الکتروانباشت یکی از روش های لایه نشانی است که امکان رشد لایه های آلیاژی، تک لایه و چند لایه ای را در شرایط طبیعی دما وفشار فراهم می کند. در این پروژه لایه های co-p و co به روش الکتروانباشت در دو مد chc و cha تحت پتانسیل ثابت در الکترولیت تک حمام بر روی زیرلایه های cu و ti انباشت شدند. به منظور تهیه ساختاری کریستالی برای لایه های مذکور از دو روش استفاده کردیم: 1) تغییر دادن محلول 2) حرارت دهی نمونه های آمورف در کوره ی نفوذ. همچنین در آخرین مرحله بس لایه های co-cu/cu بر روی زیرلایه ی ti تولید شد. برای بررسی ریزساختار لایه ها از آنالیز پراش پرتوی ایکس (xrd) استفاده کردیم سپس از نمونه های انباشت شده ی co-p قبل و بعد از پخت به منظور بررسی ساختار سطحی آن ها تصاویر sem تهیه شد و با استفاده از آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس این دستگاه (edx) درصد وزنی و اتمی عناصر موجود در سطح لایه ی نازک مشخص گردید. تغییر در مقاومت الکتریکی لایه های انباشت شده ی co-p بعد از عملیات حرارت دهی با استفاده از دستگاه چهارسوزنه و برای اندازه گیری میزان افزایش در سختی نمونه های پخت شده ی co-p دستگاه سختی سنج ویکرز مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت با استفاده از دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (agfm) منحنی های پسماند مغناطیسی نمونه ها رسم گردید.

لایه های نازک خواص اپتیکی، الکتریکی، مکانیکی و دیگر خواص قابل ملاحظه ای را از خود نشان می دهند. علاوه بر این، ممکن است لایه های نازک روی فرایند های مختلفی که در سطح و فصل مشترک ها رخ می دهد، اثر قابل ملاحظه ای داشته باشند. استفاده از لایه های نازک به عنوان لایه ها‍ی کاهنده ی اصطکاک، پوشش های ضد خوردگی و پوشش هایی که استهلاک قطعات مکانیکی را کاهش می دهند، روز به روز بیشتر و بیشتر می شود]1[. در سال های اخیر، مطالعه بر روی ساختار و خواص لایه های نازک و چند لایه هایی که ترکیبات دلخواه دارند، به طور گسترده ای دیده می شود. روش های تهیه ی لایه های نازک را اساساً می توان به دو گروه روش ها ی شیمیایی و فیزیکی تقسیم بندی کرد. روش های فیزیکی مانند: کندوپاش و تبخیر ، و روش های شیمیایی مانند الکتروانباشت . الکتروانباشت یک روش مرسوم برای تهیه ی فیلم های تک لایه ای، آلیاژی و چند لایه ای می باشد. آلیاژها را می توان با اعمال یک پتانسیل مناسب و به کار بردن الکترولیتی که شامل تمامی یون های فلزی لازم برای انباشت می باشد، تهیه کرد. همچنین بس لایه ها را می توان با تغییر تناوبی پتانسیل بین دو مقدار مناسب، درون الکترولیت حاوی تمام یون های مورد نیاز تهیه کرد]2.[ با تکرار انباشت یک بس لایه بر روی هم یک ابرشبکه ساخته می شود. این روش نسبت به روش های مبتنی بر خلا همچون تبخیر و کندوپاش دارای مزیت هایی است. از جمله ی این مزیت ها قیمت ارزان، آهنگ انباشت بالا، دمای انباشت پایین و عدم نیاز به خلا می باشد]1و3[. در الکتروانباشت، الکترولیت ها معمولاً بصورت آبی بکار می روند گرچه ممکن است بصورت محلول های غیرآبی نیز استفاده شوند. مشکل اصلی در تهیه ی فیلم های نازک با این روش، یافتن شرایط بهینه برای تشکیل فیلم با کیفیت بالا می باشد. خواص لایه های انباشت شده به عواملی همچون خصوصیات لایه و زیرلایه، ولتاژ اعمال شده و ph الکترولیت بستگی دارد. در این تحقیق فیلم های آلیاژی co-cr بر روی زیرلایه ی مس به روش الکتروانباشت، تحت پتانسیل ثابت، در مد chc تهیه شده اند. به این منظور از یک الکترولیت تک حمام حاویcoso4.7h2o ، cr2(so4)3 و na2so4 استفاده شده است. فیلم های نازک تحت شرایط مختلف انباشت، یعنی ضخامت فیلم، ولتاژ منفی و غلظت های مختلف یون های co و crدر الکترولیت رشد یافته اند. برای بررسی ریزساختار لایه های نازک از آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) استفاده کردیم. همچنین جهت بررسی ساختار سطحی لایه های نازک از sem استفاده شده است. مقادیر مختلف co و cr انباشت شده در فیلم های آلیاژی، بوسیله ی آنالیز edx تعیین گردید و مشخص شد که غلظت یون های co و cr در الکترولیت، تاثیر زیادی بر درصد اتم های انباشتی co و cr در آلیاژهای co-cr دارد. خواص مغناطیسی آلیاژهای co-cr و مولتی لایرهای co/co-cr بوسیله ی مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (agfm) مطالعه شده است.

