درفصل اول مختصری از تاریخچه و کاربرد لایه های نازک آمده است و به هدف تحقیق و اهمیت آن اشاره شده است. فصل دوم نگاهی به روش های فیزیکی لایه نشانی لایه های نازک دارد. سپس به روش های اندازه گیری ضخامت لایه های نازک توجه کردیم. این اندازه گیری ها به دو روش اپتیکی و غیر اپتیکی امکان پذیر است. از روش های نوری دقیق متداول برای اندازه گیری ضخامت لایه های نازک، روش اپتیکی با استفاده از الگوهای تداخلی است. چنانچه نوری تک رنگ توسط لایه نازک گوه ای شکل از هوا تداخل کند، نوارهای تاریک و روشن مشاهده خواهد شد. برای لایه ای که ضخامت آن یکسان نباشد نوارها، شکلی غیر یکنواخت خواهند داشت. این روش به عنوان روش استاندارد و دقیق در محاسبه ضخامت لایه های نازک به-کار گرفته می شود. روش های تداخلی که از سهولت و دقت بالایی برخوردارند، بیشتر مورد توجه ما بوده است. این مباحث موضوع فصل سوم تحقیق را تشکیل می دهند. در فصل چهارم به آزمایش های مختلف، نحوه انجام آن ها و ثبت تصاویر و محاسبات کامپیوتری پرداختیم. تصاویر تهیه شده از نمونه ها و نتیجه اندازه گیری ها توسط میکروسکوپ الکترونی تونلی را در این فصل آورده ایم. در فصل پنجم روشی جدید و دقیق با عنوان "روش همبستگی" ارائه نمودیم که صحت و دقت آن قابل توجه است. با تهیه فریزهای فیزو از پله لایه نشانی شده، اندازه گیری ها را با دو روش "میانگین" و "همبستگی" انجام و مقایسه نمودیم. روش همبستگی همراه با مزیت بیشتر و دقت بسیار خوبی قادر به اندازه گیری ضخامت لایه های نازک در ابعاد نانومتری است. نتایج نهایی را در انتهای تحقیق آورده ایم.

شروع مبحث بلورهای فوتونی در سال 1987 با تحقیقات یابلونویچ به منظور کم کردن اتلاف ناشی از گسیل خودبخودی و جان به دنبال جایگزیده کردن نور بوده است. فعالیت تحقیقاتی هر دو به معرفی بلور فوتونی منجر شد. بلورهای فوتونی به علت خاصیت تناوبی اجزاء سازنده آن ها، دارای خواص بسیار جالبی در بر هم کنش با امواج الکترومغناطیسی هستند و بازتاب براگ امواج الکترومغناطیسی باعث ایجاد ساختار باند فوتونی در آن ها می شود، که بسیار مشابه ساختار باند الکترونی در نیم رساناها است. می توان با تغییر ضریب شکست عناصر شبکه و کسر اشغال حجمی، خواص بلورهای فوتونی را کنترل کرد. همچنین با ورود یک ناخالصی کنترل شده، در بلور فوتونی می توان به شبکه ای برای جایگزیده کردن نور دست یافت، که از این پدیده برای ساخت تشدید کننده ها و موجبرها استفاده می شود. تغییراتی که ناخالصی در ساختار باندهای فوتونی ایجاد می کند زمینه های تحقیقاتی و کاربردهای جدید برای محققان فراهم آورده است. روش های ساخت بلورهای فوتونی مبحثی است که طی دو دهه گذشته دستخوش تحولات و نوآوری های فراوانی شده است. پس از ساخت اولین بلور فوتونی بعد از سه سال تلاش توسط یابلونویچ و همکارانش، گروه های زیادی با استفاده از روش های مختلف در جهت ساخت بلورهای فوتونی و دستیابی به گاف ممنوعه پهن تر تلاش کردند. همچنین به علت وجود گاف فرکانسی در فرکانس های پایین، سادگی ساخت و طراحی، کوچک بودن حجم این سیستم ها و ارزان بودن هزینه های ساخت، در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای در زمینه ساخت بلورهای فوتونی فلزی انجام شده است. بلورهای فوتونی را برای ساخت تشدید کننده ها، فیلترها، مقسم ها، لیزرهای دیودی و تارهای نوری حفره دار به کار برده اند. به این ترتیب بلورهای فوتونی به صورت گسترده ای در مبحث مخابرات نوری اثر گذاشته اند. انتظار می رود در آینده فناوری فوتونیک به طور کامل جای فناوری الکترونیک را بگیرد و قطعات فوتونیکی جایگزین قطعات الکترونیکی شوند. در فصل اول این پایان نامه مفاهیم، تعریف های اولیه و روش های محاسبه گاف های ممنوعه فوتونی در بلور فوتونی بیان شده است. در فصل دوم اقدام به محاسبه ساختار باندهای فوتونی در بلور یک بعدی فلزی با استفاده از روش بسط موج تخت نموده و در پایان این فصل ساختار باند فوتونی برای شبکه دو بعدی مربعی، متشکل از میله های استوانه ای فلزی به روش بسط موج تخت محاسبه شده و گاف های فوتونی مشاهده می شوند. در فصل سوم با در نظر گرفتن اتلاف در فلز، به محاسبه ساختار باندهای فوتونی در بلور یک بعدی و دو بعدی به روش بسط موج تخت پرداخته شده است. همچنین در این فصل با به کارگیری مدل مناسب تری ساختار نواری بلور یک بعدی محاسبه شده و گاف های فوتونی برای بلورهای متنوع به دست آمده اند.

