش feو niبا درصد ناخالصی 25/6، 5/12 و 25 و آلایش coبا درصد ناخالصی 25/6 دارای خاصیت نیمه فلزی هستند اما در آلایش کبالت با درصد ناخالصی 5/12 و 25 خاصیت نیمرسانایی دیده می‏شود.

دراین مطالعه از روش های مونت کارلو، ترکیبی ژنتیک-مونت کارلو-وردشی ، ترکیبی ژنتیک-مونت کارلو-وردشی بایاس شده (ترکیب با روش برون یابی)، تفاضل محدود، ماتریس چگالی فشرده، ماتریس انتقال، مرز عبوری کوانتومی، نظریه تابعی چگالی اسپینی وابسته به دما و k.p شش نواره خودسازگار استفاده شده است. با کمک تقریب توابع پوش برای چاه های کوانتومی چندگانه gan/aln و gaal0.7as0.3/gaas با عرض کل ثابت حل شده و با کمک روش ماتریس چگالی فشرده ویژگیهای اپتیکی این ترکیبات مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار اثر تعداد چاهها روی انرژی زیر نوارها، انرژی های گذار، انرژی فرمی، تابع موج حالت پایین سیستم ، ضرایب جذب خطی، غیر خطی وکل وهمچنین ضرایب شکست خطی، غیر خطی و کل به ازای تعداد چاههای مختلف و طول کلی ثابت بررسی شده است. با کمک روشهای ماتریس انتقال، تفاضل محدود و روش مرز عبوری کوانتومی روند تولید ریزنوارها در ابر شبکه های gan/aln با طول موثر کلی ثابت و تعداد چاههای مختلف بررسی شده است. با استفاده از نظریه تابعی چگالی اسپینی وابسته به دما در حضور پتانسیل برهمکنش تبادلی–همبستگی و دما رفتار یک گاز الکترون دو بعدی محصور در چاه های کوانتومی چندگانه gaal0.7as0.3/gaas بررسی شده است. همچنین با کمک روش k.p شش نواره خودسازگار وابستگی دمایی به بررسی قطبش اسپینی یک گاز حفره دو بعدی در چاه کوانتومی gaal0.7as0.3/gaas/gamnas پرداخته شده است.

در این پایان نامه مسئله ترابرد الکترون ها در دو نیمرسانایinn وaln درحضور میدان های الکتریکی ضعیف با استفاده از حل معادله بولتزمن به روش برگشت پذیر مورد بررسی قرارگرفته است . نتایج این مطالعه نشان می دهد که درمیدان های الکتریکی ضعیف ( v/cm 104 ) ، تنها الکترون های واقع در دره مرکزی? در ترابرد الکترون ها سهیم می باشند و گذارهای بین دره ای و بین نواری وجود ندارد ، درحالیکه در میدان های الکتریکی قوی ،الکترون های واقع در دره های مجاور نیز در ترابرد الکترون ها شرکت می کنند و گذارهای بین دره ای و بین نواری نیز صورت می پذیرد . در واقع در میدان های الکتریکی قوی ، الکترون های واقع در دره مرکزی? می توانند انرژی لازم برای رفتن به دره های دیگر را کسب نمایند. در بررسی ساختارنواری و تأثیر آن برخواص ترابرد الکترون ها از نظریه کین ، استفاده شده است. همچنین در این کار پراکندگی های ناشی از فونون های آکوستیکی و اپتیکی قطبی ، پتانسیل تغییر شکل شبکه ، اثرپیزو الکتریک ، ناخالصیهای یونیزه نیز بررسی شده است . بستگی تحرک پذیری به دما و همچنین تراکم الکترون ها نیز در دو نیمرسانایinn وaln مورد بررسی قرار گرفته است .