در سال های اخیر مواد مغناطیسی نرم به خصوص آلیاژ های نانو ساختار به طور گسترده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. این مواد به عنوان جذب کننده ی نویزهای الکترومغناطیسی برای جلوگیری از خراب شدن مدارهای الکترونیکی، در وسایلی که با فرکانس-های بالا کار می کنند، به عنوان هسته در القاگرها و در سنسورهای مغناطیسی بکار می روند. یکی از این مواد، آلیاژی از نیکل و آهن یا پرمالوی (80% نیکل و 20% آهن) است. یکی از روش های تولید فیلم نازک پرمالوی الکتروانباشت است. الکتروانباشت روشی است که به علت انباشت در دمای محیط، عدم نیاز به خلاء، کم هزینه بودن و کیفیت نسبتا بالا بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. در ابتدای این کار، فیلم های نازک نانو کریستالی پرمالوی روی زیر لایه های cu و ti با روش الکتروانباشت در مد کرونوکولومتری (chc) رشد داده شد. اثر دما، دوره ی انباشت، مولار ساخارین و نسبت مولار سولفات نیکل به سولفات آهن در الکترولیت بر میانگین اندازه ی نانوکریستال ها بوسیله ی طیف پرتو ایکس و رابطه ی شرر مطالعه شد. سپس با افزودن سولفات مس به الکترولیت، چندلایه ای های nife/cuبر زیر لایه های مس و تیتانیوم بوسیله ی روش الکتروانباشت تک حمام رسوب داده شد. به منظور بررسی مورفولوژی سطحی و خواص مغناطیسی فیلم ها، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و مغناطومتر نیروی گرادیان متناوب (agfm) استفاده شد. اثر مغناطو مقاومت در چندلایه ای های nife/cu مورد بررسی قرار گرفت و ناهمسانگردی مغناطیسی (amr) در این ساختارها مشاهده شد.

چکیده در سال های اخیر لایه های نازک نانو کریستال کادمیوم تلوراید (cdte) به دلیل نقش عمده ی آن ها در فناوری های مربوط به پیل های خورشیدی لایه نازک مورد توجه قرار گرفته اند. در این پروژه چگونگی ساخت لایه های نانو ساختار کادمیوم تلوراید را با روش آسان انباشت شیمیایی کنترل شده بر روی زیر لایه های شیشه ای و سیلیکونی به منظور مطالعه و بررسی خواص اپتیکی و میکروساختار آن شرح داده ایم. روش انباشت شیمیایی کنترل شده روشی مبتنی بر انجام فرایند های شیمیایی است. برای تهیه لایه های کادمیوم تلوراید از دو مرحله لایه نشانی، ابتدا انباشت لایه های کادمیوم هیدروکسید و سپس واکنش با سدیم هیدروژن تلوراید جهت تهیه لایه های کادمیوم تلوراید استفاده کردیم. آنالیز xrd از نمونه های کادمیوم تلوراید نشان می دهد این لایه دارای دو فاز هگزاگونال به طور جداگانه مربوط به کادمیوم هیدروکسید وکادمیوم تلوراید مطابق با الگوهای استاندارد می باشند. میزان عبور دهی لایه کادمیوم تلوراید در ناحیه مرئی بسته به پیش ماده ای که از آن تهیه می شود در حدود %26 و %5/23 می باشد. تصاویر fesem از لایه ها حاکی از این است که لایه ها از نانوسیم ها، نانوکابل ها، نانوصفحات و دیگر نانو ساختارها تشکیل شده اند. آنالیز edx جهت بررسی ترکیب درصد شیمیایی لایه نازک و همچنین آنالیز atr-ftir جهت تعیین ناخالصی در لایه ها انجام گرفت و نتایج آن ها بررسی شد. در پایان نیز مکانیسم مربوط به لایه نشانی لایه ی کادمیوم تلوراید آورده شده است.

الکتروانباشت یکی از روش های لایه نشانی است که امکان رشد لایه های آلیاژی، تک لایه و چند لایه ای را در شرایط طبیعی دما و فشار فراهم می کند. در این پروژه لایه های نازک فلزی pb به روش الکتروانباشت در مد کرونوکولومتری ((chc و تحت پتانسیل ثابت در الکترولیت تک حمام بر روی زیرلایه های cu و au انباشت شدند. با استفاده از ولتامتری چرخه ای (cv) رفتار الکتروشیمیایی یون های pb مورد مطالعه قرار گرفت و با استفاده از این آنالیز شروع انباشت لایه مشخص شد. با استفاده از آنالیز xrd، edx و sem خواص ساختاری و ویژگی این لایه ها مورد برررسی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت، اندازه دانه ها افزایش می یابد. سپس مقاومت الکتریکی این لایه ها با استفاده از دستگاه چهار سوزنه اندازه گیری و اثر تغییر ضخامت لایه و تغییر دمای لایه بر مقاومت نمونه بررسی و مطالعه شد. نتایج نشان داد که با افزایش ضخامت لایه، مقاومت الکتریکی کاهش می یابد. در مقدار مقاومت ویژه تغییر چشم گیری مشاهده نشد. با افزایش دما نیز در مقادیر مقاومت ویژه و مقاومت الکتریکی تغییری مشاهده نشده است. در ادامه ی این تحقیق لایه های نازک آلیاژی pbco به روش الکتروانباشت و تحت دو مد انباشت کرونوکولومتری (chc) و کرونوپتانسیومتری (chp) بر روی زیرلایه ی cu انباشت شدند. به منظور بررسی رفتار الکتروشیمیایی یون های pb و co از ولتامتری چرخه ای استفاده گردید و اثر تغییر غلظت یون های pb بر منحنی های حاصل مورد مطالعه قرار گرفت. با استفاده از xrd، edx و sem خواص ساختاری، ویژگی های سطحی و درصد وزنی و اتمی عناصر موجود در لایه مشخص گردید. لایه های تهیه شده در هر دو مدchc و chp مقایسه شده و مد انباشت مناسب برای تهیه لایه های آلیاژی pbco به منظور اندازه گیری و بررسی خواص مغناطیسی آن انتخاب گردید. نتایج نشان می دهد با کاهش درصد عنصر pb اندازه دانه ها کاهش می یابد. با استفاده از دستگاه agfm و منحنی هیسترزیس حاصل، اثر تغییر مقدار pb موجود در لایه بر خواص مغناطیسی لایه در دو حالت میدان موازی با سطح نمونه و میدان عمود بر سطح نمونه مورد مطالعه قرار گرفت و در پایان برای هر نمونه این دو حالت با یکدیگر مقایسه و محورهای سخت و آسان نمونه ها مشخص گردید. کاهش درصد pb موجود در لایه باعث کاهش میزان وادارندگی شده است. مشاهده شده است که محور موازی محور آسان و محور عمود محور سخت می باشد.