نظر به خواص و کاربردهای گسترده نانوذرات طلا در شیمی، فیزیک، علم مواد، الکترونیک، کاتالیزورها و فن آوری های نانوزیستی، تولید این نانوذرات مورد توجه فراوان قرار گرفته است. روش های فیزیکی-شیمیایی برای تولید نانوذرات طلا، اغلب سمی و گران قیمت است. روش قوس الکتریکی در محلول یک روش فیزیکی جدید، راحت، ارزان و پاک برای تولید نانوذرات می-باشد. در این تحقیق از روش قوس الکتریکی در محلول های آب دوبار یونیزه، آب دوبار یونیزه/ اتانول خالص، اتانول خالص و آب/مرکبتواتانول جهت تولید نانوذرات طلا استفاده شده است. اندازه نانوذرات طلا توسط روش اندازه گیری بازتاب نور دینامیکی(dls) انجام شد و اندازه ذرات در بازه 25 تا 63 نانومتر برای محلول های مختلف بدست آمد. از طیف جذبی ماوراء بنفش-مرئی(uv-vis) جهت تشخیص نانوذرات طلا استفاده شد. قله جذب که نمایانگر تشدید پلاسمون سطحی نانوذرات طلا می باشد اندازه گیری شد و در بازه 523 تا 542 نانومتر بدست آمد. روش اندازه گیری پتاسیل زتا که نشان دهنده میزان بار منفی یا مثبت بر روی سطح نانوذرات است نیز جهت مشخص کردن میزان پایداری محلول های کلوئیدی طلای بدست آمده استفاده شد. میزان پتانسیل زتای این محلول ها در محدوده 1/59- تا 4/7- الکترون ولت بدست آمد.

در این تحقیق سعی بر آن بوده است که پلیمری با پیوندهای مزدوج در زنجیر اصلی طراحی و ساخته شود. بر این اساس دو پلیمر با مشتقاتی از 4[4-(alkoxy) phenyl] 2, 6-bis (4-bromophenyl) pyridine و مونومر بای تیوفن ساخته شد که با نام های p1 و p2 مشخص شدند. کلیه پلیمرها و حد واسط های مربوطه با تکنیک های ft—ir ، nmr و آنالیز عنصری شناسایی شدند. در این پلیمرها از استخلاف هایی با طول های مختلف استفاده شده است و تاثیر استخلاف نیز بر روی خواص آن ها تعیین شده است. بعد از ساخته شدن و انجام کارهای تایید کننده ساخته شدن پلیمر، ویژگی های نوری و انرژی پلیمر توسط انجام عملیات بر انگیختگی با اشعه نوری در ناحیه طول موجی uv-vis بررسی شد. برای پلیمر p1 مقدار گاف انرژی 17/2 الکترون-ولت و برای پلیمر p2 مقدار 13/2 الکترون-ولت بدست آمد. موقعیت های homo و lumo پلیمرها نیز توسط گرفتن ولتامتری چرخه ای از محلول پلیمر در محیط آلی تعیین شد که برای پلیمر p1 به ترتیب مقادیر 28/5- و 15/3- الکترون-ولت و برای پلیمر p2 مقادیر 41/5- و 32/3- الکترون-ولت بدست آمد. همچنین یک مولکول آلی با ساختار4-(naphthalen-1-yl)-2, 6-bis (4-nitrophenyl) pyridine (a1) جهت استفاده در سلول ها به عنوان گیرنده طراحی و ساخته شد که گاف انرژی آن 29/2 الکترون-ولت بود. سلول-های خورشیدی ساخته شده دارای اجزا ito/pedot:pss/active layer/lif/al می باشند که لایه فعال شامل مخلوطی از پلیمرها با هم، یا مخلوط پلیمرها و (a1)است. در حالت کلی سه نوع سلول طراحی شد که ترکیبی از p1/p2، p1/a1 ، p2/a1 ، به عنوان گیرنده / دهنده در لایه فعال می باشند. این سلول ها با درصد های مختلفی از دهنده و گیرنده تست شدند و درصد بهینه آن ها گزارش شده است. بر روی سلول های ساخته شده محاسبات جریان-ولتاژ (v-j) انجام گرفته و همچنین ضخامت لایه های مربوطه به کمک sem اندازه گیری شدند.

یک دیود نورگسیل از یک لایه فیلم نازک ماده آلی یا غیر آلی تشکیل شده است که بین دو الکترود قرار می گیرد. با اعمال ولتاژ به الکترودها، الکترون ها و حفره ها به لایه آلی وارد می شوند و در آنجا تشکیل اکسایتون می دهند و سرانجام نور تولید شده از دیود خارج می شود. دیودهای نورافشان به دو دسته آلی و غیر آلی تقسیم می شوند. دیودهای نورافشان آلی در دو دهه گذشته مورد توجه بسیاری از جامعه محقیقن قرار گرفته است. با توجه به کاربردهای متنوع و روز افزونی که این دسته از دیودهای گسیلنده دارند، این موضوع را مورد تحقیق قرار دادیم. در این پایان نامه به ساخت و تولید دیود نورافشان آلی و بررسی اثر ضخامت لایه گسیلنده نوری آلی پرداختیم. با توجه به آزمایشات انجام شده موفق به ساخت دیود با ساختار ito/pedot:pss/pvk/alq3/al شدیم و توانستیم از این ساختار نور خروجی دریافت کنیم. بعد از فرایند ساخت، به بررسی اثر ضخامت لایه آلی alq3 پرداختیم. ضخامت های 70، 80، 100 و 110 نانومتر مورد بررسی قرار گرفتند که ضخامت بهینه 70 نانومتر را برای این ساختار بدست آوردیم.