در این کار ابتدا لایه های نازک سلنیدروی (znse) به روش تجزیه گرمایی افشانه ای روی زیرلایه های شیشه ای رشد داده شدند. سپس اثر پارامترهای مختلف رشد نظیر دمای لایه نشانی، آهنگِ شارش محلول، نسبت وزن مولی سلنیوم دی اکساید به کلریدروی، میزان حجم محلول اسپری، دمای بازپخت و همچنین مدت زمان آن بر روی ساختار بلوری و خواص اپتیکی لایه های تهیه شده بررسی شد. بررسی طیف xrd و همچنین تصاویر sem ثبت شده برای نمونه تهیه شده در دمای °c420 با آهنگ شارش cc/min6 نشان داد که کیفیت ساختار بلوری این نمونه نسبت به نمونه های دیگر بهتر است. بررسی اثر نسبت وزن مولی سلنیوم دی اکساید به کلریدروی در بازه 1:1، 2:1 و 3:1 نشان داد که این تغییرات تأثیر قابل ملاحظه ای بر خواص اپتیکی نمونه ها ندارد. بررسی تأثیر دمای بازپخت و زمان آن روی خواص فیزیکی لایه های نازک سلنیدروی نشان داد که نمونه نمونه تهیه شده با آهنگ شارش cc/min6 و بازپخت شده در دمای °c400 در زمان 60 دقیقه نسبت به سایر نمونه ها دارای ساختار بلوری بهتری است. اما خصوصیات اپتیکی نمونه تهیه شده با آهنگ شارش cc/min4 نسبت به سایر نمونه ها بهتر است. بررسی اثر حجم محلول اسپری نشان داد که این پارامتر همچون پارامتر اثر نسبت مولی سلنیوم دی اکساید به کلریدروی تأثیر قابل توجهی روی ساختار بلوری و خواص اپتیکی نمونه ها ندارد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که پارامترهایی مانند دمای لایه نشانی، آهنگ شارش محلول، دمای بازپخت و مدت زمان آن تأثیر قابل ملاحظه ای بر خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک سلنیدروی دارد.

در این پایان نامه خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک سولفید روی رشد داده شده با استفاده از روش سل - ژل چرخشی و غوطه وری بر روی زیرلایه هایی از جنس شیشه و کوارتز مورد بررسی قرار گرفت. طیف های xrd ثبت شده از سطح نمونه ها و نیز تصاویر sem نمونه ها نشان داد که تغییر روش انباشت تأثیری بر بلورینگی لایه ها نداشته است و نمونه های رشد داده شده به روش سل - ژل چرخشی نسبت به نمونه های رشد داده شده به روش غوطه وری دارای ساختار دانه ای یکنواخت تری هستند. در ادامه پارامترهای اپتیکی نمونه ها با استفاده از روش سوان پل محاسبه شدند. بررسی خواص اپتیکی نمونه ها نشان داد که نمونه ی رشد داده شده با استفاده از روش سل - ژل چرخشی شفاف تر و دارای میزان جذب کمتری است. علاوه براین مقایسه ی مقادیر قسمت های موهومی و حقیقی این نمونه ها نشان داد که نمونه ی رشد داده شده با استفاده از روش سل - ژل چرخشی دارای پاشندگی کمتر و اتلاف بیشتری است. در دومین مرحله از رشد لایه های نازک سولفید روی به منظور تعیین سرعت چرخش بهینه در لایه نشانی نمونه ها به روش سل - ژل چرخشی، نمونه هایی تحت سرعت های مختلف rpm 2000 و 3000 تهیه شدند. طیف های xrd ثبت شده از سطح نمونه ها نشان داد که طیف های xrd ثبت شده از سطح نمونه ها و نیز تصاویر sem نمونه ها نشان داد که تغییر روش سرعت انباشت تأثیری بر بلورینگی لایه ها نداشته است و نمونه های رشد داده شده با سرعت چرخش rpm 2000 نسبت به نمونه های رشد داده شده با سرعتrpm3000 دارای ساختار دانه ای یکنواخت تر با مرزدانه هایی کاملاً مشخص است. علاوه براین بررسی خواص اپتیکی نمونه ها نشان داد که نمونه ی انباشت شده با این سرعت چرخش یکنواخت تر و دارای ضریب شکست