آشکار ساز تکثیر کننده گازی الکترون gem از یک فویل متخلخل عایق از جنس کاپتون با چگالی بالا با آرایش هندسی منظم به ضخامت 50 میکرومتراست که برروی آن لایه نازکی ازمس لایه نشانی می شود. با اعمال پتانسیل متفاوت بین دو سر فویل میدان الکتریکی در داخل حفره ها به وجود آمده و باعث می شود هر حفره به منزله یک تکثیر کننده عمل کند.این آشکار ساز در بسیاری از شاخه ها ازجمله فیزیک هسته ای فیزیک انرژی بالا ،تصویربرداری پزشکی و.... کاربرد دارد. هدف اصلی این پروژه شبیه سازی طبقه تکثیر کننده الکترونی گازی gem در ابعاد میکرو ونانو یا ngem به وسیله نرم افزار comsol و هم چنین کد بسیار قدرتمند garfield است برای ساخت نانو حفره های این آشکارساز به عنوان طبقه تکثیر کننده روش آندایزینگ آلومینیوم معرفی شده است . در این پروژه ابتدا هندسه آشکارساز و میدان الکتریکی آن توسط comsol شبیه سازی شده و سپس این نتایج وارد نرم افزار گارفیلد می گردد و سپس توسط این نرم افزار با محاسبه ضرایب گاز و با توجه به میدان الکتریکی و قسمت قبل ، سرعت رانشی ، ضریب نفوذ ، ضریب تاون سند الکترون در آشکارساز و همین طور بهره آن شبیه سازی و محاسبه می شود. برای آشکار ساز گازی میکرو چند نوع گاز مختلف مورد بررسی قرارگرفته و از بین آنها ترکیب آرگون و دی اکسید کربن به نسبت 70%-30% و آرگون خالص به جهت رفتار بهینه اش در شبیه سازی ، انتخاب شده است. برای نانو آشکارساز نیزبا بهینه سازی هندسه با کمک شبیه سازی ، ضخامت نانو حفره 1 میکرومتر و قطرآن 300 نانومتر بدست آمد. آشکار ساز گازی نانو ارائه شده دیگر نیازی به ولتاژ بالانداشته و با ولتاژ بسیار پایین نیز می توان به بهره مناسب دست یافت.از خصوصیات این آشکارسازمی توان به قابل حمل بودن و قیمت ارزان آن اشاره نمودعلاوه بر آنکه امکان ساخت آن در داخل کشور میسر است.اگرچه بهره آشکار ساز گازی نانو نسبت به نوع میکروآن کمتر می باشد اما برای جبران آن و رسیدن به بهره های بالاتر می توان از تعداد طبقات دوگانه یا سه گانه استفاده نمود . نکته قابل ذکر دیگرآنکه شبیه سازی آشکار ساز گازی نانو برای اولین بار در جهان و در کشور صورت گرفته و تا کنون چنین شبیه سازی در مقیاس نانو انجام نشده است. همچنین نرم افزار قدرتمند گارفیلد نیز برای اولین بار در کشور استفاده شده است که می تواند راهگشای بسیاری از پژوهشگران درزمینه شبیه سازی آشکار سازهای گازی باشد

پرتوهای کیهانی حامل اطلاعات با ارزشی از اجرام نجومی گسیل کننده ی آنها هستند. آشکارسازهای ذرات، ابزار اصلی مورد نیاز برای مطالعه ی پرتوهای کیهانی اند. در رصدخانه ی البرز از آشکارسازهای سوسوزن به دلیل تفکیک زمانی مناسب استفاده می شود. در این پژوهش با کمک کد شبیه سازی جیانت?، رفتار سوسوزنی این آشکارسازها در قبال عبور الکترون هایی با انرژی و جهت های مختلف بررسی شد. شکل تپ نوری ناشی از فوتون های سوسوزنی و مشخصه هایی چون تعداد کل فوتون ها، زمان صعود و زمان فروافت تپ نوری برای عبور الکترون هایی با انرژی های ??، ??? و ???? مگاالکترون ولت تعیین شدند. تاثیر زاویه ی فرود و محل برخورد الکترون ها با سوسوزن بر مشخصه های تپ نوری نیز بررسی شدند.

