در این پژوهش، ¬ویژگی¬های اصلی ¬رسانندگی¬ اسپینی سامانه الکترود- مولکول- الکترود بصورت نظری بررسی¬ می¬شود. در این سامانه ¬مولکولی از یک فلز فرومغناطیس (fm) نوعی بصورت شبکه مکعبی ساده به -عنوان الکترود فرومغناطیس با سطح مقطع محدود و از مولکول پلی¬اسن (polyacene) به عنوان پل مولکولی بین دو الکترود استفاده می¬شود. برای مطالعه رفتار الکترونی ¬ساختارfm / polyacene / fm یک ¬مدل¬ هامیلتونی بستگی قوی ¬ارائه نموده ¬و براساس آن ¬از یک روش تابع گرین غیر تعادلی برای ¬محاسبه ¬خواص¬ رسانندگی وابسته به اسپین ¬سامانه استفاده ¬می¬کنیم¬. در چارچوب مدل محاسباتی پیشنهادی و کاربرد ¬فرمول¬بندی ¬لانداور، مقاومت مغناطیسی تونلی (tmr) سامانه محاسبه و مشخصه جریان- ولتاژ آن تعیین می¬گردد. همچنین رسانندگی ¬وابسته به اسپین این ساختار از میان ترازهای انرژی مولکول محاسبه می¬شود که نتایج بدست آمده نشان می¬دهد این رسانندگی حساسیت قابل ملاحظه¬ای ¬¬به ¬قدرت پیوندگاه فلز/ مولکول و طول ¬مولکول ¬دارد. علاوه بر این، محاسبات ما نشان ¬می¬دهد که ¬اعمال ¬ولتاژ گیت بر مولکول ¬باعث می¬شود تا رفتار tmr و مشخصه¬ جریان- ولتاژ سامانه بطور قابل ملاحظه¬ای تغییر نماید. نتایج¬ این پژوهش می¬تواند در طراحی قطعات الکترونیکی نانومتری وابسته به جریان اسپین مانند دیودها و ترانزیستورهای اسپینی، دریچه¬های اسپینی، حافظه رایانه¬ها، حسگرهای اسپینی و ... مورد استفاده قرار گیرد.

در این پایان نامه، خواص ساختاری و اپتیکی نانوذرات که با روش سل-ژل و به کمک کلرید آهن ، اسید سیتریک و اتیلن گلیکول تولید شده، گزارش شده است. اثر دماهای مختلف تکلیس (℃360، ℃400، ℃550، ℃ 850 و ℃1000) بر روی خواص ساختاری و اپتیکی نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است. طرح پراش پرتوی x، فاز آمورف را برای نمونه تکلیس شده در دمای ℃360، نشان می¬دهد. برای نمونه ℃400 شاهد وجود همزمان فازهای مکعبی (فاز α اکسید آهن) و هگزاگونال (فاز γ اکسید آهن) و برای نمونه¬های ℃850 و ℃1000 شاهد فاز هستیم. بنابراین فاز γ اکسید آهن بر خلاف فاز α، در برابر تغییرات دمایی پایداری کمی داشته و در اثر افزایش دما به فاز α اکسید آهن تبدیل می¬شود. از سوی دیگر مطالعه تصاویر temنشان می¬دهد که شکل نانوذرات در فاز γ مکعبی و اندازه آنها در گستره nm35-10 و در فاز α اکثراً میله¬ای شکل بوده بطوریکه در راستای [214] رشد بیشتری داشته و اندازه آنها در گستره nm70-20 می¬باشد. گاف اپتیکی نانوذرات در فازهای α و γ به ترتیب برابر ev71/2 و ev44/2 است که به دلیل کاهش اندازه ذرات و در نتیجه ظهور اثرات محدودیت کوانتومی، نسبت به حالت توده افزایش پیدا کرده است.

در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای جهت ساخت حسگرهای گازی با استفاده از اکسیدهای فلزی به صورت خالص و یا با ناخالصی های مختلف انجام شده است. در این میان اکسید کبالت به علت ویژگی های حسگری برجسته اش، توجه فراوانی را به خود معطوف کرده است. با توجه به فعالیت کاتالسیتی قوی اکسید کبالت و اکسید مس در اکسایش متان انتظار می رود ترکیب اکسید کبالت- مس حسگر مناسبی جهت شناسایی این گاز باشد. به این منظور در این پژوهش، نانو پودر و لایه های نازک cu/co3o4 (cu/co= 0.0, 0.05, 0.08, 0.10, 0.125, 0.15) به ترتیب با روش های سل- ژل و اسپری پایرولیز تهیه شدند و خواص مختلف ساختاری، اپتیکی، مورفولوژی و حسگری آن ها مورد بررسی قرار گرفت. خواص ساختاری نانو پودرها و لایه های نازک با استفاده از پراش پرتو x بررسی شدند. نتایج xrd نشانگر ساختار پلی کریستالین شامل فاز co3o4 با پیک ارحج ]1 1 3[ در نانو پودرها و ]1 1 1[ در لایه های نازک بود. همچنین به دلیل افزایش ناخالصی مس در نانو پودرها فاز (cuo0.30co0.70)co2o4 و در لایه های نازک فاز cucoo2 تشکیل گردید. سایز نانو بلورک ها nm 28-24 در نانو پودرها و nm 32-21 در لایه های نازک بود. مطالعات ftir تشکیل اکسید کبالت را در نانو پودرها تایید کرد. مورفولوژی سطح نانو ذرات با استفاده از تصاویر tem مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر نشان دهنده ذرات با ساختار کروی و کاهش در سایز نانو ذرات با افزایش ناخالصی بودند. تصاویر sem تشکیل نانو ساختار در لایه های نازک را نشان می داد. افزایش سایز ذرات با افزایش ناخالصی مس در تصاویر مشاهده می شد. خواص اپتیکی لایه های نازک با استفاده از دستگاه طیف نور سنج uv-vis مورد مطالعه قرار گرفت. اکسید کبالت دو گاف انرژی دارد. مقادیر گاف 01/2 و 43/1 برای لایه نازک co3o4 خالص بود و این مقادیر برای لایه نازک با نسبت مولی 15/0 cu/co= به 96/1 و 34/1 کاهش یافت. حساسیت نانو ساختارها در مجاورت گاز متان در محدوده دمایی °c 300-200 و ppm 6000-3000 گاز مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین مقدار حساسیت در دمای °c 300 و ppm 6000 متان مشاهده شد. با افزایش ناخالصی مس، حساسیت حسگرهای لایه ضخیم افزایش و حساسیت لایه های نازک کاهش یافت. حسگرهای لایه نازک نسبت به حسگرهای لایه ضخیم حساسیت بیشتری از خود نشان دادند.