در این پایان‏نامه لایه‏های نازک دی‏اکسیدتیتانیوم با استفاده از روش تبخیر الکترونی روی بستره‏ی شیشه‏ای bk7 انباشت شدند. ویژگی‏های اپتیکی لایه‏ی نازک تولید شده با استفاده از طیف‏سنج uv-vis و خاصیت آب‏دوستی آن با استفاده از اندازه‏گیری زاویه‏ی تماس قطره با سطح تحت تابش فرابنفش، اندازه‏گیری شد. به‏منظور بررسی پارامترهای انباشت، نمونه‏ها در چهار دمای بستره و سه فشار متفاوت گاز اکسیژن انباشت شدند. همچنین بر روی نمونه‏ها در دمای 350 درجه سانتی گراد عملیات حرارتی صورت گرفت. مشاهده شد که با افزایش فشار جزئی گاز اکسیژن و افزایش دمای بستره، لایه‏ها دارای خواص آب‏دوستی بهتری می‏باشند. نتایج پراش پرتو x نشان می‏دهد که لایه‏ها پس از انباشت بی‏شکل بوده و در نتیجه‏ی بازپخت، لایه‏هایی که در دمای بستره‏ی 200 و 300 درجه‏ی سانتی گراد انباشت شده‏اند بلوری می‏شوند. همچنین خاصیت فوتوکاتالیستی با استفاده از دو نوع آلودگی متیلن‏بلو و اسید استئاریک توسط طیف‏سنج uv-vis و ftir مورد بررسی قرار گرفت.

فن آوری ساخت دیودهای نور گسیل آلی (oled)، روند رو به رشدی در صنایع نوری و الکترونیکی جهان دنبال می کند. طرح ها و نقشه های راه مربوط به تحقیق و گسترش این فن آوری که توسط شرکت های بزرگ جهان نظیر فیلیپس دنبال می شود، مبین آن است که به زودی این دیودها جایگزین چشمه های نوری فعلی در صنعت روشنایی منازل، مراکز تجاری و اداری و کارخانه های صنعتی خواهد شد [1]. ساختار یک oled متشکل از دو الکترود آند و کاتد است که حداقل یکی از آن ها شفاف است. بین این دو الکترود، مجموعه ای از لایه های نازک آلی که به عنوان ناحیه ی فعال دیود شناخته می شوند، انباشت می گردد. اساس کار آن شبیه به یک دیود معمولی است که با اعمال ولتاژ دو سر الکترودها، فرآیند تابش نور از دیود فراهم می شود [2]. مکانیزم نوردهی در این ساختارها اساسا بر پایه ی مکانیک کوانتومی بیان می شود. نظریه مکانیک کوانتومی به همراه نظریه ترکیب خطی اوربیتال های اتمی (lcao)، مشابه با ترازهای هدایت و ظرفیت در نیم رساناهای غیر آلی، بالاترین تراز اشغال شده مولکولی (homo) و پایین ترین تراز اشغال نشده مولکولی (lomo) را برای نیم رساناهای آلی درنظر می گیرند. پس از فرآیند تزریق و انتقال حامل ها از الکترودها به سمت این ترازها، در ناحیه ی فعال نوری، اکسایتون ها تشکیل می شوند. بر اساس مکانیک کوانتومی، اکسایتون ها با حالت های اسپینی یگانه و سه گانه تشکیل می شوند و اساس نوردهی oled ها نیز برپایه ی فرو افت الکترون ها از حالت های برانگیخته ی اکسایتونی به حالت زمینه ی s=0 رخ می دهد. نور فلورسانسی از فروافت الکترون از حالت برانگیخته s=1 به حالت زمینه تولید شده و نور فسفرسانسی از فروافت الکترون از حالت برانگیخته t=1 به حالت زمینه تولید می شود. بر اساس آمار اسپینی بازده تولید نور فسفرسانسی چهار برابر بازده تولید نور فلورسانسی است. این ایجاب می کند که در ساخت یک oled از مواد آلی با قابلیت تولید نور فسفرسانسی استفاده شود. از نظر مواد آلی به کار رفته در ساخت یک oled دو نوع دیود را دسته بندی می کنند. دیودهای آلی که بر پایه مواد آلی با مولکول های کوچک (smoled) هستند و دیگری دیودهای آلی پلیمری (pled) است [3]. روش های ساخت smoled ها تماما به کمک روش های انباشت فیزیکی لایه ها نظیر تبخیر حرارتی است و برای انباشت pled ها نیاز به روش های شیمیایی نظیر لایه نشانی چرخشی ، است. در ساخت یک oled پربازده همواره از شرایط انباشت بهینه استفاده می شود، لذا مواردی نظیر آهنگ انباشت در فرآیند تبخیر حرارتی و میزان دور و سرعت در لایه نشانی چرخشی مورد توجه بوده است. الکترودهای به کار رفته در ساخت oled ها دارای این ویژگی هستند که لایه آند دارای تابع کار بالا و لایه کاتد دارای تابع کار پایین هستند. یکی از مواردی که می تواند کارایی آند و کاتد را بالا ببرد، انجام عملیات مختلف بر روی این نانو پوشش ها در محیط های مختلف با گازهای متفاوت و شرایط خاص است که می تواند مورد بررسی قرار گیرد. مواد آلی که به صورت پوشش های نانوساختاری در ساخت یک oled به کار برده می شوند، کاربردهای متفاوتی دارند. برخی از این نانو پوشش های آلی، نقش لایه ی تزریق کننده، انتقال دهنده و سد کننده الکترون و حفره را ایفا می کنند و در برخی دیگر مکانیزم تجمع اکسایتون ها، فرآیند بازترکیب الکترون-حفره و نهایتا