با بررسی سیالاتی فرآیند عبور گاز از نازل و مطالعه رفتار ترمودینامیکی آن، فرآیند انبساط فراصوتی در عبور از نازل را در ابعاد میکرون دنبال نمودیم. یکی از کاربردی ترین نتیجه این فرآیند تشکیل پرتونانوخوشه ها می باشد. در ادامه برای مشاهده رفتار گاز در فرآیندی مشابه در ابعاد نانومتر به شبیه سازی یک سیستم گازی به کمک دینامیک مولکولی پرداختیم. انتخاب پارامترها، نوع اتم، نوع پتانسیل بین اتمی و شرایط اولیه متناسب با پردازشگر موجود و سبک های رایج در مقالات و منابع معتبر صورت گرفته است. در انجام شبیه سازی برای اطلاع از صحت پارامترهای مختلف بکار برده شده ابتدا فرآیند هسته سازی در جعبه بسته دوبعدی را شبیه سازی نموده و پس از مقایسه آن با مقالات مشابه و توافق نسبی نتایج بدست آمده فرایند تشکیل نانو خوشه را در عبور از نانو نازل دوبعدی شبیه سازی نمودیم و تحول زمانی توزیع خوشه را در لحظات مختلف را بدست آوردیم. همچنین تحولات ترمودینامیکی سیستم در زمانهای مختلف ارائه شده است.

با پرسازی نانوتیوب های کربنی با مواد خارجی می توان موادی نو با ویژگی های فیزیکی جدید پدید آورد.. در این پایان نامه سعی بر آن بوده است که از چند جهت به مسیله پرسازی نانوتیوب های کربنی پرداخته شود. در مرحله نخست نانوتیوب های کربنی با نقره پرشدند و در دسترس پذیری کاواک آنها برای تحمیل واکنش شیمیایی از بیرون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مواد وارد شده به درون نانوتیوب ها می توانند در واکنشهای شیمیایی درون فاز مایع شرکت کنند که تأیید کننده این مسیله بود که از نانوتیوبهای کربنی می توان به عنوان پایه برای کاتالیست ها استفاده کرد. در مرحله دوم رفتار نانوکلاستری از دو اتم سیلیسیوم درون یک سلول واحد نانوتیوب (8،0) با استفاده از کد siesta و روش dft شبیه سازی شد و ترازهای انرژی مرتبط با آن بدست آمد. در مرحله سوم ایجاد تک فازی از یونهای محلول در آب (منفی یا مثبت) با اعمال میدان قوی الکتریکی بر محلول نیترات روی مورد بررسی قرار گرفت. این محلول درون ظرف شیشه ای قرار داده شد که در آن یک لوله مویینه نقش اصلی را بازی می کند. با اندازه گیری جریان برگشتی و رسم نمودار آن نسبت به زمان، تفکیک یونها اثبات و مقدار آن با محاسبه سطح زیر نمودارمحاسبه شد. از این تک فاز ایجاد شده در لوله مویینه، می توان برای پرسازی نانوتیوبهای کربنی با تک فازی از یون استفاده نمود.

غشاهای نانو حفره آلومینای آندیک از آلومینیم، در محلول اگزالیک اسید بوسیله فرایند آندایزینگ دو مرحله ای ساخته می شود. این غشاها به خاطر پایداری گرمایی و شیمیایی و ساختار یکنواخت حفره ها اهمیت زیادی پیدا کرده است. در این پژوهش مشخصاتی از قبیل قطر حفره و ضخامت لایه آندی که به وسیله شرایط مختلف آندایزینگ از جمله ولتاژ اعمالی، زمان آندایزینگ، غلظت الکترولیت و دمای آندایزینگ تغییر می کند، بررسی شده است. مورفولوژی این غشاء ها به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که غشاء های دارای اندازه حفره های ریز و یکنواخت با کانال های موازی هم هستند. اندازه حفره ها در رنج 50 نانومتر تا 200 نانومتر و با ضخامتی بیش از 100 میکرومتر می باشد. در بررسی نتایج معلوم شد که اندازه حفره با ولتاژ رابطه مستقیم دارد و همچنین دیگر پارامترها تاثیر خاصی روی قطر حفره ها نداشت. ضخامت لایه آندی هم با افزایش پارامترهای شرایط آندایزینگ، افزایش یافته است. در پایان این پژوهش با محلول سولفات مس اشباع زمینه آلومینیمی غشاء را حل کرده و بعد انحلال لایه مانع در اسید فسفریک رقیق در زمان های مختلف بررسی شد.