در این پژوهش نخست به بررسی میدان های غیرپراشی به ویژه میدان های بسل، از دیدگاه نظری پرداخته ایم. پس از آن میدان های بسل-گاوس را به عنوان نمونه های آزمایشگاهی این دسته پرتوها معرفی و چگونگی تشکیل، ویژگی ها و رفتار آن ها را ضمن انتشار به صورت نظری بررسی کرده ایم. از میان سازه های مناسب برای تولید میدان های بسل-گاوس، با انتخاب اکسیکون ها این دسته پرتوها را با استفاده از دو روش ناکنا و کنا، برای نخستین بار در ایران، استخراج کرده ایم. برای تولید ناکنای میدان های شبه غیرپراشی بسل-گاوس به صورت تپی در طول موج 1064 نانومتر، یک لیزر نئودیوم-یاگ مناسب را طراحی و برپا کردیم و ویژگی های پرتوی خروجی را اندازه گیری کردیم. پس از آن با طراحی و انتخاب اکسیکون مناسب برای تولید ناکنای این دسته میدان ها و هم راستا کردن این سازه ها با خروجی لیزر، میدان های بسل-گاوس را استخراج کردیم. با توجه به امکانات و هم چنین زمان محدودی که برای ارائه ی این پژوهش در اختیار داشتیم، توانستیم برخی ویژگی های میدان تولید شده را اندازه گیری کنیم. هم چنین در ادامه موفق شدیم تاثیر تغییرات شرایط آزمایش مانند تغییر پهنای لکه ی لیزری بر روی اکسیکون و نیز تغییر زاویه ی راس اکسیکون را بر ویژگی های میدان بسل-گاوس خروجی دنبال کنیم. برای تولید کنای میدان های بسل-گاوس، یک بازآواگر اکسیکون پایه را طراحی و ویژگی های مدهای نوسان کننده درون آن را به صورت نظری تحلیل کردیم. پس از آن با برپا کردن این بازآواگر در آزمایشگاه موفق شدیم میدان های شبه غیرپراشی بسل-گاوس را برای نخستین بار در ایران بااستفاده از روش کنااستخراج کنیم.

در این پژوهش سلول های خورشیدی آلی از نظر ساختاری و فرایند های فیزیکی که در حین تبدیل انرژی تابشی به انرژی الکتریکی در آن ها اتفاق می افتد بررسی شدند. به منظور بررسی امکان ساخت سلول با استفاده از مواد انتخاب شده، منحنی جذب و عبور و همچنین نمودار انرژی آن ها مورد بررسی قرارگرفت و نشان داده شد که این مواد شرایط لازم برای استفاده در ساخت سلول را دارند. سونش شیمیایی بستره ها، اضافه کردن لایه سد کننده اکسیتون و لایه پلیمری pedot:pss میان آند ولایه بخشنده برای حل مشکل اتصال کوتاه شدن در سلول های اولیه ساخته شده پیشنهاد شد و این عوامل به همراه لایه نشانی نقره به جای آلومینیوم استفاده شده در سلول های اولیه منجر به ساخت یک نمونه سلول خورشیدی آلی دو لایه ای شد. همچنین دیده شد که شکستن خلا دستگاه لایه نشانی در حین ساخت سلول افت عملکرد سلول را به دنبال خواهد داشت. بهینه سازی عملکرد سلول با تغییر ضخامت لایه بخشنده انجام شد و نشان داده شد که عملکرد سلولی با ساختار ito/pedot:pss/znpc/c60 (40 nm)/bphen (10 nm)/ag (50 nm) وقتی ضخامت لایه znpc nm40 باشد بهینه خواهد بود. اثر طول پخش اکسیتونی و تحرک پذیری الکترونی بر عملکرد سلول با مقایسه مشخصات دو سلول ساخته شده با استفاده از ptcda و 60c بررسی شد و در نهایت تاثیر عملیات حرارتی بعد از ساخت سلول بر عملکرد سلول مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و دمای ?c 110 به عنوان دمای بهینه برای انجام عملیات حرارتی پیشنهاد شد.

