در این پروژه به منظور ساخت کامپوزیت مورد نظر از پودر آلومینیوم خالص ( purity 99%، mesh 325) و نانولوله های کربنی چند دیواره (purity 90%، ) به منظور ترکیب آلومینیوم زمینه با نانولوله های کربنی تقویت کننده روش معمول آسیاکاری مکانیکی بکار گرفته شده است. به منظور مطالعه تأثیر آسیاکاری بر مورفولوژی پودر آلومینیوم، زمان های 2، 4، 10، 15 ساعت به عنوان مدت زمان های آسیاکاری انتخاب شده است. ماهیت آسیاکاری، جوش سرد ذرات آلومینیوم هنگام آسیاکاری با انرژی بالا را موجب می شود. برای جلوگیری از جوش سرد ذرات از عامل کنترل کننده فرآیند(pca) استفاده می شود. در این کار اسید استئاریک به عنوان عامل کنترل کننده فرآیند در نظر گرفته شده است. نتایج sem افزودن 3% وزنی اسید استئاریک بعد از آزمایش های مختلف و h 4 آسیا به عنوان مقدار بهینه پیشنهاد می کند.دمشاهده شد که h 2 آسیا به درشت شدن ذرات و ورقه ورقه شدن پودر می انجامد. و h 4 آسیاکاری به ریز تر شدن ذرات منتهی می شود اما ساختار ورقه ای ثابت می ماند. این مسأله در h 10 و h 15 آسیا کاری شکل دیگری به خود می گیرد. به این صورت که با افزایش زمان آسیا تا h 10 اندازه ذرات به مراتب ریزتر و ساختار شکل ذرات از ورقه ورقه بودن به سمت کروی شدن(solid) میل می کند. اما به دلیل صدمه دیدن زیاد نانولوله ها در زمان های آسیاکاری بالا و محدودیت های موجود زمان h 4 در این پروژه به عنوان زمان آسیاکاری انتخاب شده است. مقدار 1% و 5% وزنی نانولوله های کربنی به عنوان تقویت کننده کامپوزیت استفاده شده است. اکسترژن مستقیم با نسبت 16 به 1 برای تولید قطعه استفاده شده است. قطعه های تولیدی برای آزمون کشش و سختی سنجی brinell ماشین کاری و پرداخت می شوند. نتایج سختی brinell به ترتیب برای al pure، al 4 h ball milled، al+1%cnts و al+5%cnts 37/9، 79/9، 112/4 و 139/8 گزارش شده است. همچنین نمودار تنش-کرنش برای al pure و al+1% cnts به ترتیب در شکل های 6-41 و 6-42 نشان داده است. تنش تسلیم با افزودن مقدار کمی cnts بهبودی چشو گیری پیدا کرده است.

در این پروژه، نانولوله های کربنی با قطر خارجی 10-20 nm و قطر داخلی 5-10 nm و طول در حدود 10-30 ?mمورد استفاده قرار گرفتند. پس از خالص سازی این نانولوله ها به روش اسیدشویی توسط هیدروکلریدریک اسید 3 مولار و نیتریک اسید 5 مولار، با استفاده از تکنیک های tem، betوbjh، ftir، xrd و tga ساختار و خواص نانولوله ها ارزیابی شد که اصلاح نسبی ساختار آن ها را نشان می داد. پس از آن محلول پلیمری از پلیمر پلی انیلین و حلالش به غلظت 10% تهیه شد و نانولوله های کربنی خالص شده، به نسبت 8wt% با آن ترکیب شد. در ادامه به روش لایه نشانی چرخشی، این کامپوزیت بر روی زیر لایه هایی از جنس شیشه و سیلیکون نشانده شد. نمونه های فوق درون دو محفظه آلومینیومی با حجم های متفاوت تحت آزمون حسگری گاز قرار گرفت. پاسخ آزمایش که مستقل از حجم محفظه بود، نشان داد که با قرار گرفتن نمونه ها در معرض گاز متان، مقاومت نمونه ها رو به افزایش می گذارد. از نمونه های کامپوزیتی آنالیز ftir به عمل آمد و همچنین مورفولوژی سطح فیلم های کامپوزیتی توسط آنالیز sem بررسی شد که توزیع نسبتاً قابل قبول نانولوله ها را در پلیمر نشان می داد. یک نمونه از کامپوزیت نانولوله کربنی و پلیمر پلی یورتان هم تهیه شد که نسبت به گاز متان، واکنشی از خود نشان نداد.