در این تحقیق با استفاده از فرمول بندی تابع گرین و رابطه لانداور-بوتیکر به بررسی رسانش و پدیده مغناطومقاومت در مولکول پلی تیوفن می پردازیم و اثرات برهمکنش الکترون-فونون، الکترون-الکترون و حضور میدان الکتریکی ناشی از ولتاژ اعمالی را بر روی خواص رسانندگی بررسی خواهیم کرد. مولکول پلی تیوفن در این تحقیق به وسیله هامیلتونی سو-شریفر-هگر توصیف میشود و الکترودها در تقریب باند پهن بررسی میشوند. بر اساس نتایج بدست آمده بر اثر برهمکنشهای مختلف مغناطومقاومت کاهش مییابد، همچنین با وارد کردن اثر حضور میدان الکتریکی در طول مولکول شاهد تغییر اندازه گاف انرژی مولکول و جمع شدن الکترونها بر روی الکترود مثبت هستیم. در این شرایط پدیده مقاومت دیفرانسیلی منفی در این مولکول اتفاق میافتد

در این پروژه نانو پودر سرامیکی ca2co2o5، به دو روش سل- ژل متداول و سل- ژل اصلاح شده با به کارگیری ژلاتین تهیه و برخی از ویژگی های ساختاری، میکروسکوپی، اپتیکی و ترموالکتریکی آن ها را بررسی کردیم که در ذیل اشاره شده است. مشخصه یابی xrd- این مشخصه یابی نشان می دهد که دمای تشکیل تک فاز پروسکایت ارتورمبیک ca2co2o5، c?700 است و در دماهای بالاتر فاز ناخالصی تشکیل می شود. پارامترهای شبکه با استفاده از نرم افزار celref محاسبه شد.. مشخصه یابی tem- با توجه به تصویر tem دیده می شود که اندازه ی متوسط پودر های ca2co2o5 تهیه شده به روش سل-ژل اصلاح شده با ژلاتین تقریباً nm70 است و شکل کروی دارند. مشخصه یابی sem- تصاویر مربوط به نمونه های تکلیس شده در دمای c?700 نشان می دهد که اندازه ی دانه ها در نمونه ی تهیه شده به روش سل-ژل اصلاح شده با به کارگیری ژلاتین نسبت به نمونه تهیه شده به روش سل-ژل متداول ریزتر است. طیف ftir - در طیف های ftir قله های مربوط به پیوند m-o در محدودهcm-1 400 تا cm-1750 نشان دهنده تشکیل ساختار پروسکایت ارتورمبیک است. با مقایسه طیف های نمونه های تهیه شده به روش سل- ژل وسل- ژل اصلاح شده با به کارگیری ژلاتین دیده می شود که طیف ها بسیار به یکدیگر شبیه می باشند. طیف uv-vis – با استفاد از این طیف گاف اپتیکی محاسبه شد. گاف اپتیکی نمونه های تهیه شده با روش سل- ژل تهیه شده در دو دمای تکلیس oc 700 و oc 800 نشان داد که اندازه گاف به ترتیب ev 93/3 و ev4 است. یعنی با افزایش دمای تکلیس اندازه گاف بزرگتر شده است. ضریب سیبک – برای قرص های تهیه شده به روش سل- ژل و در دو دمای تکلیس oc 700 و oc 800 و همچنین روش سل- ژل اصلاح شده با به کارگیری ژلاتین ضریب سیبک اندازه گیری و مشاهده شد که قرص تهیه شده با روش سل- ژل و در دمای تکلیس oc 700 بیشترین مقدار را داراست. تغییرات مقاومت ویژه ی الکتریکی برحسب دما – اندازه گیری ها نشان داد که مقاومت ویژه ی الکتریکی با افزایش دما کاهش می یابد. تغییرات رسانندگی گرمایی برحسب دما- اندازه گیری ها نشان داد که رسانندگی گرمایی با افزایش دما کاهش می یابد.