عمل تابش نور رخ می دهد [4]. همواره این مسأله مطرح بوده است که ریخت شناسی سطح این لایه ها تأثیر مستقیم در بازده oled دارد. بررسی این عامل توسط دستگاه های آنالیز سطح می تواند ما را در یافتن ساختاری مناسب یاری کند. در بعضی از ساختارها ملاحظه شده است که عمل بازپخت لایه های تزریق و انتقال دهنده حامل ها، میزان بازده را افزایش می دهد و نیز میزان ضخامت این لایه ها رابطه ی مستقیم بر کارایی ساختار دارد. تحقیق در مورد دو پارامتر بازپخت و ضخامت لایه های انباشتی از موارد کلیدی در دست یابی به یک ساختار مناسب است. برای oled ها همانند دیودهای نور گسیل (led) ها دو بازده تعریف می شود: 1- بازده کوانتومی و 2- بازده توان . بازده کوانتومی خود به دو بازده کوانتومی خارجی و داخلی تقسیم می شود. بازده کوانتومی داخلی عبارت است از نسبت تعداد فوتون های تولیدی در داخل وسیله به تعداد زوج الکترون-حفره تولیدی. بازده کوانتومی خارجی نیز به صورت نسبت تعداد فوتون های خروجی از وسیله به تعداد زوج الکترون-حفره تولیدی تعریف می شود. نسبت این دو بازده به یکدیگر همواره برابر با یک نیست و به علت های مختلف همواره بازده خارجی از بازده داخلی کمتر است [5]. بازده توان نیز به صورت نسبت لومین خروجی از وسیله به توان ورودی تعریف می شود که به ممکن است به علت بالا بودن ولتاژ راه اندازی دستگاه، توان مصرفی زیاد و درنتیجه بازده توان پایین باشد [6]. مهمترین تفاوتی که میان oled ها با دیودهای معمولی وجود دارد این است که اساسا، تحرک پذیری در لایه های انباشتی از مواد آلی بسیار پایین است و بنابراین انتظار داریم که در این دیودها، حامل های آزاد وجود نداشته باشند. لذا برای تولید الکترون و حفره در این مواد نیاز به تزریق حامل ها به درون دیود داریم [7]. در بیشتر موارد برای آسان سازی فرآیند تزریق حامل ها به ناحیه ی فعال نوری در دیود آلی و همچنین برای از بین بردن فعل و انفعالات شیمیایی موجود میان الکترودهای آند و کاتد با لایه های فعال آلی و درنتیجه بهینه سازی کارایی لایه ها که منجر به افزایش بازده کوانتومی خارجی دیود آلی می شود، از یک سری لایه های میانگیر استفاده می شود [8]. برای مثال لایه های میانگیر که بر روی آند انباشت می شوند، با تصحیح ضریب شکست لایه ها، موجب کاهش بازتابش داخلی ایجاد شده در فصل مشترک لایه های آلی و آند، می شوند و بدین ترتیب می توانند میزان بازده کوانتومی خارجی را افزایش دهند [9]. بر اساس مطالب یاد شده، برای طراحی و ساخت یک دیود نورگسیل آلی: در مرحله ی اول این پژوهش، هدف ما یافتن شرایط مناسب انباشت برای مثال آهنگ انباشت در روش تبخیر حرارتی و میزان دور و زمان در روش لایه نشانی چرخشی است. در این بین ماده ی alq3 را به عنوان ماده ی انتقال دهنده خوب الکترون و همچنین گسیلنده ی نور سبز در نظر می گیریم و این ماده را با انتخاب شرایط مناسب لایه نشانی حرارتی، انباشت می کنیم. برای ماده ی انتقال دهنده خوب حفره دو نوع ماده را در نظر می گیریم، pvk را به عنوان ماده پلیمری و tpd را به عنوان ماده آلی مولکول کوچک انتخاب کرده ایم که شرایط مناسب لایه نشانی را برای آن ها نیز بررسی می کنیم. در مرحله ی دوم به بررسی رفتار لایه های آند و کاتد از مواد متفاوت و در محیط های مختلفی نظیر هوا، h2 و n2 می پردازیم تا بدین صورت بتوانیم الکترودهایی با ویژگی های مناسب بدست آوریم. در مرحله سوم، با ساخت جداگانه ی لایه های تزریق کننده و انتقال دهنده و نیز ساخت چندلایه ای از این نانو پوشش ها، ریخت شناسی سطوح آن ها را بررسی می کنیم. در مرحله ی چهارم، ساخت یک دیود نانوساختاری آلی با قابلیت تولید نور تک فام را در برنامه خود قرار داده و در این بین به بررسی پارامترهای موثر در فرآیند نورگسیل دیود آلی نظیر شرایط بازپخت لایه ها، اثر ضخامت لایه های آلی و غیره خواهیم پرداخت. در مرحله ی پنجم که مرحله نهایی این تحقیق است، به بررسی نقش لایه های میانگیر در بهبود بازده oled های ساخته شده خواهیم پرداخت. این لایه های میانگیر هم می توانند مواد معدنی نظیر tio2 و sio2 باشند و هم می توانند مواد آلی نظیر c60 باشند. نهایتا با لایه نشانی لایه های میانگیر به کمک دستگاه های لایه نشانی حرارتی و چرخشی موجود در آزمایشگاه لایه های نازک گروه فیزیک دانشگاه اصفهان، یک oled با پیکربندی مناسب از نانو پوشش های چندگانه ارائه خواهیم داد.