در این پایان نامه لایه های آلیاژی co/ru و چندلایه ای های co-ru/ru به روش الکتروانباشت از یک الکترولیت تک حمام حاوی سولفات کبالت، کلرید روتینیوم و کلرید آمونیوم تهیه شدند. اندازه گیری مغناطومقاومت نمونه های چندلایه ای حاکی از اثر amr بود و ویژگی gmr در آن ها مشاهده نشد. به همین منظور فیلم های آلیاژی ni/cu و چندلایه ای های ni-cu/cu به ترتیب با dc plating و two pulse plating (در مد g/p) از الکترولیت نیکل سولفامیت با درصد خلوص متفاوت تهیه شدند. نمونه های چندلایه ای بر روی ویفرهایی از سیلیکون با جهت ترجیهی [100] و ضخامت mm26/0 که با تبخیر روی زیرلایه هایی از کروم و مس [(nm20)cu/(nm5)cr/si] پوشش داده شده بود، تهیه شدند. اندازه گیری مغناطومقاومت نمونه ها در دمای اتاق و میدان مغناطیسی koe8± صورت گرفت. فیلم های آلیاژی ni/cu تهیه شده از هر دو الکترولیت تنها اثر amr نشان دادند. در حالی که ویژگی gmr تنها برای چندلایه ای های تهیه شده از محلول ناخالص مشاهده شد و چندلایه ای های مشابه تهیه شده از محلول خالص تنها amr نشان دادند. نتایج آنالیز edx نشان داد که اثر gmr ناشی از وجود مقداری ناخالصی co در چندلایه ای های ni-cu/cu است. اندازه گیری های مغناطو مقاومت در دمای اتاق و دماهای پائین برای چندلایه ای های ni-cu/cu به عنوان تابعی از ضخامت لایه فرومغناطیس (ni-cu) و غیرمغناطیس (cu) بررسی شد. بیشینه مقدار gmr (%58/2) هنگامی به دست آمد که ضخامت لایه ni-cu و cu به ترتیب nm3 و nm2/4 بود. وابستگی دمایی مغناطو مقاومت همچنین نشان داد که کاهش دما از k300 به k18 موجب افزایش مقدار مغناطو مقاومت از %05/1 به %82/2 شده است. دلیل این امر می تواند پراکندگی الکترونی ناشی از نوسانات اسپینی باشد. الگوی پراش پرتو x (xrd) و تصویرهای گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترون عبوری (tem) نیز جهت تعیین ساختار چندلایه ای در مقیاس نانومتری به کار گرفته شد. الگوهای xrd به وضوح پیک های ماهواره ای را نشان دادند که دلالت بر ساختار ابرشبکه ای نمونه های چندلایه ای ni-cu/cu بود و تصاویر tem نیز ساختارهای لایه مانند با ضخامت نانومتری را تأیید کردند. خواص مغناطیسی نمونه ها نیز توسط دستگاه مغناطوسنج ارتعاشی (vsm) اندازه گیری شد و نتایج حاصل از آن ها نظیر منحنی پسماند و نیروی وادارندگی مورد بحث و بررسی قرار گرفت. بررسی-های ریز ساختاری و توپوگرافی سطحی نمونه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) انجام گرفت. برای تعیین میزان زبری و ناهمواری سطح نمونه ها از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) استفاده شد. در نهایت محاسبات تئوری مربوط به ساختار نواری و چگالی حالت های فریت نیکل به عنوان یک کار مستقل از کارهای قبلی در زمینه الکتروانباشت ارائه گردیده است. این محاسبات هم خوانی قابل توجهی با نتایج تجربی به دست آمده در مورد تهیه فریت نیکل به روش آسیاب کاری مکانیکی همراه با عملیات حرارتی (موضوع پایان نامه اینجانب در مقطع کارشناسی ارشد) دارد. نتایج این بخش برای چاپ در مجله (rams) review on advanced materials مورد پذیرش قرار گرفته است.

الکتروانباشت یکی از روش های لایه نشانی است که امکان رشد لایه های آلیاژی، تک لایه و بس لایه ای را در شرایط طبیعی دما و فشار فراهم می کند. در این پروژه لایه های نازک آلیاژی fe-co بر روی زیرلایه cu به روش الکتروانباشت در مد کرونوکولومتری ((chc و تحت پتانسیل ثابت در الکترولیت تک حمام انباشت شدند. با استفاده از ولتامتری چرخه ای (cv) ولتاژ شروع انباشت لایه های آلیاژی مشخص شد. با استفاده از آنالیز xrd، edx و sem خواص ساختاری و ویژگی این لایه ها مورد برررسی و مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از xrd نشان داد که با افزایش غلظت کبالت در الکترولیت ساختار لایه های انیاشت شده از شش گوشی به مکعبی تغییر پیدا می کند. آنالیز edx مربوط به سه نمونه تهیه شده با سه الکترولیت متفاوت نشان می دهد که ضمن ثابت بودن غلظت آهن در الکترولیت (1./. مولار) با افزایش غلظت عنصر کبالت (1./.، 5./. و 1/. مولار)، درصد وزنی و اتمی این عنصر در لایه نازک انباشت شده افزایش می یابد. تصاویر sem برای نمونه های با ضخامت های مختلف نشان می دهد که با افزایش ضخامت، اندازه ی دانه ها افزایش یافته و بزرگ تر می شوند. هم چنین در مورد نمو نه های با الکترولیت های متفاوت با افزایش غلظت کبالت در محلول الکترولیت، به تدریج تعداد دانه های روی سطح افزایش پیدا می کند. نتایج حاصل از agfm نشان می دهد که هم درحالت میدان موازی با سطح نمونه و هم در حالت میدان عمود بر سطح، با افزایش درصد کبالت در لایه نازک انباشت شده مغناطش اشباع و مغناطش پسماند، افزایش، و وادارندگی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. هم چنین محور موازی با سطح نمونه، محور آسان و محور عمود بر سطح نمونه محور سخت می باشد. در ادامه ی این تحقیق لایه های نازک بس لایه ای co-cu/cu و fe-co-cu/cu بر روی زیرلایه au، به روش الکتروانباشت تهیه شدند. با توجه به طیف های xrd بس لایه های co-cu/cuو fe-co-cu/cu مشاهده می شود که جهت گیری اصلی ساختار در تمامی نمونه ها جهت (111) است. نتایج حاصل از آنالیز edx نشان می دهد که با افزایش ضخامت لایه مغناطیسی کبالت در بس لایه های co-cu/cu، درصد کبالت انباشت شده افزایش می یابد. این نتیجه در بس لایه های fe-co-cu/cu نیز قابل مشاهده است. در این بس لایه ها در لایه مغناطیسی، درصد کبالت انباشت شده نسبت به درصد آهن انباشت شده تقریباً دو برابر می باشد. هم چنین در بس لایه های مشابه که فاقد آهن هستند درصد مس انباشت شده کمتر است. آنالیز sem برای بس لایه های co-cu/cu و fe-co-cu/cuنشان می دهد با کاهش ضخامت، چه در مورد لایه های مغناطیسی و چه لایه های غیرمغناطیسی، اندازه ی دانه ها کاهش پیدا می کند. این نتایج همانند نتایج بدست آمده از آلیاژهای fe-co می باشد. هم چنین مشاهده می شود با افزودن آهن به بس لایه ها، اندازه ی دانه ها در شرایط یکسان، کاهش می یابد.