بیشتری است که نشان می دهد این نمونه چگال تر نیز هست. علاوه براین مشاهده شد نمونه ی رشد داده شده با سرعت چرخش rpm2000 دارای پاشندگی بیشتر و اتلاف کمتری است. علاوه براین کمتر بودن مقدار رسانندگی اپتیکی در این نمونه نسبت به نمونه ی دیگر نشان دهنده ی کمتر بودن جذب در این نمونه می باشد. در سومین قسمت از رشد لایه های نازک به منظور یافتن بهترین شرایط برای بازپخت نمونه ها، سه روند مختلف برای لایه نشانی و بازپخت نمونه ها به کار گرفته شد. بررسی های xrd از نمونه های لایه نشانی شده نشان داد که به کارگیری شرایط مختلف بازپخت تغییری در ساختار بلوری نمونه ها که همگی آمورف بودند ایجاد نکرده است. تصاویر sem ثبت شده از سطح نمونه ها حاکی از آن است که تنها نمونه ای که 5 بار تحت گاز نیتروژن و دمای? 400 بازپخت شده است، از ساختار دانه ای یکنواختی برخوردار است. در حالت کلی می توان نتیجه گرفت که دمای بازپخت فاکتور نسبتاً مهم تری نسبت به مدت زمان بازپخت در شکل گیری بلورک ها بر روی سطح نمونه می باشد. نوسانی بودن طیف تراگسیل ثبت شده از این نمونه نیز موید این مطلب است که سطح این نمونه نسبت به دیگر نمونه ها از یکنواختی بالاتری برخوردار است. اندازه گیری های مربوط به گاف نواری این نمونه ها نشان داد که افزایش دمای بازپخت باعث کاهش ضخامت و در نتیجه افزایش گاف نواری نمونه ها شده است. به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که احتمالاً با افزایش دمای بازپخت چگالی نقایص بلوری در لایه ها کاهش یافته است. مقایسه ی مقادیر ضرایب حقیقی و موهومی ثابت دی الکتریک در نمونه ها نشان داد که این نمونه هم چنین دارای پاشندگی بیشتر و اتلاف کمتری نسبت به دیگر نمونه ها می باشد. هم چنین این نمونه دارای کمترین میزان جذب و بیشترین شفافیت در بین نمونه ها نیز می باشد. در ادامه اثر پارامترهای نوع زیرلایه، ph محلول و آلایش بر خواص اپتیکی و ساختاری نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. اندازه گیری های xrd نشان داد که تغییر نوع زیرلایه از شیشه به کوارتز در انباشت لایه ها با سرعت rpm 2000 تغییری در ساختار نمونه ها ایجاد نکرده است. در حالی که افزایش سرعت لایه نشانی به rpm3000 در انباشت نمونه ها بر روی زیرلایه ی کوارتز باعث ظهور قله ای ضعیف در طیف xrd نمونه ها و در نتیجه افزایش بلورینگی آن ها می شود. تصاویر fesem ثبت شده از سطح نمونه ها نشان دهنده ی این مطلب است که نمونه های لایه نشانی شده بر روی کوارتز درای ساختار دانه ای یکنواخت تری است و اندازه ی متوسط دانه های تشکیل شده نسبت به لایه های انباشت شده بر روی شیشه کوچکتر هستند. بررسی خواص اپتیکی نمونه ها نشان داد که نمونه ی انباشت شده بر روی شیشه از شفافیت بیشتر و ضریب شکست کمتری نسبت به نمونه ی انباشت شده بر روی کوارتز برخوردار است. نتایج نشان داد که افزایش سرعت انباشت از rpm2000 به rpm3000 برای لایه های انباشت شده بر روی کوارتز، بر یکنواختی لایه می افزاید، ضریب شکست را کاهش داده و باعث کاهش میزان جذب لایه می گردد. بررسی طیف های xrd نمونه های تهیه شده از محلول های دارای ph : 38/8، 87/7، 45/7و 03/7 نشان داد که تنها در نمونه ی تهیه شده از محلول دارای 38/8ph: قله ی بسیار ضعیفی که می تواند مربوط به صفحه ی (111) ساختار مکعبی و یا پراش از صفحه ی (002) ساختار شش گوشی باشد در زاویه ی °681/28 ?2=دیده