به منظور بررسی اثرات نانو ذرات فلزی( دی اکسید تیتانیوم و اکسید آهن) و میدان مغناطیسی بر رفتار عناصر غذایی، تغذیه، رشد و عملکرد گندم آزمایشاتی در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد انجام می شود. این آزمایشات بصورت چند آزمایش مقدماتی(preliminary) و یک آزمایش نهایی بشرح زیر اجرا خواهند شد. 1- آزمایش اول: در این آزمایش به بررسی اثرات شدت و زمان میدان مغناطیسی، غلظتهای مختلف اکسید آهن و دی اکسید تیتانیوم نانو و غیر نانو بر جوانه زنی بذر گندم در شرایط آزمایش پتری دیش در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار پرداخته می شود. این آزمایش ها شامل موارد زیر می باشند: الف- تعداد 13 تیمار شامل قراردادن بذرها در معرض شدتهای مختلف میدان مغناطیسی 0(شاهد)، 50، 100، 150 میلی تسلا و در زمانهای مختلف10، 20 و 30 دقیقه و یک تیمار دایم 3 میلی تسلا ب- 10 تیمارشامل بررسی تاثیر غلظتهای مختلف 0، 500 ، 1000، 5000 و 10000 پی پی ام نانو ذرات اکسید آهن در مقایسه با غلظتهای مذکور اکسید آهن معمولی(غیرنانو) ج- 10 تیمار شامل مصرف دی اکسید تیتانیوم نانو و غیرنانو با غلظتهای0، 2، 10 ، 100 و 500 پی پی ام صفات مورد اندازه گیری شامل درصد جوانه زنی، متوسط زمان جوانه زنی (mgt)، طول گیاهچه و درصد بذرهای نرمال می باشند. 2- آزمایش دوم: در این آزمایش به بررسی اثرات شدت و زمان میدان مغناطیسی بر گندم پرداخته می شود. تعداد 13 تیمار شامل قراردادن بذرها در معرض شدتهای مختلف میدان مغناطیسی 0(شاهد)، 50، 100، 150 میلی تسلا و در زمانهای مختلف10، 20 و 30 دقیقه و یک تیمار دایم 3 میلی تسلا در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار می باشند. صفات مورد ارزیابی شامل درصد سبزشدن، طول سنبله، ارتفاع گیاه، وزن سنبله، وزن خشک بیولوژیک، میانگین وزن دانه، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه در گلدان و عدد spad می باشند. 3- آزمایش سوم: این آزمایش به تاثیر غلظتهای مختلف نانو ذرات اکسید آهن بر گندم در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار می پردازد. قبل از انجام آزمایش ابتدا باید اندازه نانو ذرات توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) توسط آزمایشگاه مرکزی دانشگاه فردوسی مشخص گردد. همچنین میزان خلوص و ترکیبات آنها توسط پراش اشعه ایکس (طیف xrd) مشخص گردد. 10 تیمارشامل بررسی تاثیر غلظتهای مختلف 0، 500 ، 1000، 5000 و 10000 پی پی ام نانو ذرات اکسید آهن در مقایسه با غلظتهای مذکور اکسید آهن معمولی (غیرنانو) بر سبزشدن، طول سنبله، ارتفاع گیاه، وزن سنبله، وزن خشک بیولوژیک، میانگین وزن دانه، تعداد دانه در سنبله، عملکرد دانه در گلدان و عدد spad می باشند. 4- آزمایش چهارم: این آزمایش به تاثیر غلظتهای مختلف نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر گندم در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار می پردازد. تیمارها شامل بررسی تاثیر غلظتها و روشهای مختلف کاربرد نانو دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید تیتانیوم معمولی(غیرنانو) خواهد بود. آزمایش با 22 تیمار شامل: دوبار محلولپاشی نانو دی اکسید تیتانیوم با غلظتهای 0، 1، 2، 5، 50، و 100 میلی گرم بر لیتر، مصرف خاکی نانو دی اکسید تیتانیوم با غلظتهای 2، 10 و 100 میلی گرم بر کیلوگرم خاک، مصرف آغشته با بذر نانو دی اکسید تیتانیوم با غلظت 3 در هزار به مدت 24 ساعت و مصرف آغشته با بذر نانو دی اکسید تیتانیوم با غلظت 3 در هزار به مدت 24 ساعت+ دو بار محلولپاشی با غلظت 3 در هزار می باشند. به منظور بررسی تاثیر خواص نانو ذرات، همین تیمارها با استفاده از دی اکسید تیتانیوم معمولی (غیرنانو) انجام می شود. 5- آزمایش پنجم (نهایی) این آزمایش به بررسی برهمکنش بهترین تیمارهای میدان مغناطیسی موثر بر صفات مورد ارزیابی با غلظتهای مناسب نانو ذرات آهن و تیتانیوم بر گندم که از آزمایشات قبل بدست آمده می پردازد. در این آزمایش ابتدا از خاک نمونه مرکب تهیه و میزان عناصر ماکرو و میکرو آن تعیین می گردد. سطوح مختلف میدان مغناطیسی روی بذرها اعمال شده و سپس اقدام به کشت آنها در گلدان خواهد شد. سپس تیمارهای نانو ذرات مختلف و غلظت آنها اعمال خواهد شد. صفات مورد ارزیابی شامل درصد سبز شدن بذرها، ثبت مراحل فنولوژیکی، ارتفاع بوته، اندازه گیری عدد spad ، عملکرد دانه، اجزا عملکرد، عملکرد کاه، میزان عناصر نیتروژن، پتاسیم، فسفر، کلسیم، آهن و تیتانیوم در گیاه و خاک می باشند.