دی اکسیدتیتانیوم به عنوان یکی از مهم ترین اکسیدها با گاف انرژی پهن (eg = 3ev)، در چند دهه ی اخیر مورد توجه در تحقیقات تکنولوژیکی بوده است. خصوصیات الکتروشیمیایی آن برای سلول های خورشیدی، فوتوکاتالیست و سنسورهای گازی کاربردپذیر است. همچنین tio2 با دارا بودن ثابت دی الکتریک بالا و شفافیت و سختی زیاد در خازن ها، پوشش های محافظ و اجزاء اپتیکی کاربرد دارد. انتظار می رود که نیم رساناهای مغناطیسی رقیق شده (dmss) نقش مهمی در توسعه ی اسپینترونیک داشته باشند. به همین دلیل اخیراً ساخت و بررسی dmsها مانند tio2 آلاییده شده با فلزات واسطه ی 3dمورد توجه بسیار واقع شده است. در این تحقیق، ابتدا نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم بدون آلایش و آلاییده شده با کبالت با درصدهای مولی مختلف 6، 12، 18 و 24 به روش سل-ژل ساخته شده است. نانوذرات آلایش نشده در دماهای 65، 85 و 105 ?به منظور عملیات خشک شدن اولیه حرارت دهی و در دماهای 400، 500، 600 و 700? به مدت 4، 5 و 6 ساعت کلسینه شد. پس از بررسی های مذکور نانوذرات آلاییده شده در دمای 85 ? خشک و در دمای پخت 600? به مدت 5 ساعت تولید شدند. ویژگی های نانوذرات ساخته شده با استفاده از دستگاه های پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور بررسی خواص اپتیکی نمونه ها از طیف سنج جذبی uv-vis و برای بررسی خواص مغناطیسی از مغناطوسنجی نمونه ی ارتعاشی (vsm) استفاده شد. نتایج بررسی های مغناطیسی بیانگر این است که نانوذرات آلایش شده با کبالت رفتار پارامغناطیسی دارند و این خاصیت با افزایش میزان آلایش کبالت ارتقاء می یابد و در انتها بررسی های اپتیکی نشان می دهد که با افزایش میزان آلایش گاف انرژی کاهش می یابد. همچنین یک جابجایی به سمت طول موج های مرئی مشاهده می شود .

الکتروانباشت یکی از ساده ترین، انعطاف پذیرترین و کم هزینه ترین روش های لایه نشانی نسبت به سایر روش های موجود بر پایه ی تکنیک خلا می باشد که امکان رشد تک لایه ای ها، چندلایه ای ها و لایه های آلیاژی مغناطیسی را در شرایط طبیعی دما و فشار فراهم می کند. در این پروژه پس از شناسایی و رسیدن به شرایط بهینه ی انباشت الکتروشیمیایی طلا بر روی زیرلایه های فلزی از جنس مس و نیمه رسانا از جنس سیلیکون نوع n ؛ لایه های نازک طلا با ضخامت های مختلف در دو مد کرنوکولومتری (chc) تحت پتانسیل ثابت و کرنوپتانسیومتری (chp) تحت جریان ثابت، تهیه شدند. لایه نشانی الکتروشیمیایی با استفاده از الکترولیت سیانیدی قلیایی طلا، حاوی یک گرم پودر طلای 24 عیار، انجام شده است. با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd)و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ساختار و مورفولوژی فیلم های طلا مورد بررسی قرار گرفته و آنالیزتفکیک انرژی پرتو ایکس(edx) درصد وزنی و اتمی عناصر موجود در لایه های انباشتی را تعیین کرده است. در پایان خواص مغناطیسی لایه های آلیاژی و چندلایه ای های au-ni بر روی زیرلایه های مسی، توسط دستگاه مغناطوسنج نمونه ارتعاشی (vsm) مورد مطالعه قرارگرفته، مقادیر حاصل از منحنی پسماند ارائه شده اند.

در این پروژه ابتدا نانوسیم های کبالت- پلاتین به روش الکتروانباشت تهیه و سپس به بررسی خواص مغناطیسی آن ها پرداخته شد. برای بررسی خواص مغناطیسی نانوسیم های بس لایه ای و آلیاژی کبالت- پلاتین، این نانوسیم ها در نانوحفره های ایجاد شده در سطح زیرلایه سیلیکون، انباشت داده شدند. با محاسبات مغناطومقاومت مشخص شد که با کاهش ضخامت لایه-های بس لایه ای، مغناطومقاومت بزرگ به مغناطومقاومت ناهمسانگرد تبدیل می شود و نانوسیم از حالت بس لایه ای به آلیاژی گذار پیدا می کند. هم چنین منحنی پسماند این نمونه-ها نشان داد که با کاهش ضخامت لایه ها و گذار نانوسیم ها از بس لایه ای به آلیاژی، مقدار وادارندگی نمونه ها افزایش می یابد. در بخش دوم این کار، ناهمواری های سطحی لایه های نازک نیکل الکتروانباشت شده بر روی زیرلایه طلا، توسط الکترود دیسک چرخان، مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ نیروی اتمی و محاسبه ناهمواری های سطحی بر حسب طول اسکن برای لایه های انباشت شده، مشخص شد با افزایش سرعت چرخش زیرلایه میزان ناهمواری های سطحی کاهش می یابد. هم چنین با افزایش ضخامت لایه های نازک و چگالی جریان، میزان ناهمواری های سطحی افزایش می یابد. پس از این، خواص فرکتالی لایه های نیکل انباشت شده به صورت نظری بررسی شد. در محاسبات انجام شده مشخص شد تمامی لایه های نازک دارای خاصیت تک فرکتالی می-باشند. هم چنین مقادیر نمای هارست، نمای مقیاس چند فرکتالی و نمای همبستگی با افزایش میزان ناهمواری های سطحی لایه ها، افزایش می یابند.