می شود و مابقی نمونه ها دارای ساختار آمورف هستند. بررسی مورفولوژی سطح این نمونه ها نشان داد که با افزایش ph، اندازه ی دانه های تشکیل شده در سطح نمونه ها بزرگتر و از وضوح مرزدانه ها کاسته شده است و بهترین ساختار تشکیل شده مربوط به نمونه ی تهیه شده از محلول دارای 38/8ph: می باشد. بررسی خواص اپتیکی نمونه ها نشان داد که تغییر ph محلول تأثیر چندانی بر میزان عبور نمونه ها و تغییر گاف نواری آن ها نداشته است. علاوه براین مقایسه ی تغییرات ضریب شکست نمونه ها نشان داد که با افزایش ph، ضریب شکست نمونه های انباشت شده کاهش می یابد. مقایسه ی مقادیر ضرایب حقیقی و موهومی ثابت دی الکتریک نشان داد که در حالت کلی با کاهش ph پاشندگی نمونه ها افزایش یافته و از میزان اتلاف در آن ها کاسته شده است. تغییرات رسانندگی اپتیکی در نمونه-ها نشان دهنده ی این مطلب است که همگی این نمونه ها از شفافیت تقریباً یکسانی برخوردارند. در ادامه به بررسی اثر آلایش نمونه های آلائیده با عنصر واسطه ی منگنز با درصدهای مولی مختلف 1/0، 3/0و 5/0 پرداختیم. اندازه گیری های xrd ثبت شده از این نمونه ها نشان داد که ساختار تمامی نمونه ها بجز آلایش 1/0درصد آمورف هستند. در طیف xrd این نمونه قله ی ضعیفی در زاویه ی °8/28 ?2= مشاهده شده و لذا از بلورینگی بیشتری نسبت به دیگر نمونه ها برخوردار است. تصاویر fesem ثبت شده از سطح نمونه ها نشان داد که با افزایش درصد آلایش در نمونه های آلائیده اندازه ی بلورک های تشکیل شده کاهش یافته و بر یکنواختی سطح لایه ها افزوده شده است. بررسی طیف تراگسیل نمونه ها نشان داد که در اثر آلایش از میزان عبور نمونه ها و یکنواختی آن ها کاسته شده است. هم چنین در نمونه های آلائیده با کاهش ابعاد بلورک ها، به دلیل افزایش پراکندگی از مرزدانه ها، میزان عبور کم شده است. هم چنین گاف نواری نمونه ها با افزایش درصد آلایش کاهش پیدا کرده است. ضرایب شکست نمونه ها با افزایش درصد آلایش آن ها افزایش پیدا کرده است که این نشان می دهد چگالی نمونه ها افزایش یافته است. علاوه براین مقایسه ی ضرایب خاموشی نمونه ها نشان می دهد که با افزایش آلایش، بر میزان جذب نمونه ها افزوده شده است. مقایسه ی مقادیر مربوط به ضرایب حقیقی و موهومی ثابت دی الکتریک نمونه ها نشان داد که در نواحی انرژی-های کم که جذب لایه بالاست با افزایش درصد آلایش میزان پاشندگی افزایش یافته و از میزان اتلاف در نمونه ها کاسته شده است. نمودارهای رسانندگی اپتیکی نمونه ها نیز نشان داد که با افزایش درصد آلایش، از شفافیت نمونه ها کاسته شده است. بررسی اثر آلایش مس نیز نشان داد که ساختار تمامی نمونه های آلایش شده با درصدهای مختلف مس آمورف بوده و اثری از فاز آلایشی در نمونه ها دیده نمی شود. بررسی تصاویر fesem ثبت شده از سطح نمونه ها نشان داد که آلایش نمونه ها از وضوح دانه-ها و مرزدانه ها کاسته است و نیز با افزایش درصد آلایش اندازه ی بلورک های تشکیل شده بر روی سطح نمونه ها کاهش یافته است. بررسی طیف تراگسیل نمونه ها نشان داد که با وجود آلایش یکنواختی سطح نمونه ها تقریباً حفظ شده است. علاوه براین گاف نواری نمونه ها با افزایش درصد آلایش کاهش یافت. با افزایش درصد آلایش بر چگالی لایه ها و ضریب خاموشی آن ها افزوده شد. هم چنین پاشندگی در نمونه ها با افزایش درصد آلایش افزایش پیدا کرد در حالی که اتلاف تغییر چندانی نداشته است.

