نیمرساناهای مغناطیسی رقیق شده موادی هستند که خواص نیمرسانایی و مغناطیسی را به طور همزمان نشان می دهند. این مواد نیمرساناهایی هستند که شامل تعدادی اتم عناصر واسطه اند که جایگزین کاتیون ها شده اند. از بین نیمرساناهای فرومغناطیس گروه iii–v ، نیمرسانای مغناطیسی گالیوم نیتراید رقیق شده با عناصر واسطه (ga,tm)n به خاطر دمای کوری بالای دمای اتاق، بیشترین کاربرد را در صنعت اسپین ترونیک دارد. در این پژوهش خواص الکترونی و مغناطیسی نانولوله های خالص و آلایش یافته gan با عناصر واسطه (v, cr, mn , fe, co, ni ) ، با استفاده از رهیافت نظریه تابع چگالی قطبیده اسپینی و تقریب شیب تعمیم یافته gga توسط کد محاسباتی siesta مطالعه شده است. محاسبات روی نانولوله های خالص آرمچیر (3,3)، (5,5)، (7,7)، (8,8)، (9,9)، (10,10)، (12,12)، (14,14) و زیگزاگ (0,3)، (0,5)، (0,7)، (0,8)، (0,9)، (0,10)، (0,12)، (0,14) صورت گرفته است. نتایج حاصله از محاسبات الکترونی بیانگر خواص نیمرسانایی این نانولوله هاست. ساختارهای الکترونی نشان می دهد نانولوله های زیگزاگ وآرمچیر به ترتیب دارای گاف نواری مستقیم و غیر مستقیم بوده و در هر دو نوع نانولوله با افزایش قطر، گاف نواری افزایش یافته بگونه ای که تغییرات گاف نواری در نانولوله های زیگزاگ نسبت به نانولوله های آرمچیر بیشتر است اما این روند افزایشی در قطرهای بالاترکندتر می گردد. تقارن چگالی حالت ها بیانگر عدم خاصیت مغناطیسی نانولوله های خالص می باشد. نانولوله های آرمچیر (3, 3)، (5, 5) و زیگزاگ (0, 9)، (0, 5) توسط عناصر واسطه مورد آلایش قرار گرفت. چگالی حالت های اسپینی قطبیده نشان می دهد که نانولوله های گالیوم نیتراید آلایش یافته با عناصر واسطه، نیمرسانای مغناطیسی رقیق شده اند. آلایش با v و cr و mn در همه موارد منجر به ایجاد خاصیت فرو مغناطیسی گردید. فلز mn پایدارترین فاز فرومغناطیسی و بیشترین گشتاور موضعی مغناطیسی را برای هر دو نوع نانو لوله نشان داد. نانولوله های آلایش یافته با co و ni در فاز پایدار از خود خاصیت آنتی فرو مغناطیسی نشان داده، در حالیکه نانولوله های آلایش یافته با fe بسته به موقعیت آلایش، هر دو فاز آنتی فرومغناطیسی و فرومغناطیسی را نشان می دهد. گشتاور مغناطیسی کل ایجاد شده در ساختار، در حضور عناصر واسطه، از v به سمت fe افزایش یافته و بیشینه مقدار را آلایش fe نشان می دهد درحالیکه با افزایش عدد اتمی از fe به سمت ni گشتاور مغناطیسی کل کاهش می یابد. حالت نیم فلزی با قطبش اسپینی 100 درصد در نمونه های آلایش یافته با mn مشاهده گردید. ساختار منحصر به فرد قطبش اسپینی ترازهای انرژی به هیبریداسیون بین اوربیتال های تراز d3 عناصر واسطه و اوربیتال p2 نیتروژن های همسایه آن مربوط می شود. گشتاور مغناطیسی موضعی عناصر واسطه و گشتاور مغناطیسی کل محاسبه شده برای ساختارهای مختلف، در توافق خوبی با نتایج تجربی است. نتایج حاصل از این تحقیق می تواند جهت مطالعات تجربی آینده روی نیمرساناهای مغناطیسی رقیق شده مفید واقع گردد. با توجه به نتایج حاصله از این پژوهش، نانولوله های gan آلایش یافته با عناصر واسطه، به عنوان کاندیدای مناسب جهت کاربرد در قطعات اسپین ترونیکی پیشنهاد می شود.

این پایان نامه به بررسی و بهبود عملکرد گذرای ریزشبکه های جزیره ای در حضور منابع پراکنده متنوع می پردازد. امروزه استفاده از منابع انرژی پراکنده در شبکه های توزیع با هدف افزایش قابلیت اطمینان در تأمین انرژی، تلفات کمتر، رقابتی کردن تولید و امکان استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر گسترش یافته است. مجموعه ای از این منابع و بخشی از بارهای نزدیکشان شبکه ی کوچکی به نام «ریزشبکه» را تشکیل می دهند که ویژگی اصلی آن امکان جدا شدن از سیستم قدرت و عملکرد به صورت جزیره ای و خودگردان است. تفاوت در ماهیت ساختاری این منابع انرژی پراکنده و به کارگیری سیستم های کنترلی متفاوت باعث شده است که این منابع از نظر سرعت عملکرد با یکدیگر یکسان نباشند. به عنوان مثال منابعی مانند دیزل ژنراتورهای سنکرون نسبت به منابع مبتنی بر اینورتر از سرعت عملکرد پایین تری برخوردار هستند. در ریزشبکه های جزیره ای این تفاوت در سرعت عملکرد منابع می تواند باعث بروز اضافه جریان های گذرا در منبع اینورتری شود که در صورت مهار نشدن علاوه بر وارد ساختن صدمه به کلیدهای نیمه هادی، کیفیت توان ریزشبکه را نیز کاهش می دهد. این پایان نامه به مطالعه ساختار این ریزشبکه های جزیره ای و عملکرد گذرای منابع در آن می پردازد. برای این منظور ساختار کنترلی یک دیزل ژنراتور سنکرون و یک منبع اینورتری مدل سازی و عملکرد آن ها ارزیابی می شود. همچنین برای بررسی اثرات مدار واسط dc بر دینامیک منابع اینورتری، مدل فضای حالت یک ریزشبکه جزیره ای در حضور منابع اینورتری و مدار واسط dc آن ها محاسبه می گردد. در ادامه عملکرد گذرای این منابع و راهکارهای موجود در زمینه کنترل اضافه جریان در منبع اینورتری مورد مطالعه قرار می گیرد. ساختار کنترلی یک محدودکننده جریان در منبع اینورتری مدل سازی شده و پس از مشخص کردن معایب آن، با ارائه ساختاری کنترلی عملکرد آن بهبود داده می شود. در نهایت ساختار کنترلی پیشنهاد می گردد که در آن بدون استفاده از محدودکننده مستقیم، جریان خروجی منبع اینورتری کنترل و از بروز اضافه جریان در آن جلوگیری می شود. روش ارائه شده از به اشباع رفتن مولفه های کنترلی جلوگیری می کند و نوسان ناخواسته ای را به ریزشبکه وارد نمی سازد. به منظور مطالعه و بررسی صحت رفتار روش پیشنهادی، یک ریزشبکه نمونه معرفی و نتایج شبیه سازی ارائه می گردد.