نیم رساناهای ترکیب گروه ii-vi به دلیل ویژگی های فیزیکی بدیع و کابردهای فراوان در ابزار اپتوالکترونی، مورد توجه بسیار قرار گرفته اند. سلناید روی (znse)یکی از این ترکیب ها است که ساختار مکعبی بلِند روی و نوار گاف مستقیم در حدود ev 76/2 در دمای اتاق دارد. سلناید روی قابلیّت کاربرد در دیودهای نور افشان، ترانزیستورهای لایه ی نازک، آشکارسازهای نوری فرابنفش و آبی، و نیز قطعات نوری لیزرهای توان بالا را دارد. znseبه عنوان ماده ی لایه ی بافر در سلول های خورشیدی cigs جایگزین مناسبی برای cds می باشد. به دلیل ویژگی های نوری، مانند جذب کم در گستره ی وسیعی ازطول موج ها و پادبازتابی بودن در ناحیه ی فروسرخ و نیز ضریب بازتاب بالا برای سایر طول موج ها، در دوربین های دید در شب مورد استفاده قرار می گیرد. روش های متعددی برای سنتز نانو ذرات سلناید روی، مانند سل- ژل، فرآیندهای هیدروترمال و پلی اُل وجود دارد. روش پلی اُل در سال های اخیر برای ساخت نانو ذرات ترکیب های فلزی و سولفیدهای دوتایی و سه تایی و سلنایدها به طور گسترده استفاده می شود. انباشت لایه های نازک znse نیز به شیوه های گوناگون همچون انباشت شیمیایی بخار، تبخیر در خلاء و کندوپاش مگنترون r.f. انجام می شود. روش تبخیر گرمایی در خلاء به دلیل سادگی، ارزانی و تکرار پذیری، روش فراگیر در ساخت لایه های نازک است. در این پژوهش ابتدا نانو ذرات سلناید روی به روش پلی اُل تهیه شد. سپس با تغییرِ زمان شروع گرمادهی و شوینده ها، به خلوص نزدیک به %100 دست یافتیم. در ادامه، لایه های نازک znse با استفاده از پودر سلناید روی ساخت شرکت مرک آلمان، به روش تبخیر گرمایی مقاومتی در خلاء، بر روی یک زیرلایه ی شیشه ای رشد داده شد. سپس تأثیر عواملی همچون ضخامت لایه ها و دمای زیرلایه بر ویژگی های ساختاری همچون بلورینگی، اندازه ی بلورک ها، ثابت شبکه، میکروکرنش، میانگین تنش و چگالی در رفتگی ها و نیز ویژگی های نوری، مانند ضریب شکست، ضریب خاموشی و گاف نواری لایه های انباشته شده، بررسی شد. مشخصه یابی فازی با پراش پرتوی ایکس xrd، مشخصه یابی ساختاری از طریق sem و مشخصه یابی نوری با استفاده از بیناب سنج uv-visانجام شد. نتیجه های تجربی ما نشان دادند که لایه ی نازک با دمای زیرلایه یoc 300 و ضخامت nm350 بهترین ویژگی های نوری و ساختاری برای لایه های نازک سلناید را نتیجه می دهد.

این پژوهش بر روی اصول عملکرد سلول های فوتوولتاییک آلی و طراحی سلول هایی که از لایه های دهنده و پذیرنده تشکیل شده است متمرکز می گردد. لذا فیزیک و خواص نیمرساناهای آلی را به منظور استفاده در سلول های فوتوولتاییک مطالعه کردیم. سلول های فوتوولتاییک آلی دهنده-پذیرنده از نظر ساختاری و فرایند های فیزیکی که در حین تبدیل انرژی تابشی به انرژی الکتریکی در آن ها رخ می دهد مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند. به منظور ساخت سلول فوتوولتاییک آلی از مواد آلی بر پایه مولکول های کوچک، cupc به عنوان پذیرنده ی حفره و 60c به عنوان پذیرنده ی الکترون در لایه فعال استفاده شد. این مواد به روش تبخیر گرمایی در خلأ انباشته می شوند. طیف های جذب و عبور و همچنین نمودار انرژی آن ها مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که این مواد در جذب نور تابشی مکمل یکدیگر می باشند. بنابراین این مواد برای استفاده در ساخت سلول فوتوولتاییک آلی بر پایه مولکول های کوچک مناسب هستند. ساختار لایه ها با استفاده از پراش پرتوی x تعیین شد. یکی از لایه های مهم در سلول های فوتوولتاییک آلی آند است. آند معمولا از لایه های رسانای شفاف با مقاومت پایین و تراگسیل بالا ساخته می شود. در این پژوهش به منظور یافتن جایگزین مناسب به جای آند رسانای شفاف تک لایه ito، به طراحی و ساخت آندهای چند لایه ای (ito/ag/moo3) با مقاومت بسیار پایین و تراگسیل بالا پرداخته شد. تاثیر آند ساخته شده بر روی کارایی سلول های فوتوولتاییک آلی بر پایه مولکول های کوچک مورد بررسی قرار گرفت. انتخاب مواد مناسب برای لایه های میانگیر و اثر افزودن این لایه ها بر کارایی سلول فوتوولتاییک آلی با پیوند ناهمگن cupc/c60 تجزیه و تحلیل شد و شرایط بهینه برای آن ها تعیین شد. مشخصه یابی سلول ها از روی نمودار های جریان- ولتاژ آن ها با استفاده از شبیه ساز خورشیدی تحت تابش استاندارد am1.5 انجام شد. در ادامه به منظور مقایسه، نمونه هایی از سلول های پلیمری p3ht:pcbm نیز ساخته شد. اثر لایه های میانگیر بر کارایی این نوع سلول ها نیز بررسی شد. سرانجام مدل های تزریق و ترابرد حامل بار در این سلولها بررسی شد. کلمات کلیدی: سلول فوتوولتاییک چند لایه ای آلی، لایه میانگیر، بازدهی تبدیل توان، فتالوسیانین مس، فولرین، سلول فوتوولتاییک پلیمری