حسگر گازی نوعی مبدل است که مولکول های یک گاز را شناسایی و با توجه به نوع گاز و غلظت آن سیگنال الکتریکی تولید می کند. در میان حسگرهای گازی حالت جامد، حسگرهای ساخته شده بر پایه ی نیمه رساناها به دلیل ارزان بودن، اندازه کوچک، کاربرد آسان و پایداری مناسب نقش عمده ای را در شناسایی انواع گازها ایفا می کنند. تحقیقات در سال های اخیر نشان داده است که فریت ها نیز می توانند مواد مناسبی برای حسگرهای گازی نیمرسانا باشند. فریت نیکل یکی از نیمرساناهای اکسید فلزی است که به عنوان حسگر گازی مورد استفاده قرار گرفته است. در این تحقیق ابتدا نانو ساختارهای فریت نیکل آلاییده با کبالت به روش خود احتراقی مایکروویو سنتز شدند. برای بررسی خواص ساختاری و آنالیز سطحی نمونه ها از دستگاه پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem) استفاده شد. طیف پراش اشعه ایکس تشکیل فاز اسپینلی نمونه ها را تایید کرد. در این کار همچنین تاثیر پارامترهای مختلفی مانند دمای بازپخت و اثر آلایش ناخالصی کبالت و غلت های مختلف گاز استون بر ساختار نمونه ها و مورفولوژی سطح که در پاسخ حسگرهای گازی نیز موثرند، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حساسیت همه ی نمونه ها با انجام عملیات بازپخت کاهش می یابد. بیشینه پاسخ حسگر در نمونه آلاییده با 5% کبالت در دمای کار ?c300 مشاهده شد.

نظریه تابعی چگالی یکی از روش های مهم برای مطالعه و بررسی سیستم های بس ذره ای است. در این سیستم ها وجود تعداد زیاد ذرات مانع رسیدن به جواب دقیق برای حل معادله شرودینگر سیستم به منظور بدست آوردن ویژه تابع و ویژه مقدار حالت پایه است و به ناچار از تقریب هایی نظیر شیب تعمیم یافته و چگالی موضعی استفاده می شود. در این پایان نامه خواص الکترونی و مغناطیسی کادمیم تلوراید آلایش یافته با عناصر واسطه کروم، منگنز، آهن و کبالت با غلظت های 25/6، 5/12 و 25 درصد با تقریب gga در فاز پایدارشان را بررسی و با بهینه سازی حجم، انرژی تعادلی و مدول حجمی را یافتیم. مقایسه انرژی تعادلی محاسبه شده برای ترکیبات نشان داد که فاز پایدار تمام ترکیبات به جز ترکیبات حاصل شده از آلایش کادمیم تلوراید با منگنز فرومغناطیس می باشد. این بررسی نشان داد که فاز پایدار نمونه آلاییده با منگنز آنتی فرومغناطیس است. بررسی نتایج محاسبات انجام شده نشان داد که کادمیم تلوراید آلاییده با کروم خواص نیم فلزی، آلاییده با منگنز در فاز فرومغناطیس خواص نیم فلزی و در فاز آنتی فرومغناطیس خواص فلزی، آلاییده با آهن وکبالت خواص نیم فلزی دارد. مقایسه مقادیر گاف های انرژی محاسبه شده نشان داد که ترکیب cd0.75cr0.25te در بین ترکیبات بررسی شده دارای بیشترین گاف انرژی است. محاسبه چگالی حالت ها وجود هیبریداسیون اوربیتال d عناصر واسطه با اوربیتال p اتم های آنیون (تلوراید) را نشان داد. همچنین محاسبه گشتاور مغناطیسی کل نمونه ها نشان داد که سهم عمده در ایجاد این گشتاور مربوط به عناصر واسطه است که به علت هیبریداسیون p- d بین اوربیتال های te-p و d عناصر واسطه ایجاد می شود.