در این پژوهش لایه‏های نازک و نانوساختارهای اکسید روی از طریق دو روش اکسیداسیون حرارتی لایه‏های نازک zn و تبخیر حرارتی شیمیایی به طور موفقیت آمیزی رشد داده شدند. در روش اول، ابتدا با استفاده از تکنیک تبخیر در خلاء، لایه‏های نازک zn با ضخامت‏های مختلف (nm80 تا 1 میکرومتر) بر روی زیر لایه شیشه لایه نشانی گردیدند. جهت رشد لایه‏های نازک و نانوسیم‏های اکسید روی، فیلم‏های zn لایه نشانی شده در بازه دمایی c?450 تا c?650 در مدت زمان‏های متفاوت در محیط هوا توسط یک کوره الکتریکی افقی اکسید شدند. مورفولوژی سطح نمونه‏ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص گردید و نتایج نشان داد که با افزایش دمای اکسیداسیون، ابعاد نانوسیم‏های اکسید روی افزایش می‏یابد و لایه نازک zn اکسید شده در دمای c?600، دارای بیشترین میزان شکل‏گیری نانوسیم‏های اکسید روی می‏باشد. بررسی اثر ضخامت اولیه فیلم نازک zn بر روی رشد نانوسیم‏ها نشان داد که با افزایش ضخامت، طول و قطر نانوسیم‏ها افزایش می‏یابد و ضخامت nm500 دارای بیشترین تراکم نانو‏سیم‏های اکسید روی است. همچنین با افزایش مدت زمان فرآیند اکسیداسیون، طول نانوسیم‏ها به طرز چشم‏گیری افزایش یافت. نتایج حاصل از آنالیز xrd مشخص کرد که نانوساختار‏های اکسید روی دارای ساختار ورتزایت با پیک ترجیحی قوی (002) می‏باشند. طیف فتولومینسانس نانوساختار‏ها به منظور بررسی خواص اپتیکی نمونه‏ها اندازه گیری شد و نتایج نشان داد که یک پیک قوی در nm377 متناظر با نشر فرابنفش و یک پیک پهن در nm522 متناظر با نشر سبز وجود دارد که نشان دهنده کیفیت کریستالی خوب و نقایص ساختاری کم نمونه‏ها می‏باشد. بررسی خواص اپتیکی با استفاده از طیف عبور همچنین نشان داد که گاف انرژی نانوساختار‏های اکسید روی با افزایش ضخامت اولیه، کاهش می‏یابد. در روش دوم، نانوساختارهای اکسید روی از طریق تکنیک تبخیر حرارتی شیمیایی (tcvd) با استفاده از پودر zn به عنوان ماده چشمه بر روی زیرلایه کوارتز در دمای c?950 رشد داده شدند. نتایج نشان داد که ساختارهای تشکیل شده در محیط هوا به صورت ذرات و در محیط اکسیژن به صورت نانومیله‏های هرمی هگزاگونال می‏باشند. طیف پراش اشعه ایکس نشان داد که هر دو نمونه دارای ساختار کریستالی هگزاگونال ورتزایت می‏باشند. در طیف فتولومینسانس نانومیله‏های هرمی یک پیک قوی مربوط به نشر فرابنفش مشاهده شد که نشان می‏دهد نانوساختارها دارای کیفیت کریستالی خوب و میزان نقایص ساختاری ناچیز می‏باشند. کیفیت و عناصر تشکیل دهنده نانومیله‏ها هرمی با استفاده از طیف ftir تعیین گردید. پیک جذبی در اطراف 1-cm 510 مربوط به باند جذبی zn-o می‏باشد و مشخصه فاز هگزاگونال ورتزایت اکسید روی خالص است.

در این پژوهش نانوسیم های اکسید روی به روش تبخیر حرارتی پودر zn ، بر روی زیرلایه های شیشه، کوارتز، سیلیکون و فولاد ، تحت شارش گاز آرگون به عنوان گاز حامل و هوا به عنوان گاز واکنش دهنده در دمای 620 درجه سانتیگراد به طور موفقیت آمیزی رشد داده شدند. نمونه های بدست آمده توسط پراش پرتوی ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد آنالیز قرار گرفتند. برای بررسی تأثیر کاتالیست بر روی رشد نانوسیم ها، زیرلایه های سیلیکونی بدون کاتالیست و با لایه ی نازکی از طلا به عنوان کاتالیست ، مورد استفاده قرار گرفتند. از تصاویر sem مشخص شد که حضور کاتالیست در شکل گیری نانوسیم های zno تأثیر بسزایی دارد. به منظور بررسی اثر فاصله زیرلایه ها از منبع در رشد نانوساختارها، فواصل 1 سانتیمتری و 0.5 سانتیمتری از منبع مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آنالیزها برای زیرلایه ی کوارتز نشان داد که با کاهش این فاصله تراکم نانوساختارها افزایش یافته و مورفولوژی آنها تغییر می کند. همچنین، بکارگیری زیرلایه های فولادی نشان داد که با کاهش فاصله از منبع، طول و قطر نانوسیم ها ی رشد یافته، افزایش می یابد. تأثیر مدت زمان ماندن در دمای ماکزیمم بر روی مورفولوژی نانوسیم های رشد یافته بر روی زیرلایه ی فولادی نیز مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه گرفته شد که با افزایش این مدّت زمان، احتمال رشد نانوسیم ها در جهت عمود بر سطح زیرلایه افزایش یافته ، نانوساختارها با مورفولوژی یکنواخت تری بر روی سطح زیرلایه تشکیل می گردند و همچنین قطر و طول نانوسیم ها به طور چشمگیری افزایش می یابد. همچنین مشاهده شد که با تغییر جنس زیرلایه، مورفولوژی نانوساختارها نیز تغییر می کند. به طور مثال نانوسیم هایی با سطح مقطع هگزاگونال تخته ای بر روی زیرلایه های فولادی و خوشه های گل-مانندی از نانوسیم های zno با سطح مقطع هگزاگونال بر روی زیرلایه ی کوارتز رشد یافتند. در آخر، با استفاده از دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی در مُد اتصالی، جریان الکتریکی عبوری از زیر لایه ی فولادی 10 نانوآمپر اندازه گیری شد.