در سال های اخیر، نانوبلورهای نیمه رسانا به خاطر خواص منحصر به فرد الکتریکی و نوری شان که ناشی از اثرات کوانتومی است توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. یکی از مهمترین نیمه رساناهای گروه ii-iv سولفیدکادمیوم است، توجه زیادی را به خود جلب کرده است و مطالعات گسترده ای را به خاطر خواص نوری وابسته به اندازه اش به خود اختصاص داده است. روش های مختلفی از جمله روش شیمیایی، روش های حالت جامد، سل-ژل، سولوتر، مایکروویو و ...... وجود دارد. روش مایکروویو در مقایسه با سایر روش ها، روشی سریع، ساده و موثر برای تهیه نانوساختار است. به این دلیل این پروژه، سنتز نانوذرات cds به روش مایکروویو انتخاب گردید. تاثیر پارامترهایی از قبیل منبع گوگرد، نوع حلال، زمان تابش مایکروویو و توان مایکروویو برمورفولوژی و اندازه ذرات مورد تحقیق وبررسی قرار گرفت. محصولات به وسیله پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف-سنج ماوراء بنفش- مرئی (uv-vis)، طیف سنج فوتولومینسانس(pl)، طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (ft-ir) و آنالیز edx مورد مطالعه قرار گرفتند.

امروزه نانو فناوری جایگاه ویژهای در دنیای علم و زندگی روزمره انسان ها پیدا کرده است. یکی از زیباترین شاخه های نانو فناوری، نانوسیم ها هستند که فیزیک حاکم بر دنیای آنها توجه های تعداد زیادی از محققین و دانشمندان را به خود جلب کرده است. در مقایسه با سایر روش ها الکتروانباشت با استفاده از یک تمپلیت نانو متخلخل هم از نظر ارزانی و هم از نظر سادگی برتری های محسوسی داد. هدف این پروژه در مرحله اول ساخت تمپلیتهای متخلخل برای الکتروانباشت نانوسیم های مغناطیسی درون حفره های آن ها می باشد. برای تهیه تمپلیتها از آندی کردن دو مرحله ای آلومینیوم در اسید سولفوریک استفاده شد که بررسی ساختار آن ها با استفاده از sem ساختار منظم و تنگ پکیده ای از حفره هایی با قطر 25 نانومتر را نشان می دهد. برای سنتز نانوسیم2ها چندلایه و منفرد درون حفره های اکسید آلومینیوم از هر دو روش الکتروانباشت ac و dc استفاده شد. نانوسیم های conicu، co/cu، coni/cu، coni، co و fe با موفقیت سنتز شدند؛ که تصویر های sem ساختار پیوسته آن ها را نشان می دهد و ازالگوی xrd برای بررسی ساختار نانوسیم هااستفاده شد برای بررسی خواص مغناطیسی نانوسیم های الکتروانباشت شده از agfm استفاده شد

مطالعه و اندازه گیری مغناطومقاومت در نوع خاصی از نانولایه ها یکی از موضوعات مورد علاقه ی روز است. عدم وجود دستگاه اندازه گیری مغناطومقاومت در داخل کشور، نیاز به طراحی و امکان سنجی ساخت این دستگاه را مشخص می سازد. مطالعه و طراحی قطعات، ابعاد، جنس مواد و تعیین پارامترهای فیزیکی دستگاه چهار سیمه و ساخت این دستگاه از جمله نتایج این تحقیق است. . در این تحقیق به بررسی و محاسبه ی ضرایب تصحیح مربوط به شکل و ضخامت نمونه ی مورد آزمایش پرداخته شده است. این کار به محاسبه ی مقاومت ویژه ی نمونه از روی مقاومت اندازه گیری شده توسط دستگاه چهار سیمه، منتهی می شود. بررسی تکنیک های اندازه گیری و مقایسه بین تکنیک های اندازه گیری چهار سیمه برای شکل های مختلف و مطالعه بر روی مغناطومقاومت موازی و عمودی، از دیگر مواردی است که در این طرح به آن پرداخته شده است. بیشترین میزان مغناطومقاومت اندازه گیری شده برابر 8 درصد در چندلایه ای های(ni-co/cu)_400 می باشد. از جمله نتایج کلی این تحقیق، ایجاد مرکزی در داخل کشور برای اندازه گیری مغناطومقاومت می باشد.