برای بهبود بخشیدن به خواص الکتریکی و اپتیکی الکترودهای رسانای شفاف به منظور استفاده از آن ها در صفحات و وسایل فوتوولتائیک و دیودهای نور گسیل آلی، بررسی های فراوانی صورت گرفته است و برای طراحی و ساخت این گونه فیلم ها باکیفیت بالا و هزینه ی تولید پایین تلاش فراوانی انجام شده است. امروزه اکسیدهای رسانای شفاف بر پایه ی in2o3، zno، sno2 به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند اما وسایل توسعه یافته و پیشرفته به الکترودهای جدید با مقاومت ویژه الکتریکی کمتر و خصوصیات اپتیکی بالاتری نسبت به الکترودهای نسل حاضر نیاز دارند. اخیراً برای بهبود بخشیدن به خواص الکتریکی و اپتیکی اکسیدهای رسانای شفاف، از یک لایه ی فلزی به عنوان لایه ی بین اکسید های رسانای شفاف یا مواد دی الکتریک استفاده می شود. ساختارهای (اکسید)دی الکتریک/فلز/(اکسید)دی الکتریک، خصوصیات الکتریکی و اپتیکی بهتری را نسبت به الکترودهای تک لایه ی tco یا الکترودهای فلزی فراهم می آورند. این ساختارها باید علاوه بر رسانندگی الکتریکی بالا، به طور همزمان از شفافیت اپتیکی مناسبی در گستره ی نور مرئی نیز بر خوردار باشند. در این پژوهش، نخست به طراحی و شبیه سازی الکترودهای رسانای شفاف نانومتری سه لایه ای zns/ag/zns و پنج لایه ای zns/ag/zns/ag/zns برای دست یابی به شفافیت بالا و مقاومت سطحی پایین پرداخته شد و سپس این ساختارها به روش تبخیر گرمایی بر روی بستره های شیشه ای انباشت شدند. تأثیر پارامترهایی نظیر آهنگ انباشت، ضخامت لایه ها، دمای بستره، بازپخت در خلأ و بازپخت در هوا روی ویژگی های ساختاری، اپتیکی و الکتریکی این نانوساختارهای چند لایه ای بررسی شد. در ابتدا ما به الکترود شفاف سه لایه ای با تراگسیل اپتیکی بالای 82% و مقاومت بسیار پایین ?/sq 4.4 و الکترود شفاف پنج لایه ای با تراگسیل اپتیکی 75.5% و مقاومت بسیار پایین ?/sq 2.7 بدون عملیات گرمایی حین انباشت یا بازپخت پس از انباشت لایه ها دست یافتیم. دست یابی به شفافیت و رسانندگی بیشتر برای سیستم های چند لایه ای تحت شرایط اعمال دما به بستره ها حین انباشت لایه ها، امکان پذیر نیست و هم چنین بازپخت سیستم های چندلایه ای تاثیر چندانی بر افزایش تراگسیل اپتیکی آن ها نداشت. پس از بهینه سازی شرایط انباشت لایه ها، مقدار بیشینه ی تراگسیل اپتیکی برای فیلم های سه لایه ای که لایه ی اول zns در دمای °c100 بازپخت شده بود به 87.3% رسید و مقاومت سطحی به ?/sq 3.1 کاهش یافت. هم چنین برای ساختار سه لایه ای انباشت شده بر روی بستره شیشه ای که فقط لایه ی اول zns تحت دمای °c120 انباشت شده بود، شفافیت بالای 86 % و مقاومت سطحی?/sq 2/6 به دست آمد. الکترود شفاف سه لایه ای zns/ag/moo3 نیز مورد بررسی قرار گرفت که تراگسیل اپتیکی 80% و مقاومت سطحی sq/? 5.4 به دست آمد که بازپخت در هوا در °c100 باعث بهبود خواص الکتریکی و اپتیکی آن شده و تراگسیل اپتیکی به 85% و مقاومت سطحی به 4.5 ?/sq رسید. در نهایت دیودهای نور سبز ساخته شده بر روی آند پنج لایه ای، کارایی و درخشایی قابل مقایسه ای را با دیودهای بر پایه ی آند ito ازخود نشان دادند.