در این پایان نامه به بررسی ترابرد اسپینی در اتصالات ng/fg/ng پرداخته ایم. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که به دلیل وجود یک درگاه فرومغناطیس euo که یک میدان تبادلی با قدرت 5mev دارد، جریان اسپینی در قطعه طراحی شده به وجود می آید. این جریان اسپینی یک رفتار نوسانی با تغییر پارامتر های فیزیکی قطعه از خود نشان می دهد. جدا شدگی اسپینی در گرافین نوید بخش استفاده از این ماده در صنعت اسپینترونیک است.

in this thesis,spin dependend transport and electron transport through of ng/sg(graphene/ superconductor graphen) are studied in the junction of ng/fgt/sg. due to andreev reflection conductance increases in the presence of superconductor graphene.also, by applying a voltage gate on a superconductor, fermi level shifts and the conductance is independent of ferromagnatic substrate. also, the conductance is controllable by voltage gate. the effect of physical parameters on conductance behaviour is studied. the presented results make possible to select proper parameters for designing an optimized system with the maximum transport. also, it has attempted that these proper parameters to be near the available values in lab. such a system can be used as a switching in electronic and spintronics nano devces.

در این پژوهش رشد و گسترش نانو ساختارهای اکسید روی با استفاده از گرانول روی در شکل های لایه نازک و پودر مورد بررسی قرار گرفت. رسوب بخار شیمیایی برای بررسی شرایط رشد بکار برده می شود. افزایش درجه حرارت به ترتیب روی 820‏، 860، 900 و 950 درجه سلسیوس تنظیم شد. نسبت جریان برای ar/o2 در فلوی ثابت sccm 200 نگه داشته شد؛ البته با نسبت 200/0 ، 100/100 و 50/150 . نانوساختارها بر روی زیرلایه های سیلیکون و سرامیک در شکل هایی از لایه نازک رشد یافته و ساخته شده اند. تکنیک های تحلیلی مختلفی شامل میکروسکوپ الکترون روبشی (sem)، پراش اشعه ایکس (xrd) فتولومینسانس (pl) و طیف مرئی – فرابنفش می باشد که برای مشخصه یابی و ویژگی های نمونه بکار برده شده است. نتایج نشان می دهند، که درجه حرارت زیرلایه و نسبت گاز واکنش دهنده (o2) به گاز حامل (ar) ، میزان رشد و ساختار و کیفیت نانوساختارهای zno تاثیرگذار است. این بررسی اشاره می کند که رشد نانوساختارهای zno در مقادیر مساوی از اکسیژن (o2) و آرگون (ar) در درجه حرارت 900 درجه سلسیوس دارای بالاترین میزان رشد و کیفیت بوده است و هم چنین با افزایش درجه حرارت میانگین قطر نانو ساختار اکسید روی نیز افزایش یافته است. نتایج تشریح شده اشاره می کند که زیرلایه سرامیک برای نانوساختارهای اکسید روی znoدر مقایسه با زیرلایه سیلیکون از نظر کیفیت و کمیت مناسب هستند.

بعد از کشف نانولوله های کربنی، توجه زیادی به سمت تحقیق در مورد ساخت و مشخصه یابی نانوساختارهای یک بعدی از مواد دیگر به خصوص zno و دیگر نیمه رساناهای با گاف انرژی پهن جلب شده است. در سالهای اخیر تحقیقات درباره ی نیمه رساناهای با گاف انرژی پهن گسترش قابل ملاحظه ای، به خاطر کاربردهای وسیع آنها در اپتوالکترونیک و انرژی خورشیدی، پیدا کرده است. البته نانوساختارهای یک بعدی مثل نانوسیم ها به جهت هدایت الکتریکی بهتری که می توانند داشته باشند از اهمیت بالاتری برخوردارند و کار علمی در این زمینه را موجه می سازند. در این پژوهش به رشد نانوسیم های zns با استفاده از کاتالیست مناسب و با انجام فرآیند بخار-مایع-جامد(vls) پرداخته شده است.