در این پژوهش به محاسبه روابط پاشندگی و ویژگی گاف نوار فوتونی در بلور فوتونی توجه شده است. همچنین چگالی حالت های جایگزیده فوتونی و پارامترهای تقویت نور بررسی گردیده است. روش های محاسباتی مختلفی مانند pwe، fdtd و me در شبیه سازی و بهینه سازی ساختار بلور فوتونی بکار گرفته شده اند. نشان داده شده است که روش محاسبه ldos بر اساس me روش قدرتمندی برای مطالعه گسیل خودبخودی، تقویت نور و محاسبه محصورسازی فوتون در نانوکاواک های بلور فوتونی می باشد. عامل کیفیت q نانوکاواک بلور فوتونی با استفاده از این روش محاسبه شده و با پاسخ پالس روش تفاضل متناهی در حوزه زمان مقایسه گشته و نشان داده شده است که این روش دقیق تر و به لحاظ محاسباتی به صرفه تر می باشد. تاثیر جابه جایی و تغییر اندازه شعاع میله های همسایه نانو کاواک بلور فوتونی بر حجم مدی و محصورسازی نور و افزایش تعداد لایه های اطراف کاواک بر عامل q بررسی شده است.

روش مونت کارلو به طور گسترده تقریبا در تمامی شاخه های فیزیک کاربرد دارد. هدف ما پیدا کردن ضخامت مناسب برای لایه-های مختلف یک سامانه ی لایه نازک است بطوری که با تغییر ضخامت در محدوده ی رواداری، بازتاب با تراگسیل علاوه بر بیشینه شدن دچار تغییرات زیادی نشود. در عمل پیدا کردن ضخامت و تعداد لایه ها به طوری که بتواند هدف مورد نظر ما را براورده کند، نیازمند طراحی و شبیه سازی های پیچیده است. از آن جا که لایه نشانی فرایندی طولانی و پرهزینه است، داشتن یک نرم افزار شبیه سازی که بتواند طراحی مناسبی از نوع لایه ها و ضخامت بهینه آن ها ارائه کند بسیار پر فایده خواهد بود. با استفاده از روش مونت کارلو یک نرم افزار برای شبیه سازی و بهینه سازی لایه های نازک طراحی و آن را برای چندین نمونه از سامانه های لایه نازک امتحان نمودیم. برای مثال با این روش بهینه سازی یک قطبنده را در طول موج 1540 نانومتر بررسی کردیم. نتایج ما نشان می دهد که روش مونت کارلو می تواند در طراحی لایه های نازک اپتیکی هم مفید و موثر باشد

خواص نوری و حفاظی در برابر تابش گامای شیشه های 0/7 b2o3- (0/3-x) pbo- xceo2 محتوی x=0, 0/5, 1, 1/5 و 2 بررسی شد. اثرات تابش گاما بر روی شبکه شیشه با تابش دهی نمونه های شیشه با یک رادیوایزوتوپ 60co تا دز 2/5kgy مورد مطالعه قرار گرفت. تحلیل نوری شیشه ها با فن اندازه گیری بیناب نمای ftir و uv-vis انجام گرفت. مقادیر نوار گاف نوری و پهنای دنباله انرژی بالای گاف پویا از روی طیف جذبی نوری تخمین زده شد. تغییرات در خواص نوری قبل و بعد از تابش دهی را در نقص های ساختاری القاشده از تابش توضیح داده می شود. ضرایب میرای جرمی شیشه در انرژی 662kev با روش تراگسیل باریکه گاما تعیین می شود. ضرایب به دست آمده در تعیین عدد اتمی موثر و سطح مقطع اتمی استفاده پذیرفت. این نتایج برای آماده سازی مواد شیشه ی حفاظ تابش می تواند سودمند باشد.

چکیده ندارد.