در این پژوهش نخست، فریت نیکل-بیسموت با فرمول استوکیومتری: nife2-xbixo4(x=0,0.1,0.2,0.3)به عنوان نمونه ای از فریت های نرم به روش متداول سرامیکی تهیه شد. مواد خام به کار برده شده در تهیه این فریت، اکسید آهن، اکسید نیکل و اکسید بیسموت می باشد که همگی از شرکت مرک آلمان خریداری شدند. پس از توزین و پخت مواد اولیه در دمای c?1200 نتایج به دست آمده از الگوی پراش پرتو x(xrd)نشان دهنده تشکیل ساختار اسپینلی وتک فاز بودن نمونه ها بود.بررسی مورفولوژیکی ذرات نیز با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)با بیشینه بزرگنمایی 30000 صورت گرفت.سپس با استفاده از آسیاب سیاره ای fritsch، فریت نیکل-بیسموت تهیه شده به روش متداول سرامیکی به مدت 2 ساعت تحت فرایند آسیاب کاری قرار گرفت. متوسط اندازه نانوبلورک های فریت نیکل-بیسموت با استفاده از داده های xrd و فرمول شرر حول قله (511)، nm77/9 به دست آمد. همچنین آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) تایید می کند که پس از آسیابکاری ذرات فریت نیکل-بیسموت به ابعاد نانومتری تبدیل و متوسط اندازه نانوذراتnm81/29 می-باشد.ثابت شبکه و چگالی نمونه ها نیز با استفاده از داده های xrdمحاسبه شد. دمای کوری پودرها نیز توسط دستگاه ترازوی فارادی اندازه گیری شد. دمای کورینمونه هایی با مقادیر مختلف بیسموت و دمای کوری نمونه های حجیم و نانومتری با یکدیگر مقایسه شدند. مغناطش اشباعی و نیروی وادارندگی نمونه های حجیم و نمونه های نانومتری با استفاده از رسم منحنی m–h در یک دستگاه مغناطش سنج نیروی متناوب (agfm)اندازه گیری شد و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان داد با کاهش اندازه ذرات، مغناطش اشباع، نیروی وادارندگی و دمای کوری کاهش یافته است.

در دهه های اخیر به علت مصرف گسترده هگزا فریت باریم (bafe12o19) در صنایع الکتریکی و مخابراتی، تحقیقات وسیعی بر روی این ماده انجام گرفته است. دلایل استفاده از این ماده عبارتند از: دارا بودن اشباع مغناطیسی بزرگ، نیروی پسماند زدایی و نا همسانگردی مغناطیسی بزرگ، پایداری شیمیایی عالی، مقاومت به خوردگی خوب و دمای کوری بالا می باشد. هگزا فریت باریم یک ماده شناخته شده جهت کاربرد در ساخت آهنربا های دائمی از زمان کشف آن به وسیله محققین شرکت فیلیپس در آغاز دهه 1950 می باشد که در سالهای اخیر در زمینه هایی همچون: محیط های ذخیره اطلاعات مغناطیسی دانسیته بالا، فیلتر های ماکروویو و پوشش های جاذب رادار نیز به وفور مورد استفاده قرار می گیرد. این گونه کاربرد ها نیازمند موادی با اندازه و شکل کنترل شده و خواص مغناطیسی ویژه هستند. روش تهیه شدیدا بر این گونه خواص تاثیر گذار خواهد بود. به منظور حصول ذرات بسیار ریز فریت باریم با همگنی بالا و اجتناب از پروسه آسیاب کاری، تکنیک های مختلفی همچون: هم رسوبی، هیدروترمال، میکروامولسیون، سل-ژل و....وجود دارد. ویژگی مهم این روشها مخلوط کردن مواد اولیه در حالت یونی می باشد به طوری که کریستالیزاسیون بعدی می تواند در دمای نسبتا پایین رخ دهد و این امر نیز به نوبه خود باعث تولید ذرات با اندازه کوچکتر می شود. فرایند سل-ژل یک روش پیشرفته و نوین جهت سنتز پودرها در مقیاس نانو است که در چند سال اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. توانمندی های فوق العاده این روش باعث توجه روز افزون به این فرایند شده است. روش سل-ژل این مزیت را دارد که پودرهای بسیار ریز با میزان خلوص بالا و همگن تولید می کند و با کنترل فرایند آن می توان پودرهای نانو با اشکال مورد نظر بدست آورد. در این پایان نامه چگونگی تهیه نانو ذرات هگزا فریت باریم به روش سل-ژل و خواص مغناطیسی و ساختاری نانو ذرات بوسیله پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنج مادون قرمز (ft-ir) و آنالیز مغناطش سنج نیروی گرادیان متناوب (agfm) مورد مطالعه قرار گرفتند.

هدف از این تحقیق تولید نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن به روش هم رسوبی و بررسی خواص مغناطیسی و ساختاری آن ها می باشد. خصوصیت منحصر به فرد فریت ها، نسبت به آهن و دیگر مواد فرو مغناطیس،عایق بودن آن هاست. مقاومت ویژه نوعی فریت ها 1 تا 104 اهم متر است، در حالی که از آهن 7-10 اهم متر است. عوامل زیادی در خواص فریت ها موثر می باشند از جمله دما و غلظت واکنش. اندازه ذرات موجب تغییر کلیه خواص آن ها از جمله خواص مغناطیسی نسبت به نمونه بالک آن ها می شود. مگنتیت، که همان آهنربای طبیعی شناخته شده است ، فریت fe3o4 است. در این تحقیق نانو ذرات مغناطیسی fe3o4 به وسیله فرایند ساده هم رسوبی در دمای محیط و بدون نیاز به تجهیزات گران قیمت تهیه می شوند. خواص ساختاری آن ها بوسیله طیف های پراش پرتو ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی (sem) و طیف سنج فرو سرخ تبدیل فوریه (ft-ir) انجام می شود و خواص مغناطیسی آن ها با استفاده از مغناطومتر گرادیان نیروی متناوب (agfm) بررسی می شود. به کمک طیف پراش پرتو ایکس مشخص گردید که نانو ذرات fe3o4 دارای یک فاز خالص مکعبی (α =β= γ 90° , a = b = c = 8/3941)، )فضای گروه(fd-3m و بسیار نزدیک به مقادیر منابع نوشتاری (jcpds شماره 74-0748) می باشند. تصویر میکروسکوپ الکترونی تشکیل نانو ذرات با قطر کمتر از 90 نانو متر را تایید می کند. در نهایت خاصیت سوپر پارا مغناطیسی توسط مغناطومتر گرادیان نیروی متناوب مشخص گردید.