هدف از پایان نامه، رشد و مطالعه ی نانوسیم های کبالت می باشد. از میان روش های متعدد رشد، روش الکتروانباشت به دلیل سهولت در رشد، ارزانی و فراگیر بودن آن بیش از سایر روش های موجود مورد توجه قرار گرفته است. برای انباشت و کنترل راستای رشد نانوسیم ها، ابتدا قالب های متخلخل اکسید آلومینیوم با چگالی حفره های بسیار بالا ساخته شدند. جهت ساخت قالب های متخلخل، از روش آنودایز چند مرحله ای قالب آلومینا به کمک محلول های اسیدی استفاده شد. عوامل متعددی در ساخت قالب متخلخل دخیل هستند که با بهینه سازی آنها توانستیم چگالی حفره ها را افزایش و قطر آنها را کاهش دهیم. برای انباشت نانوسیم ها از روش انباشت الکتروشیمیایی گالوانواستاتیک حفره ها استفاده نمودیم. برای مطالعه ی ساختار و مورفولوژی قالب ها و نانوسیم ها از پراش پرتو x (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem) استفاده گردید. نتایج این مطالعات نشان داد که نانوحفره ها در قالب دارای شکل و چگالی یکنواخت می باشد و دارای قطری در حدود 43 نانومتر می باشند. مطالعه نمونه های انباشت شده نشان دادند که نانوسیم های کبالت در راستای عمود بر سطح زیرلایه رشد نموده اند. نتایج مطالعه ساختاری نشان داد که راستای ترجیحی رشد نانو سیم ها در جهت (002) با ساختار بلوری هگزاگونال می باشند. مطالعه ی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بوسیله مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی انجام شد. مطالعات خواص مغناطیسی نانوسیم ها نشان داد که مغناطش اشباع و باقیمانده زمانی که میدان مغناطیسی اعمالی عمود با نانوسیم ها می باشد، در مقایسه با حالت موازی بر نانوسیم ها بزرگتر است.

در این تحقیق، خواص ساختاری و مغناطیسی نانولایه های سه تایی fe/cu/fe با ضخامت های متغیر لایه های آهن و مس مورد بررسی قرار گرفتند. بدین منظور، نمونه-های fe/cu/fe با استفاده از روش تبخیر در خلأ بر روی زیرلایه شیشه تهیه شدند. مشخصه یابی خواص ساختاری نمونه ها با استفاده از طیف پراش اشعه ایکس (xrd) و مورفولوژی سطح آن ها بوسیله تصاویر fesem و همچنین بررسی خواص مغناطیسی نمونه ها با دستگاه مغناطیس سنج نمونه مرتعش (vsm) انجام گرفت. مقاومت الکتریکی نمونه ها به روش چهارپایانه ای و در حضور میدان مغناطیسی اندازه گیری شد. برای محاسبه ناهمسانگردی مغناطیسی نیز از قانون نزدیکی به اشباع استفاده شد. در طیف های اشعه ایکس نمونه های با ضخامت لایه آهن متغیر، قله پراش (110) ساختار مکعبی مرکز حجمی آهن مشاهده شد. در طیف های پراش نمونه های با ضخامت لایه مس متغیر، قله پراش (110) ساختار مکعبی مرکز حجمی آهن و قله پراش (111) ساختار مکعبی مرکز سطحی مس مشاهده گردید. تصاویر fesem نمونه ها نشان داد که لایه ها دارای سطحی یکنواخت و پیوسته هستند. نتایج اندازه گیری پسماند مغناطیسی لایه ها بیانگر این هستند که محور آسان نمونه ها در صفحه لایه قرار دارد و همه آن ها در دمای اتاق فرومغناطیس هستند. علاوه بر این، افزایش ضخامت لایه مغناطیسی آهن، افزایش مغناطش اشباع و باقیمانده را در پی داشت. در حالیکه، با افزایش ضخامت لایه جداساز مس، این مقادیر تغییری نکردند. اندازه گیری های مقاومت مغناطیسی نمونه ها نشان دادند که با افزایش ضخامت لایه آهن، مقاومت مغناطیسی نمونه ها کاهش می یابد. در حالی که با افزایش ضخامت لایه جداساز مس، مقاومت مغناطیسی نمونه ها افزایش یافت. نتایج بدست آمده از اندازه گیری ناهمسانگردی مغناطیسی لایه ها نیز نشان داد که با افزایش ضخامت لایه مغناطیسی آهن، ثابت ناهمسانگردی موثر افزایش می یابند.