سلول های خورشیدی متشکل از قطعات نیم رسانایی هستند که مستقیماً انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. امروزه سلول های خورشیدی سیلیکونی به صورت صنعتی و با بازدهی بالا تولید می شوند، ولی هزینه تولید آنها بسیار زیاد است. تحقیقات زیادی در زمینه سلول های خورشیدی برپایه cdte صورت گرفته است از جمله مزایای این سلول های خورشیدی می توان به بازده بالا، قیمت کمتر و حساس نبودن نسبت به زاویه تابش نور خورشید و تغییرات درجه حرارت اشاره کرد. سلول خورشیدی cdte/cds نمونه ای از یک پیوندگاه است که، روی بستره شیشه ای لایه نشانی شده با اکسید رسانای شفاف که به عنوان الکترود جلویی به کار می روند، ساخته می شوند. کادمیوم تلوراید با گاف انرژی برابر ev45/1 است که بسیار نزدیک به گاف انرژی بهینه برای سلول خورشیدی می-باشد، ماده مناسبی برای سلول های فتوولتائیک لایه نازک است. چون ضریب جذب cdte بالاست (cm-1105×5) می تواند همه فوتون های با انرژی بیش از ev45/1 را جذب کند. کادمیوم سولفاید نیز با گاف انرژی ev45/2 و رسانایی خوب معمولاً در ترکیب با cdte استفاده می شود. استفاده از لایه نازک کادمیوم سولفاید شیوه ای برای بالا بردن کارایی دستگاه است. در این پروژه ابتدا به بررسی ساختار سلول خورشیدی cdte/cds پرداخته و سپس سلول خورشیدی را با دو لایه رسانای شفاف ito و sno2 شبیه سازی کرده و ضخامت لایه های این سلول ها را بهینه سازی کردیم، و تأثیر ضخامت لایه های میانگیر sb2te3، as2te3، znte و zno را بر هر دو سلول خورشیدی بررسی کردیم. در نهایت بهترین طراحی ما منجر به شبیه سازی سلول خورشیدی cdte/cds با لایه میانگیر زینک تلوراید با ساختار sno2(30nm)/cds(20nm)/cdte(1µm)/znte(20nm)/au که بازده %04/21 می شود.

سامانه های چندلایه ای که از مجاورت لایه های نازکی از مواد مختلف ساخته می شوند دارای ویژگی های فیزیکی منحصر به فردی هستند. ناهمواری بین لایه ای که ویژگی اجتناب ناپذیر در فرایند رشد این سامانه است ویژگی های فیزیکی سیستم را تحت تاثیر قرار می دهد. یکی از روش های قدرتمند و متداول بررسی ناهمواری پراکندگی پخشی پرتو ایکس در زاویه های فرودی خراشان است. چند لایه ای های مورد نظر در این پژوهش sio2/{co(1nm)/ru(1/1nm)*n هستند که n=5,15,20,60,80 است. زیرلایه از نوع تک بلور سیلیکون به جهت بلوری است. در این تحقیق پارامتر فرکتالی و طول همبستگی عمودی محاسبه شده و تغییرات آن ها با افزایش تعداد دولایه ای ها بررسی شده است. این نمونه ها در دانشگاه لیدز انگلستان به روش اسپاترینگ تولید شده اند و آزمایش های پراکندگی پخشی پرتو ایکس در سنکروترون esrf فرانسه انجام شده است. آشکارساز به کار برده شده در این آزمایش آشکارساز marccd است که از گروه آشکارسازهای دوبعدی است. برای استخراج داده ها از تصویرهای پراکندگی به دست آمده از marccd از نرم افزار fit2d استفاده کرده ایم. بررسی شدت بر حسب مولفه ی بردار پراکندگی موازی با سطح نشان می دهد که ناهمواری سطح مشترک در تمام نمونه ها در مقیاس های طولی کوچک دارای مشخصه فرکتالی است. پارامتر فرکتالی به دست آمده برای نمونه n=5 با مقدار پیش بینی شده توسط مدل رشد kpz سازگار است و در دیگر نمونه ها پارامتر فرکتالی با افزایش تعداد دولایه ای ها افزایش می یابد که با مدل رشد tab سازگار است. بررسی ها نشان می دهد که در نمونه های n=5,15,20 همبستگی خوبی بین بالاترین سطح مشترک و پایین ترین سطح مشترک وجود دارد. طول همبستگی محاسبه شده با گذشت زمان و افزایش تعداد دولایه ای ها افزایش یافته و سپس اشباع می شود. این رفتار در رشد لایه های نارک قابل انتظار است ولی داده های بازتابی لازم است تا مشخص شود که طول همبستگی محاسبه شده همان طول همبستگی معرفی شده در مدل رشد tab است یا پارامتر دیگری است. موضوعی که واضح است این است که طول محاسبه شده مقیاسی برای رفتار توانی افت شدت در مقادیر بزرگ مولفه ی موازی بردار پراکندگی است. از مقایسه ی نتایج بدست آمده با نتایج مربوط به سامانه هایی با فرمول co/x همانند به نظر می رسد همبستگی بین سطح مشترک ها به ضخامت چندلایه ای وابسته است به طوری که با افزایش ضخامت چندلایه ای همبستگی بین بالاترین و پایین ترین سطح مشترک کاهش می یابد و بعد از ضخامت مشخصی همبستگی به طور کامل حذف می شود. همچنین به نظر می رسد سامانه های ذکر شده با افزایش تعداد دولایه ای ها مشخصه فرکتالی دوبعدی به خود می گیرند.