الکتروانباشت یکی از ساده¬ترین، انعطاف¬پذیرترین و کم¬هزینه¬ترین روش¬های لایه¬نشانی نسبت به سایر روش¬های موجود بر پایه¬ی تکنیک خلأ می¬باشد که امکان رشد تک لایه¬ای¬ها، چندلایه¬ای¬ها و لایه¬های آلیاژی مغناطیسی را در شرایط طبیعی دما و فشار فراهم می¬کند. در این پروژه لایه¬های نازک ag،co و آلیاژیag-co بر روی زیرلایه¬های فلزی مس و au2pdag/glass،به روش الکتروانباشت با ¬درصدهای مختلف کبالت درمد کرنوکولومتری (chc)تحت پتانسیل ثابت در الکترولیت تک حمام انباشت شدند. با استفاده از ولتامتری چرخه¬ای (cv) ولتاژ شروع انباشت لایه¬های آلیاژی مشخص شد. در ادامه بس لایه¬ای¬های ag/co با ضخامت¬های متفاوت لایه¬های نقره بر زیر لایه¬های ورقه¬ای و فویل مسی و au2pdag/glass رسوب داده شد و تأثیر این تغییر ضخامت بر خواص مغناطیسی و مورفولوژی سطحی لایه¬ها مورد بررسی قرار گرفت. در این کار با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd)و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ساختار و مورفولوژی فیلم¬های ag-co مورد بررسی قرار گرفته و آنالیزتفکیک انرژی پرتو ایکس(edx) درصد وزنی و اتمی عناصر موجود در لایه¬های انباشتی را تعیین کرده است. همچنین خواص مغناطیسی لایه¬های آلیاژی و چندلایه¬ای¬های ag/co بر روی زیرلایه¬های au2pdag/glass، توسط دستگاه مغناطوسنج نیروی متناوب(agfm) مورد مطالعه قرارگرفته است.

در این پژوهش نخست، فریت روی-بیسموت با فرمول استوکیومتری، xbixo4(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.3) znfe2 به عنوان نمونه¬ای از فریت¬های نرم به روش متداول سرامیکی تهیه شد. مواد خام به¬کار برده شده در تهیه این فریت، اکسید آهن، اکسید روی و اکسید بیسموت می¬باشد. پس از توزین و پخت مواد اولیه به مدت 10 ساعت در دمای c?1100 نتایج به دست آمده از الگوی پراش پرتو (xrd)نشان دهنده تشکیل ساختار اسپینلی وتک ¬فاز بودن همه نمونه¬ها بود. سپس، فریت نیکل- بیسموت تهیه شده به روش متداول سرامیکی به مدت 2 ساعت تحت فرایند آسیاب کاری قرار گرفت. اندازه نانوبلورک¬های فریت روی-بیسموت با استفاده از داده¬های xrd و فرمول شرر حول قله (311)، nm16به¬دست آمد. همچنین آنالیز میکروسکوپ الکترونی عبوری(tem) تأیید می¬کند که پس از آسیاب کاری ذرات فریت روی-بیسموت به ابعاد نانومتری تبدیل و متوسط اندازه نانوذراتnm60 می-باشد. ثابت شبکه، چگالی و کرنش شبکه نیز با استفاده از داده¬های xrd محاسبه شد. دمای کوری پودرها نیز توسط ترازوی فارادی اندازه¬گیری شد. دمای کوری نانوپودرهای فریت روی-بیسموت برای مقادیر مختلف بیسموت با یکدیگر مقایسه شدند. همچنین مغناطش و میدان پسماندزدا برای نمونه¬های نانومتری با استفاده از رسم منحنی m–h در یک دستگاه مغناطش¬سنج نمونه مرتعش (vsm)اندازه¬گیری و با یکدیگر مقایسه شد. نتایج به دست آمده نشان داد با افزایش مقدار بیسموت جایگزین شده، مغناطش و دمای کوری کاهش یافته است.

جداسازی غشایی گاز نسبت به فرآیندهای جداسازی سنتی گاز مانند تقطیر، تبرید، فرایندهای جذب با مایع و جامد دارای مزایایی از جمله بازدهی انرژی بهتر و فرایند پذیری مناسب¬تر می¬باشد. غشاهای پلیمر- نانو ذرات غیر آلی بدلیل دارا بودن خواص غشاهای آلی و غیرآلی مانند تراوایی و گزینش پذیری مناسب، پایداری حرارتی و شیمیایی بالا و استحکام مکانیکی عالی، در حال حاضر بهترین گزینه برای بهبود خواص جداسازی غشاهای پلیمری می¬باشند. با توجه به سهم کشور ایران در داشتن منابع عظیم گازی و به تبع آن نیاز به پالایش و خالص سازی گاز اهمیت فرایند¬های غشایی به عنوان یک روش جداسازی بسیار آسان ومقرون به صرفه و بدون آلودگی یک امر کاملأ ضروری احساس می¬شود. زئولیت¬ها به طور عمده در ساخت غشاهای نانو کامپوزیتی به کار برده شده¬اند، که البته می¬توان برای بهبود کارایی آنها تغییراتی را در این مواد انجام داد هدف از این تحقیق سنتز و تولید نانو ذرات مغناطیسی فریت کبالت به روش شیمیایی می¬باشد. از ویژگی¬های مهم فریت کبالت میدان ناهمسانگردی مغناطیسی بزرگ بوده و نیز از لحاظ مکانیکی سخت می-باشد. خصوصیت منحصر به فرد فریت¬ها، نسبت به مواد فرومغناطیس عایق بودن آنهاست. مقاومت ویژه نوعی فریت¬ها 1تا104 اهم متر است، درحالی که از آهن7-10 اهم متر است. عوامل زیادی در خواص فریت¬ها موثر می¬باشند از جمله دما و غلظت واکنش، این خواص با کوچک شدن اندازه ذرات در حد نانو نسبت به حالت حجیم متفاوت است. در این تحقیق نانو ذرات مغناطیسی cofe2o4 به وسیله فرایند ساده رسوب¬گیری در دمای محیط و بدون نیاز به تجهیزات گران قیمت تهیه می-شوند. درادامه شکل، اندازه وخلوص نانوذرات و خواص ساختاری آنها به وسیله طیف¬های پراش پرتوایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی( sem) و طیف سنج فروسرخ تبدیل فوریه (ft-ir) انجام می¬شود. وخواص مغناطیسی آنها با استفاده از مغناطومتر نمونه مرتعش (vsm) بررسی می-شود و با یگدیگر مقایسه می¬شود