امروزه نانوذرات هسته-پوسته ای سیلیکا-طلا، در شاخه های مختلف صنعت نانوفناوری به ویژه در علم پزشکی، به دلیل خواص فیزیکی واپتیکی منحصر به فردشان، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این نانو ذرات دارای جذب اپتیکی قوی و قابل تنظیم در گستره ی طول موجی فروسرخ نزدیک(nir) می باشند. از آنجا کهاین ناحیه از طیف الکترومغناطیسی بافت های زنده جانوران دارای بالاترین میزان عبور می باشند، نانو ذرات فوق به عنوانوسیله ای مناسب در مطالعات بیولوژیکی و خصوصاً در صنایع نانودارویی،در راستای نابودسازی سلول های سرطانی، با رهیافت نور- گرمایی، توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب نموده است. بنابراین، نظر به اهمیت این نانوذرات، پژوهش حاضر به ساخت و مشخصه یابی نانوذرات سیلیکا-طلا اختصاص یافته است. در این پایان نامه، به منظور دست یابی به نانوپوسته های کامل و یکنواخت با یک روش آسان و قابل کنترل، نانوذرات هسته-پوسته با دو روش مختلف سنتز گردید. ابتدا در هر دو روش ساخت،به طور مشترک، نانوذرات سیلیکا توسط روش استوبر به صورت هم اندازه و کروی سنتز شده و در مرحله ی بعدی، به منظور آماده سازی نانوذرات برای جذب و اتصال با ذرات کلوئیدی فوق ریز طلا، اصلاح سطح آن ها با تک لایه ای از ملکول های دو عاملی پلیمر aptes انجام شد. در روش اول، برای ساخت نانوپوسته های طلا بر روی ذرات مغزی silica/aptes، ابتدا نانوذرات کلوئیدی طلا با قطر متوسط nm 3 سنتز و پس ازاطمینان از ماندگاری، با گروه آمینی بر روی سطح اتصال داده شد. رشد پوسته در مرحله ی بعدی با احیا نمک طلای haucl4 بر روی هسته های دانه ای ایجاد شده، انجام گردید. در روش دوم، با احیا مستقیم haucl4 بر روی گروه آمینی نسبت به روش اول یک کوتاه سازی مسیر برای ایجاد دانه بندی اولیه طلا انجام شد، و سپس، پوسته با اضافه نمودن عامل کاهنده ی دیگر nabh4 به طور موثرتری رشد داده شد. ساختار و مورفولوژی نانو ذرات توسط پراش پرتو ایکس، طیف عبوری ftir و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شدند. خواص اپتیکی نانوساختارها نیز توسط طیف سنجی جذب اپتیکی در گستره nm 900-400 و فتولومینسانس (pl) مورد بررسی قرار گرفتند. تشکیل ساختار هسته-پوسته سیلیکا-طلا در هر دو روش، توسط تصاویر tem به صورت همگن تائید شد. آنالیز xrd نمونه نانوذرات خالص سیلیکا ساختار آمورف را برای این نانوذرات نشان دادو تشکیل فازهای بلوری طلا با ساختار مکعبی ساده را برای نانوذرات فوق ریز در نمونه ی محلول کلوئید طلا ثابت نمود. از بررسی و مقایسه ی طیف جذبی اپتیکی دانه های پوسته طلا ،در حالت رشد مرحله به مرحله،مشاهده می شود که با افزایش اندازه دانه ها ، یک جابجایی به سمت قرمز برای قله ی جذب پلاسمونی ایجاد می شود. از این پدیده می توان در ساخت نانوذرات با طول موج جذب معین و قوی، بهره برداری نمود.

در سال های اخیر تحقیق و مطالعه بر روی حسگرهای زیستی از جمله حسگر زیستی گلوکز بر پایه نانوذرات به خاطر اهمیتی که در کاربردهای پزشکی دارند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. نانوذرات اکسیدآهن به علت زیست سازگاری، سمیت کم، فعالیت سطحی بالا و قابلیت جذب بالا برای تثبیت مولکول های زیستی، در این پژوهش استفاده شده است. به منظور جلوگیری از تجمع و به هم چسبیدن نانوذرات، از یک پلیمر زیستی که رسانندگی مطلوبی دارد به نام چیتوسان استفاده شد. در این پژوهش، ابتدا نانوذرات fe3o4:zn به روش هم رسوبی تهیه شدند و خواص مختلف ساختاری و اپتیکی و مورفولوژی سطح آن ها مورد بررسی قرار گرفت، اندازه نانوذرات اکسیدآهن خالص 13 نانومتر بود. سپس از روش اسپری پایرولیزیز برای تهیه بستر fto استفاده شد و خواص ساختاری آن با استفاده از پراش پرتو ایکس بررسی شد. سپس با واردسازی نانوذرات اکسید آهن در ماتریس پلیمر چیتوسان ، نانوکامپوزیت پلیمری آماده گردید و با روش غوطه وری بر روی بسترfto لایه نشانی شده و اندازه گیری های فیزیکی و الکتروشیمیایی بر روی آن انجام شد. ساختار ومورفولوژی لایه های نانوکامپوزیتی به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، پیوندهای شیمیایی به وسیله ی طیف سنجی ftir، ویژگی های اپتیکی به وسیله ی طیف سنجی uv-vis، خواص الکتروشیمیایی با طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی(eis) و ولتامتری چرخه ای بررسی شد. سپس برای بررسی خواص حسگری، آنزیم گلوکزاکسیداز با روش فیزیکی بر روی الکترود تثبیت شد و بررسی های انجام شده از طیف سنجی sem، ولتاموگرام چرخه ای و امپدانس الکتروشیمیایی حضور آنزیم گلوکزاکسیداز را نشان دادند. پارامترهای حسگری با روش آمپرومتری بررسی شدند که حدتشخیص 3/3 میلی مولار، گستره خطی بین 100-10 میلی مولار و حساسیت ?amm-1cm-2 0/1 به دست آمدند.