با پیشرفت فناوری در سال¬های اخیر لایه های نازک اکسیدهای نیمرسانای شفاف(tco) بر پایه اکسیدروی (zno) واکسیدکادمیومcdo) ) نظیرآلیاژ سه تایی ‍‍cdzno بطور گسترده برای ساخت قطعات اپتوالکترونیکی مانند سلولهای خورشیدی، بازتاب کننده های گرمایی، ولایه های نازک فتوولتائی مورد توجه قرار گرفته اند. در این کار، ابتدا لایه های نازک cd_x zn_(1-x) o به روش سل-ژل روی زیر لایه های شیشه ای و سیلیکونی انباشت شدند. نمونه های آماده شده تحت عملیات بازپخت در دماهای oc450 و oc500 به مدت یک ساعت قرار گرفتند. سپس خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها بررسی شدند. پراش اشعه x نشان داد که تمام لایه¬های رشد داده شده، بس بلوری و دارای ساختار ترکیبی مکعبی cdo و شش گوشی zno می باشند. نتایج به دست آمده نشان داد که دمای بازپخت oc500 ، مناسب¬ترین دمای بازپخت برای تهیه لایه¬های نازک cd_x zn_(1-x) o با کیفیت بالا می¬باشد. عبور اپتیکی این نمونه ها تابع غلظت کادمیوم و در ناحیه¬ی مرئی بین 60% تا 90% متغیر می¬باشد. گاف نواری مستقیم و غیرمستقیم نمونه ها ev 32/3 و ev56/1 به دست آمد. نتایج بررسی تأثیر غلظت کادمیوم در نمونه های رشد داده شده بر روی زیرلایه شیشه ای و سیلیکونی cd_x zn_(1-x) o نشان داد که برای نمونه های انباشت شده روی زیرلایه شیشه ای با افزایش درصد کادمیوم گاف نواری مستقیم از ev 86/2 به 97/1 و گاف نواری غیر مستقیم از ev 62/2 به 24/1 کاهش می یابد. همچنین عبور اپتیکی این نمونه ها با افزایش غلظت کادمیوم به حدود 50% کاهش می یابد. نتایج این بررسی نشان داد که برای لایه های رشد داده شده بر روی زیرلایه های سیلیکونی اندازه بلورک ها افزایش و ثابت شبکه کاهش می یابد. محاسبه گاف نواری نمونه های شامل 50% کادمیوم نشان داد که گاف نواری مستقیم نمونه انباشت شده روی زیرلایه سیلیکونی بزرگتر از نمونه با زیرلایه شیشه¬ای است. همچنین برای لایه انباشت شده روی زیر لایه سیلیکونی بلورک ها کاهش و کرنش، تراکم و ثابت شبکه افزایش می¬یابد. برای تمام نمونه ها، ثابت های دی الکتریک، ضریب خاموشی و ضریب شکست محاسبه و رفتار آنها برحسب طول موج بررسی گردید.

در این تحقیق تجربی ابتدا نانوذرات اکسید قلع خالص و آلاییده با در صدهای مختلف بورن با روش سل-ژل با استفاده از مواد اولیه کلرید قلع و اسید بوریک سنتز شد و خواص ساختاری، اپتیکی و مورفولوژی نمونه ها نمونه ها اندازه گیری شد. نتایج نشان دادند که نمونه ها بس بلوری بوده و دارای ساختار روتایل تتراگونال هستند. اندازه ی بلورک ها با افزایش درصد آلایش اندازه ی بلورک ها کاهش و با افزایش دمای بازپخت و زمان بازپخت افزایش می یابد. قله های جذبی موجود در طیف ft-ir حضور بلورهای sno2 را تأیید می کند.