الکتروانباشت یکی از ساده¬ترین، انعطاف¬پذیرترین و کم¬هزینه¬ترین روش¬های لایه¬نشانی نسبت به سایر روش¬های موجود بر پایه¬ی تکنیک خلأ می¬باشد که امکان رشد تک لایه¬ای¬ها، چندلایه¬ای¬ها و لایه¬های آلیاژی مغناطیسی را در شرایط طبیعی دما و فشار فراهم می¬کند. در این پروژه لایه¬های نازک pt، fe و آلیاژی fept بر روی زیرلایه¬های فلزی مس و طلا، به روش الکتروانباشت با ¬درصدهای مختلف آهن در مد کرنوکولومتری (chc) تحت پتانسیل ثابت در الکترولیت تک حمام انباشت شدند. با استفاده از ولتامتری چرخه¬ای (cv) ولتاژ شروع انباشت لایه¬های آلیاژی مشخص شد. در ادامه بس لایه¬ای¬های fept/pt با ضخامت¬های متفاوت لایه¬های پلاتین بر زیر لایه¬های مس و طلا رسوب داده شد و تأثیر این تغییر ضخامت بر مورفولوژی سطحی لایه¬ها مورد بررسی قرار گرفت. در این کار با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس (xrd)و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) ساختار و مورفولوژی لایه¬های آلیاژی fept و بس¬لایه¬ای fept/pt مورد بررسی قرار گرفته و آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس (edx) درصد وزنی و اتمی عناصر موجود در لایه¬های انباشتی را تعیین کرده است. همچنین خواص مغناطیسی لایه¬های آلیاژی fept بر روی زیرلایه طلا، توسط دستگاه مغناطوسنج نیروی متناوب (agfm) مورد مطالعه قرارگرفته است.

نانوذرات اکسید آهن به عنوان یکی از مهم ترین نانوذرات مغناطیسی شناخته در یک دهه ی گذشته ، مورد توجه بسیاری از پژوهش گران و محققین قرار گرفته است . از جمله کاربرد های وسیع این نانوذرات می توان به نقش کاتالیستی ، دارو رسانی ، درمان سرطان ، تصفیه ی آب های آلوده به فلزات سنگین و مواد رادیواکتیو ، کاربرد در دستگاه mri ، سیال مغناطیسی ، .........اشاره کرد . هم چنین نقش و کاربرد نانوکامپوزیت ها در دنیای امروزی غیر قابل انکار است.استفاده از نانوذرات کامپوزیتی در صنایع بسته بندی مواد غذایی ، در ساخت غشا به منظور جداسازی گاز ها ، در صنعت خودروسازی و ............ تنها بخشی از کاربرد این نوع از نانوذرات می باشد. در این تحقیق ابتدا نانوذرات اکسید آهن به روش رسوب دهی شیمیایی سنتز شد.تأثیر عواملی همچون انتخاب نوع سورفکتنت و دما در سنتز این نانوذرات لحاظ شده است.در مرحله ی بعد نانوذرات اکسید آهن-زئولیت ، مجددا به وسیله ی روش رسوب دهی شیمیایی سنتز شد و در انتها نانوکامپوزیت های اکسید آهن-زئولیت شکل گرفت. ویژگی نانوذرات اکسید آهن به وسیله ی آنالیز های sem ، xrd ، ft-ir و vsm مورد بررسی قرار گرفت و هم چنین آنالیز های sem ، vsm و ft-ir روی نانوذرات اکسیدآهن-زئولیت انجام شد. نتایج بررسی ها نمایانگر این امر است که سنتز نانوذرات اکسیدآهن و اکسیدآهن-زئولیت با موفقیت انجام شده است و خصوصیات پیش بینی شده ، از جمله سوپرپارامغناطیس بودن را دارا می باشد همچنین با دارا بودن خاصیت های مورد انتظار (ابعاد ذرات،سوپرپارامغناطیس بودن،....) می توان دریافت که نانوکامپوزیت سنتز شده خاصیت و عملکرد جداسازی گازها را دارا می باشد.

هدف از این پژوهش، سنتز نانو ذرات مغناطیسی فریت مس به روش مایکروویو می باشد. فریت مس یکی از انواع مختلف فریت ها می باشد که با داشتن خاصیت مغناطیسی به طور گسترده در صنعت الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. مقاومت الکتریکی فریت مس در مواجه با گاز های مختلف تغییر می کند و هنگامی که در معرض گاز امونیاک، اتانول و ... قرار می گیرد واکنش های مختلفی به این گازها در دماهای مختلف از خود نشان داد که از آن به عنوان یک حسگر برای شناخت گازها و مقدار آن ها استفاده می شود. فریت مس همچنین به دلیل پایداری حرارتی بالا و فعالیت کاتالیزوری موثر، به عنوان کاتالیزور در تجزیه ی گازهای آلاینده و در احیای گاز هیدروژن کاربرد دارد. این فریت های سخت کاربردهای وسیعی را به خود اختصاص داده اند به عنوان مثال می توان از کاربرد آن ها در یخچال ها، موتورهای جریان مستقیم نگه دارنده ها، دستگاه های سنجش، بلندگوها و بسیاری موارد دیگر نام برد. در این تحقیق نانو ذرات مغناطیسی فریت مس به کمک امواج مایکروویو تهیه شد. رسوب تهیه شده بعد از خشک شدن در داخل کوره قرار گرفت. نانو ذرات تولید شده، خواص ساختاری شان به وسیله طیف های پراش پرتوایکس (xrd) میکروسکوپ الکترونی( sem) و طیف سنج فروسرخ تبدیل فوریه (ft-ir) بررسی شد. خواص مغناطیسی آن ها با استفاده از مغناطومتر گرادیان نیروی متناوب (agfm) بررسی و با یگدیگر مقایسه شدند

در این پروژه لایه های نازک آهن، مس و همچنین بس لایه ای های آهن - مس به روش الکتروانباشت در حضور میدان مغناطیسی خارجی و در غیاب آن رشد داده شدند و تاثیر میدان مغناطیسی بر فرآیند رشد این لایه هابررسی شد.