چکیده در این پژوهش رسانش وابسته به اسپین در سیستمی بر پایه نانورشته های گرافنی در چهارچوب فرمول بندی لانداورو با استفاده از هامیلتونی هابارد در تقریب میدان متوسط و رهیافت تابع گرین بررسی شده است. قسمت مرکزی در این سیستم یک نانوصفحه گرافنی لبه زیگزاگی است که به دو نانورشته گرافنی دسته صندلی به عنوان الکترودهای چپ و راست متصل می شود. این سیستم در غیاب میدان های خارجی به عنوان یک فیلتر کننده اسپین عمل نموده و رسانایی وابسته به اسپین ایجاد می نماید به طوری که قطبش اسپینی می تواند به مقادیری حدود 100% دست یابد. رفتار ترابردی اسپین در سه آرایش متفاوت از اتم های ناخالصی را در این سیستممحاسبه و بررسی شد. نتایج ما مبین این امر است که سیستم انتخابی دارای خاصیت اسپین فیلتری قابل ملاحظه ای میباشد، که این بخاطر برهم کنش اسپینی الکترونهای حامل جریان با اسپین جایگزیده در لبه های زیگزاکی است. از طرف دیگر حضور ناخالصی در سه آرایش یاد شده باعث کاهش این برهمکنش و در نتیجه کاهش خاصیت اسپین فیلتری می گردد.علاوه براین نشان داده شده است که با اعمال ولتاژ گیت می توان رسانش وابسته به اسپین را کنترل نمود.

در سال های اخیر با رشد فزآینده علم و تکنولوژی شاخه بسیار جدیدی از شبکه ها به نام شبکه های نانو در کنفرانس های کامپیوتر مطرح شده است. شبکه های نانو توسعه ساده ای از شبکه های سنتی رایج نیستند. آن ها یک نمونه ارتباطی کاملا جدید هستند که در آنها بسیاری از فرآیندهای مخابراتی با تقلید از سیستم های زیستی موجود در طبیعت طراحی شده اند. این شبکه ها مجموعه ای از نانو ماشین ها متصل به هم هستند که از طریق انتشار و به اشتراک گذاشتن اطلاعات کاربردهای جدیدی که به وسیله تکنولوژی های فعلی امکان پذیر نیست را ارائه می دهند. از میان روشهای متعددی که تا کنون برای ارتباط میان نانو ماشین ها ارائه شده است، مخابرات مولکولی به دلیل تناسب بسیار زیاد با ابعاد و محیط مساله بهترین گزینه ممکن به شمار می رود. مخابرات مولکولی، یک زمینه میان رشته ای جدید شامل فن آوری اطلاعات و ارتباطات، زیست فن آوری و فن آوری نانو است، که در آن اطلاعات از طریق مولکول ها ارسال و دریافت می شود. با توجه به تفاوت های فراوان میان شبکه های سنتی و شبکه های نانو بسیاری از جنبه های مخابراتی آن از قبیل مسیریابی، نحوه کدگذاری، ارسال و دریافت اطلاعات، ابزارهای شبیه سازی، مباحث مربوط به نویز و دیگر مسائل مربوط در این شبکه ها به درستی مورد بررسی قرار نگرفته اند. در این پژوهش، ابتدا یک رابطه تئوری برای احتمال خطای بیت ناشی از تداخل بین سمبل ها در شبکه های نانو بدست می آوریم. با استفاده از رابطه بدست آمده به تحلیل کامل پارامترهای تاثیر گذار بر خطای بیت می پردازیم. سپس مدولاسیون on-off را به منظور کاهش نرخ خطای بیت در شبکه های نانو بهبود می دهیم. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی توانسته است خطای بیت را به مقدار قابل ملاحظه ای بهبود دهد.

در این پژوهش، نانو ذرات اکسیدآهن- اکسیدروی با ساختار هسته-پوسته به روشی ساده در دو مرحله سنتز شد، که شامل روش هم رسوبی برای سنتز نانو ذرات اکسید آهن و پوشش دهی نانو ذرات با اکسیدروی به دو روش(هم رسوبی مستقیم و رفلاکس) می باشد. تشکیل ساختار هسته – پوسته توسط پدیده ی جابجا شدن آبی، نانو ذرات اکسیدروی (از) در طیف فرابنفش - مرئی آن ها مشاهده شد. که تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی تراگسیلی صحت این مشاهدات را تایید می کنند. ساختار و شکل نانو ذرات به کمک پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی شد. نتایج بررسی های ساختاری نشان دادند که نانو کامپوزیت حاصل، دارای فازهای اکسیدآهن و نیز اکسید روی می باشد و هیچگونه فاز مرکبی از ترکیبات آهن و روی مشاهده نشد. خواص اپتیکی نانو ذرات نیز به وسیله طیف سنجی فرابنفش-مرئی و تبدیل فوریه فروسرخ مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بررسی های اپتیکی حاکی از افزایش میزان جذب نور در اثر نشاندن پوسته ی zno بر روی هسته ی اکسیدآهن می باشد. نتایج بررسی مغناطیسی نانو ذرات نشان دهنده ی ابرپارامغناطیس بودن نانو ذرات اکسیدآهن با اشباع مغناطیسیemu/g 42/60 است و این میزان با پوشش دهی نانو ذرات با اکسید روی کاهش یافته اما هم چنان خاصیت ابرپارامغناطیسی نانو ذرات حفظ شده است.