یک دیود نورگسیلِ آلی تک لایه ای از یک لایه ی آلی (لایه ی فعال) که بین دو الکترود قرار گرفته است تشکیل شده است. بنا به دلایلی از جمله افزایش کارایی دیود، بهبود بازدهی، افزایش طول عمر و ... لازم است که در ساختار دیود از لایه های دیگری به جز لایه ی فعال نیز استفاده کنیم. به این لایه های کمکی، لایه های میانگیر گفته می شود. یکی از پارامترهای مهم در بهینه سازی یک دیود نورگسیل آلی ضخامت لایه های تشکیل دهنده است. در این پژوهش تأثیر ضخامت لایه های میانگیر بر کارایی دیود را مورد بررسی قرار دادیم. ابتدا یک ساختار چند لایه ای را در نظر گرفتیم و با استفاده از نرم افزار silvaco این ساختار را شبیه سازی کردیم. در این پژوهش به جای استفاده از لایه ی پلیمری pedot که به طور متداول به عنوان تزریق کننده ی حفره قرار می گرفت، از لایه ی moo3 استفاده شد. در این شبیه سازی ضخامت لایه ی moo3 را متغیر قرار داریم. این لایه به عنوان لایه ی تزریق کننده ی حفره مورد استفاده قرار گرفته است. سپس از نتایج شبیه سازی استفاده کرده و ضخامت بهینه ای را برای یک لایه ی میانگیر به دست آوردیم. بعد از به دست آوردن نتیجه ی مطلوب از فرآیند شبیه سازی، این ساختار را به صورت تجربی در آزمایشگاه انباشت نمودیم. مشاهده شد که کیفیت قطعات ساخته شده با این لایه به وضوح از قطعات ساخته شده با pedot بهتر است. در این قطعات دیگر اثری از غیر یکنواختی لایه ی تزریق کننده ی حفره وجود نداشت و تمام سطح قطعه به طور کاملاً یکنواخت تابش می کرد. در آزمایشگاه چندین قطعه را با ضخامت های مختلف از لایه ی میانگیر moo3 لایه نشانی کردیم. البته ضخامت لایه را نزدیک به ضخامت به دست آمده از شبیه سازی در نظر گرفتیم. پس از مشخصه یابی قطعات به کمک وسایل اندازه گیری موجود در آزمایشگاه، پارامترهای مختلف از آن ها را محاسبه کردیم و برای آنها نمودارهایی رسم شد. با مقایسه ی نتایج بدست آمده، ضخامت بهینه را برای قطعات تعیین کردیم و در نهایت نتیجه ی به دست آمده از کار آزمایشگاهی را با نتیجه ی شبیه سازی مقایسه کردیم. همان-طور که در شبیه سازی یک قله ی بازدهی در اطراف ضخامت 40 نانومتر برای لایه ی میانگیر تزریق کننده ی حفره برآورد شد، نتایج تجربی نیز این مطلب را تأیید کردند. البته با این تفاوت که در نتایج تجربی قله ی بازدهی در اطراف ضخامت 35 نانومتر برای لایه ی میانگیر تزریق کننده ی حفره به دست آمد. در پایان با انجام آزمایشی دیگر سعی کردیم ولتاژ آستانه ی کار دیود را کاهش دهیم. به این منظور از به کار بردن متناوب لایه ی moo3/npb و ایجاد یک چاه کوانتومی سه گانه به عنوان لایه ی میانگیر برای تزریق حفره، ولتاژ راه انداز را به میزان چشمگیری کاهش دادیم. طبق نتایج به دست آمده ولتاژ آستانه با به کار بردن این روش از حدود 10 ولت به 4/5 ولت رسید که در نوع خود بسیار حایز اهمیت است.