در این پایان نامه ریخت شناسی، خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک zns رشد داده شده به روش های سل-ژل و تجزیه گرمایی افشانه ای را بر روی زیرلایه شیشه مورد بررسی قرار داده ایم. در این مطالعه از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem)، پراش اشعه x (xrd) و طیف سنجی (uv-vis) استفاده کرده ایم. در نمونه های رشد یافته به روش سل-ژل اثر دمای خشک سازی بر روی خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک zns مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی طیف xrd ثبت شده برای نمونه های تهیه شده به روش سل-ژل چرخشی نشان داد که ساختار همه نمونه ها آمورف است. طیف تراگسیل، عبور متوسط 90% از این نمونه ها را نشان می دهد. در نمونه های رشد یافته به روش تجزیه گرمایی افشانه ای اثر دمای زیرلایه، آهنگ شارش محلول و اثر ناخالصی آلومینیوم بر روی خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک zns مورد بررسی قرار گرفته است. طیف های xrd ثبت شده از همه ی نمونه های تهیه شده به روش تجزیه گرمایی افشانه ای، تشکیل ساختار مکعبی سولفید روی با راستای ترجیحی (111) را تایید نمودند. تصاویر fesem نمونه ها نشان دادند که سطح زیرلایه با لایه ی یکنواختی از سولفید روی که دارای ساختار دانه ای است پوشیده شده است. بررسی اثر دمای زیرلایه نشان داد که نمونه تهیه شده در دمای 500 نسبت به سایر نمونه ها دارای ساختار بلوری بهتر و اندازه دانه ی بزرگتری است. با افزایش دمای زیرلایه گاف نواری نمونه ها از ev 3/8 به ev 3/5 کاهش می یابد. بررسی اثر آهنگ شارش محلول نشان داد که این پارامتر روی خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها تاثیر قابل ملاحظه ای دارد. با افزایش آهنگ شارش محلول، عبور متوسط نمونه ها به طور محسوسی کاهش و گاف نواری مستقیم نمونه ها نیز حدود mev 200 کاهش می یابد. بررسی اثر آلایش al نشان داد که با افزایش الایش al تا 5% وزنی، عبور در نمونه ها افزایش و با افزایش بیشتر از این مقدار (تا 9%) عبور کاهش می یابد.

در این پایان نامه ابتدا لایه های نازک اکسید سریم (ceo2) خالص و آلایش یافته با کلسیم به روش سل- ژل چرخشی و غوطه وری تهیه شدند. سپس تأثیر روش انباشت، فرآیند خشک سازی، نوع زیرلایه، عملیات بازپخت و آلایش کلسیم بر روی خواص ساختاری و اپتیکی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت.برای مشخصه یابی ساختاری نمونه ها از اندازه گیری طیف پراش پرتو ایکس (xrd) و تصاویر fesem از سطح نمونه ها و برای بررسی خواص اپتیکی از اندازه گیری های طیف عبور و بازتاب در محدوده طول موجی 1100-300 نانومتر استفاده شد.

در این پایان نامه خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک سلنید روی (znse) که به روش تجزیه گرمایی افشانه ای بر روی زیرلایه های شیشه ای رشد داده شدند، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس اثر پارامترهای گوناگون رشد مانند: آهنگ شارش محلول انباشت (4، 8 و ml/min10)، حجم محلول انباشت (50، 75 و ml100 )، دمای زیرلایه ( 380، 400 و °c420 ) و عملیات بازپخت و همچنین حضور ناخالصی آلومینیوم بر روی خواص ساختاری و اپتیکی آنها مورد بررسی قرار گرفتند. برای بررسی خواص ساختاری نمونه ها از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem) و پراش سنج اشعه ایکس (xrd) استفاده شد. برای بررسی خواص اپتیکی نمونه ها از اندازه گیری طیف عبور با یک دستگاه طیف سنج نوری (uv-vis) استفاده گردید.

چکیده ندارد.