الماسواره ها برای اولین بار سال 1933 در نفت چکسلواکی شناسائی شدند. این ترکیبات دارای کاربردهای فراوان علمی و صنعتی می باشند که از آن جمله می توان از کاربردهای آن ها به عنوان واحد ساختاری مولکولی در نانو فناوری نام برد. در سال های اخیر توجه بسیاری از پژوهشگران به سایر خواص فیزیکی و شیمیایی این دسته از نانوساختارهای کربنی معطوف شده است که در این بین خواص ترابرد الکترونی آن ها نقش مهمی را پیدا کرده اند و پژوهش های گسترده ای در این زمینه در جریان می باشد. از این رو در این پروژه ما مطالعه ی خواص ترابردی الکترونی یکی از اعضای خانواده ی الماسواره ها می پردازیم. در این پایان نامه ساختار الکترونی و ترابرد الکترون در مولکول دیامنتان که یکی از گونه های الماسواره ها می باشد، به طور نظری از طریق محاسبات عددی مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور خواص ترابردی و ساختار الکترونی سامانه ی الکترود/دیامنتان/الکترود (در عدم حضور و حضور ناخالصی) با استفاده از یک هامیلتونی نیمه تجربی و رهیافت تابع گرین غیر تعادلی مطالعه می شود. با استفاده از روش تعمیم یافته ی هوکل و رهیافت بالا حالات الکترونی سیستم و نمودارهای ترابرد در مولکول خالص و با حضور اتم های ناخالصی محاسبه و نقش عوامل موثر از قبیل قدرت جفت شدگی مولکول به الکترود و حضور اتم های ناخالصی در خواص ترابرد مورد مطالعه قرار گرفت محاسبات ما بیان گر این امر هستند که اولاً افزایش قدرت جفت شدگی نقش موثر در افزایش ترابرد الکترونی دارد و ثانیاً مولکول دیامنتان با داشتن گاف انرژی بیش از5ev در اتصال بین دو الکترود طلا عملاً نارسانا می باشد. اما حضور اتم ناخالصی آلومینیم و آرسنیک که جایگزین دو اتم هیدروژن در دیامنتان می شوند، باعث کاهش اندازه ی گاف انرژی این سامانه به حدود2ev می گردد که در نتیجه افزایش رسانش و رفتار نیمرسانایی را به دنبال دارد.

نانوذرات اکسیدآهن با داشتن ویژگی های مغناطیسی و رفتاری برجسته، در علوم مختلف بویژه کاربردهای پزشکی مورد توجه محققان و پژوهشگران می باشد و در سال های اخیر تحقیقات گسترده ای را به خود اختصاص داده است. در این میان نانوذرات مگنتایت به دلیل دارا بودن ویژگی هایی از قبیل سمیت کم، سازگاری زیستی و خواص ابرپارامغناطیسی قوی، جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده اند، بدین منظور در این پژوهش به ساخت و بررسی نانوذرات مگنتایت پرداخته شد و اثر ناخالصی منگنز بر روی آن مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین با توجه به اهمیت نانوذرات فتوکاتالیست در کاربردهای زیست محیطی، اکسیدتیتانیوم به عنوان گزینه ای مناسب جهت تهیه نانوذرات فتوکاتالیست مغناطیسی انتخاب شد و تهیه نانوذرات هسته-پوسته fe3o4@tio2 مدنظر قرار گرفت. در این پژوهش نانوذرات fe3o4:mn (mn/fe= 0, 0.39, 0.08, 0.123, 0.16, 0.39) به روش هم-رسوبی تهیه شد و خواص ساختاری و مغناطیسی آن مورد بررسی قرار گرفت. نانوذرات مگنتایت بدست آمده با اندازه ای در حدود 10 نانومتر در دمای اتاق، ابرپارامغناطیس بوده و دارای مغناطش اشباع بالایی می باشند. مرحله بعد اصلاح سطح نانوذرات مگنتایت با سیترات سدیم جهت جلوگیری از جمع شدگی و تجمع نانوذرات وهم چنین فراهم شدن بستری برای نشستن پوسته مدنظر قرار گرفت. در این مرحله بررسی ساختاری و مغناطیسی گواه بر حفظ ویژگی نانوذرات مگنتایت بود. در نهایت جهت تهیه نانوذرات هسته-پوسته fe3o4@tio2 با ویژگی فتوکاتالیست مغناطیسی، پوششی از اکسیدتیتانیوم برروی نانوذرات مگنتایت به روش استوبر صورت گرفت. بررسی نانوذرات هسته-پوسته حاکی از تشکیل ساختار کریستالی بروکایت اکسیدتیتانیوم در کنار فاز مگنتایت نانوذرات اکسیدآهن بود و هم چنین ویژگی ابرپارامغناطیس بودن با اشباع مناسبی به منظور کاربردهای زیست محیطی مشاهده شد

نانوساختارهای هسته- پوسته یکی از رویکردهای جذاب در زمینه ی توسعه ی نانوذرات چندکارکردی می باشند که با گرد هم آوردن مولفه هایی با کارآرایی های مختلف در یک سیستم، کاربردهای فراوانی را به خصوص در زمینه ی علوم زیستی به دست آورده ا ند. بنابراین، با توجه به اهمیت این دسته از نانوساختارها، در این پژوهش به سنتز نانوکامپوزیت دوکارکردی هسته- پوسته- پوسته fe3o4@nsio2@msio2 پرداخته شد که به دلیل دارا بودن خواص مغناطیسی و تخلخلی، پتانسیل کاربردی بی نظیری را در زمینه های بیوپزشکی ارائه می دهد. بدین منظور، ابتدا نانوذرات fe3o4 به روش هم رسوبی تهیه گردید و سپس اصلاح سطح نانوذرات با سیترات سدیم انجام شد، تا از میزان انباشتگی آن ها کاسته شود. در مرحله ی بعد، نانوساختارهای fe3o4@nsio2 با استفاده از شاره ی مغناطیسی حاوی نانوذرات مگنتیت اصلاح سطح شده، به عنوان هسته های اولیه، از طریق روش استوبر تهیه شد و سرانجام پوسته ی سیلیکای متخلخل با به کارگیری ctab به عنوان یک قالب سورفکتانتی، بر روی سطح نانوذرات نشانده شد. خواص ساختاری و مورفولوژی نانوساختارهای تهیه شده، به وسیله ی پراش پرتو ایکس، طیف-سنجی ftir، میکروسکوپ الکترونی عبوری و آنالیز عنصری eds بررسی شد. به منظور مطالعه ی خواص مغناطیسی و اندازه گیری بار سطحی نمونه ها نیز به ترتیب از مغناطیس سنج نمونه ی ارتعاشی (vsm) و آنالیز پتانسیل زتا استفاده گردید. نتایج حاصل از طیف پراش پرتو ایکس، نشان دهنده ی آن است که نانوکامپوزیت حاصل دارای هر دو فاز مگنتیت و سیلیکا می باشد که نحوه ی قرارگیری آن ها در قالب یک ساختار هسته- پوسته توسط تصاویر tem بررسی گردید. شکل گیری ساختار متخلخل نمونه ها توسط تصاویر tem و الگوی پراش پرتو ایکس زاویه ی کوچک تأیید شد و نتایج بررسی های مغناطیسی نیز حاکی از شکل گیری نانوذراتی ابرپارامغناطیس است. بنابراین، خاصیت ابرپارامغناطیسی نانوساختارهای حاصل، از یک طرف سبب برخورداری آن ها از پسماند صفر، پذیرفتاری مغناطیسی بالا و قابلیت هدایت توسط یک میدان مغناطیسی خارجی می شود و از طرف دیگر نیز ساختار متخلخل آن ها با ارائه ی ناحیه ی سطحی بالا، قابلیت بارگذاری مقادیر بالایی از داروها و مولکول های زیستی را فراهم می کند و در نتیجه می توان در زمینه ی تشخیص و درمان هم زمان پزشکی با استفاده از mri، درمان فوق گرمایی و تحویل هدفمند دارو، از آن بهره برد.