چکیده انبرک نوری روشی برای به دام اندازی و دستکاری ذرات در محدوده چند نانومتر تا چند میکرومتر است. امروزه این روش در زمینه¬هایی مانند زیست¬شناسی مورد توجه واقع شده است به همین خاطر بررسی این روش و ایجاد شرایط محیطی مناسب برای به دام اندازی و دستکاری نمونه¬های زیستی اهمیت بسیاری دارد. در این پژوهش ابتدا نظریه حاکم بر به دام اندازی ذرات در پرتو نور متمرکز مورد بررسی قرار گرفته است. با معرفی مدل سازی مناسب که برای بازه اندازه ذرات در حد میکرون در ناحیه مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی معتبر می¬باشد شبیه سازی لازم را انجام دادیم. سپس به بررسی اپتیکی جزء به جزء هر یک از اجزاء سامانه اپتیکی استفاده شده انبرک نوری در به دام اندازی میکروکره¬ها پرداختیم. با استفاده از این سامانه موفق به به دام اندازی و جابه¬جایی میکروکره¬های پلیمری، باکتری و گلبول قرمز شدیم. با توجه به رفتار این ذرات به دام افتاده نیروهای نوری به صورت یک نیروی بازگرداننده رفتار می¬کند به این معنا است نیرویی که باریکه لیزر بر ذره اعمال می کند متناسب با جا به جایی از مرکز باریکه است. سختی تله مشخص برای اندازه گیری نیروی معتبر لازم است. در این پژوهش برای محاسبه سختی تله از روش نیروی کششی استوکس استفاده شده است. بعد از محاسبه سختی تله عواملی که بر آن تاثیر دارند معرفی و تعیین شد که این عوامل شامل ضریب شکست محیط، توان لیزر و اندازه ذره و ... است. هر یک از این عوامل را تغییر داده و سختی تله را مشخص کردیم. سپس نیروی به دام اندازی را بدست آوردیم و با مقایسه با نیروهای بدست آمده ازشبیه¬سازی نتایج را اعلام کرده¬ایم. نتایج آزمایشگاهی با نتایج حاصل از شبیه¬سازی در توافق خوبی است. کلید واژه: انبرک نوری، به دام اندازی نوری، سختی تله، نیروی کششی استوکس

چکیده در این تحقیق ابتدا طرح کلیات انبرک نوری مورد بررسی قرار گرفت. با معرفی رژیم¬های متفاوت که بر اساس اندازه ذره به دام اندازی نسبت به طول موج لیزر مورد استفاده تقسیم بندی می¬شوند، مدلسازی¬های مورد نیاز انجام شد. با معرفی رژیم¬های مای، رایلی و بینابین برای برهمکنش ذره با نور، نیرو¬های وارد بر ذره در مسیر یک پرتو گوسی که شامل نیروی گرادیانی و نیروی پراکنده کننده می¬باشند، توصیف خواهد شد. لازمه به دام اندازی یک ذره توسط نور غلبه یافتن نیروی گرادیانی بر نیروی پراکنده کننده می¬باشد. این حالت توسط یک پرتو به شدت متمرکز شده وقتی ذره در نزدیکی نقطه تمرکز قرار گیرد اتفاق می¬افتد. برای تولید پرتو به شدت متمرکز از عدسی با دهانه عددی بالا که عدسی شیئی نامیده می¬شود استفاده خواهد شد. در فصل دوم به بررسی معادلات نیروهای وارد بر ذره پرداخته و مدلسازی و شبیه سازی ها لازم انجام خواهد شد و به تحلیل نتایج به دست آمده بر اساس توصیف¬های کیفی و کمی انجام شده پرداخته می¬شود. در فصل سوم با بررسی جزء به جزء عناصر تشکیل دهنده، یک چیدمان انبرک نوری توصیف خواهد شد. با معرفی شرایط لازم برای به دام اندازی به بررسی پارامترهای موثر در انتخاب لیزر مناسب پرداخته و در ادامه روش¬های مختلف تصویرسازی و حرکت تله نوری را نیز مورد بررسی قرار می¬گیرد. سپس چیدمان برپا شده را معرفی خواهیم کرد و دلایل استفاده از هر یک از عناصر ذکر خواهد شد. در فصل چهارم نیز داده¬ های به دست آمده توسط انبرک نوری برپا شده برای به دام اندازی ذرات زیستی ارائه خواهد شد. در انتها نتایج به دست آمده را با توجه به مدلسازی¬های انجام شده مورد تحلیل و بررسی قرار می¬گیرد و نشان داده می¬شود که همان گونه که مدلسازی پیش بینی می¬کند انبرک نوری توانایی به دام اندازی ذرات زیستی را دارا می¬باشد. کلید واژه: انبرک نوری، به دام اندازی نوری، تله نوری، نیروی گرادیانی نور.

کپسوله کردن، به کار بردن یک ماده غیر واکنش دهنده به دور oled است که از نفوذ اکسیژن محیط و رطوبت جلوگیری می کند. در مواجهه با اکسیژن محیط و رطوبت طول عمر مفید دستگاه کاهش می یابد. برای یک ابزار کپسوله شده که به صورت تجاری قابل استفاده باشد، باید نرخ نفوذ بخارآب و نرخ انتقال اکسیژن به داخل ابزار به ترتیب کمتر و باشد. توسعه تکنولوژی کپسوله کردن عامل مهمی در بهبود طول عمر و قابلیت عملکرد ابزار های الکتریکی آلی می باشد. تعدادی از روش های کپسوله کردن که برای فیلم های نازک استفاده می شود شامل قراردادن پوشش های فلزی، شیشه ای و یا قراردادن دستگاه بین دو بستره شیشه ای یا پلاستیکی می باشد. پوشش های فلزی یا شیشه ای توسط چسب اپوکسی بر روی ابزار ثابت می شوند. با توجه به کاربردهای متنوع و روزافزونی که این دسته از دیودهای گسیلنده دارند و همچنین با توجه به آنکه طول عمر این نوع از دیود ها در محیط آزاد کمتر از چهار ساعت می باشد، این موضوع را مورد تحقیق قرار دادیم . در این پایان نامه به ساخت و تولید دیود نورگسیل آلی و کپسوله کردن آن پرداختیم . با توجه با آزمایش های انجام شده موفق به ساخت دو دیود با ساختار های و شدیم. با کپسوله کردن دیودهای نورگسیل آلی توسط چسب اپوکسی توانستیم طول عمر دیود با ساختار را به 240 ساعت برسانیم و طول عمر دیود با ساختار را به430 ساعت برسانیم .

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.