در این پژوهش ساختار الکترونی و خواص ترابرد اسپین برای مولکول های متعلق به خانواده اسن ها با استفاده از نظریه تابعی چگالی و دستاورد تابع گرین غیرتعادلی بررسی شده است. اسن های کوچک حالت پایه غیرمغناطیسی دارند، در حالی که مولکول هایی که دارای بیشتر از نه حلقه اسنی هستند، حالت پایه قطبیده اسپینی دارند. این مولکول ها در فاز گازی دارای اسپین کل تک گانه هستند که دو الکترون جفت نشده، بالاترین اوربیتال مولکولی تبهگن را اشغال می کنند. وقتی مولکول به الکترودهای طلا از طریق اتصال دهنده سولفور در پیکربندی پادمتقارن متصل می شود، این تبهگنی اوربیتالی از بین می رود و منجر به گشتاور مغناطیسی خالص کسری می گردد. این گشتاور مغناطیسی با افزایش طول مولکول زیاد می شود. در این شرایط پیوندگاه طلا/n-اسن/طلا می تواند به صورت یک جداکننده اسپینی به همراه کاربردهایی در زمینه اسپین ترونیک مولکولی به کار رود. همچنین اثر تصحیح خود برهم کنش اتمی(asic) را روی ساختار الکترونی وخواص ترابرد این مولکول ها بررسی کرده ایم. asic می تواند انرژی homo این مولکول ها را که حاصل از محاسبات lda است تغییر دهد به گونه ای که همخوانی خوبی با نتایج تجربی پتانسیل یونش داشته باشد، اما نمی تواند انرژی lumo حاصل از محاسبات lda را بهبود بخشد. با وجود این که اندازه گاف homo-lumo تصحیح شده، هنوز در مقایسه با مقدار تجربی کم برآورد شده است اما نسبت به مقادیر محاسبه شده حاصل از lda بزرگتر است. اینکه asic می تواند یک پیش بینی خوب برای پتانسیل یونش ارائه دهد، موجب بهبود بعضی از خواص ترابرد مثل هدایت بایاس صفر می شود در حالی که asic به دلیل پایین برآوردکردن lumo، نمی تواند بعضی پدیده های مشاهده شده در ترابرد، مثل هدایت حفره در پنتاسین را توصیف نماید. در مرحله بعد، خواص ترابرد اسپینی این مولکول ها در پیوندگاه تونلی آهن/n-اسن/آهن مطالعه شده است. خصوصاً توجه خود را روی مولکول پنتاسین(n=5) معطوف کرده و وابستگی جریان و مغناطو مقاومت تونلی (tmr) به ولتاژ بایاس در ولتاژهای پایین را برای پیوندگاه آهن/پنتاسین/آهن بدست آورده ایم. نماهای الکترونی متفاوتی شامل حالت های تشدیدی اتصال، تشدیدهای مربوط به لبه های نوارآهن در نقطه ? و قله های homo وlumo پنتاسین در منحنی های ضریب ترابرد این مولکول مشاهده گردید. همچنین ضریب ترابرد بایاس صفر برای مولکول های n-اسن بین یک تا پنج حلقه محاسبه شده است. از مقایسه این ضرایب دریافتیم که ترابرد در این مولکول ها از رفتار تـونلی (t?e^(-?x)) پیروی می کند. tmr بایاس صفر برای پنتاسین (n=5) حدود 76% است که در مقایسه با مولکول های n-اسن کوچکتر بسیار بالاتر می باشد.

در این تحقیق محلول کلوئیدی نانو ذرات نقره, به منظور تشخیص و تعیین میزان غلظت ملامین موجود در شیر خام با استفاده از فرایند کالریمتری, به روش کاهشی تهیه شده است. مواد آغازین برای تهیه نانو ذرات نقره نیترات نقره و بروهیدرید سدیم می باشد. اساس کار این حسگر بر تغییر رنگ محلول کلوئیدی نانو ذرات نقره از زرد به آبی در کمتر از 10 ثانیه استوار است. نتایج نشان داد که برای سنتز نانو ذرات پایدار و مناسب به منظور حسگری باید به میزان غلظت, مقدار ph و دیگر شرایط بهینه سنتز توجه شود. برای مشخصه یابی محلول کلوئیدی تهیه شده, از طیف سنجی uv-vis و tem استفاده شده است. هم چنین مشخص شد که با افزودن ملامین به محلول نانو ذرات نقره علاوه بر مشاهده یک قله پلاسمون سطحی در طول موج حدود 400 نانومتر که مربوط به حضور نانو ذرات نقره در محلول است با قله دومی در طول موج 600 نانومتر که مربوط به انعقاد(جمع شدگی) نانو ذرات به علت وجود ملامین در محلول است نیز وجود دارد.

مدارهای الکترونی در مقیاس نانو بر پایه ی سازوکار قطعات مولکولی کار می کنند و برای طراحی و پیش بینی رفتار رسانش در این قطعات مطالعات نظری آن ها در چارچوب قوانین کوانتوم مکانیک ضروری است. دراینجا ابزار مناسب برای بررسی ویژگی های دینامیک تابع موج رهیافت تابع گرین است که بعنوان انتشارگر مطالعه ی انتقال امواج احتمال ذره از یک فضا-زمان اولیه به فضا-زمان ثانویه آسان تر می کند. در این پروژه، ترابرد الکترونی وابسته به اسپین یک سامانه که برپایه ی دیامنتاین متصل شده به دو الکترود فرومغناطیس با سطح مقطع محدود مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ما بر پایه ی مدل تقریب هامیلتونی نیمه تجربی هوکل در چارچوب رهیافت تابع گرین غیر تعادلی می باشد. نتایج نشان می دهد که دراین سیستم می توان به مقاومت مغناطیسی بزرگتر از 80% دست یافت که موید امکان فیلتر کردن جریان های اسپینی است.علاوه براین محاسبات نشان می هد که پارامتر های قابل کنترل سیتم عبارتند از : 1) تغییر ولتاژ بین 10- تا 10 ولت که باعث تغییر سطح فرمی الکترود ها می-شود و پتانسیل شیمیایی آن ها را از حالت تعادل خارج کرده و نیرو محرکه لازم برای ترابرد الکترون را ایجاد می کند 2) تغییر ساختار مولکول که با وارد کردن اتم های الکترون دهنده ی ناخالصی گروه iii (b5 و al13)، گروه واسطه (fe26)، گروه v (n7 و as33) باعث تغییر هامیلتونی مولکول شده و حالت الکترونی مولکول را تغییر می دهد و به دنبال آن کانال-های جدیدی در طیف ترابرد سامانه ایجاد می کند 3) حضور الکترود فرومغناطیس و اثر برهمکنش میدان تبادلی با اسپین الکترون باعث تفکیک حالت های تبهگن اسپینی می شود که در نتیجه جریان های اسپینی رفتار متفاوتی را هنگام عبور از پیوندگاه نشان می دهند.

با رشد روزافزون تکنولوژی،و تلاش برای نیل به ابعاد کوچکتر، مصرف کمتر و بازده بیشتر اسپینترونیک توانسته است سهم به سزایی از تحقیقات تئوری وتجربی را به به خویش اختصاص دهد. در این زمینه اثراتی مانند gmrو tmrو اخیرا پدیده گشتاور انتقالی اسپینی مطرح شده است. از آن جا که انتظار می رود پدیده انتقال اسپین نقش مهمی در حوزه در حال رشد الکترونیک اسپینی داشته باشد، این اثر به طور ویژه مورد توجه قرار گرفته است. دلیل اهمیت در تحقیقات امروزی، ساخت وسایل اسپینترونیکی با استفاده از مواد آلی برای اهداف بزرگ از توجه خاصی برخوردار شده است. یکی از کاندیدهای بسیار خوب در این زمینه ترکیب است. برای مطالعه رفتار الکترونی ساختارfm / polyacene / fm یک مدل هامیلتونی بستگی قوی ارائه شده که بر اساس آن از طریق فرمول بندی کلدیش غیر تعادلی گشتاور انتقالی اعمال شده توسط اسپین به الکترود راست در سامانه محاسبه و وابستگی بایاسی آن تعیین می گردد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که میزان اشغال بودن نوار انرژی و نیز شکافتگی ناشی از برهمکنش تبادلی الکترودهای fm روی رفتار بایاسی مولفه انتقال-اسپین، ،موازی صفحه فصل مشترک، به شدت تاثیر گذار است. همچنین مولفه مذکور برابر با اختلاف جریان های اسپینی بین آرایش های موازی و پاد موازی مغناطش ها می باشد. علاوه بر این، محاسبات ما نشان می دهد که هر دو مولفه گشتاور اسپینی وارد شده به هر جایگاه در الکترود، به طور نوسانی با دور شدن از محل اتصال به سرعت روند کاهشی دارد. نتایج این محاسبات از جهت برهمکنش اسپین الکترون ها با گشتاورهای جایگزیده در هر جایگاه حائز اهمیت است. گشتاورهای اسپینی منتقل شده توسط ملکول پلی اسن از مرتبه میلی الکترون ولت بر واحد سطح می باشند که این مقادیر قابل توجه هستند. نتایج این پژوهش می تواند در طراحی قطعات انتقال اسپین مانند نانو نوسانگرهای گشتاور اسپینی(stnos) و حافظه های مغناطیسی مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش ابتدا نانوذرات اکسید روی و سولفید کادمیم به صورت محلول با استفاده از روش سل-ژل سنتز شدند سپس با استفاده از این دو محلول نانو کامپوزیت اکسید روی -سولفید کادمیمرا با روشی ساده بدست آوردیم . در انتها با یکنواخت سازی محلول حاوی نانو کامپوزیت و لایه نشانی محلول با دو روش غوطه وری و چرخشی و پس از باز پخت نهایی لایه ها به بربرسی خواص ساختاری و اپتیکی و فتولومینسانس لایه ها پرداختیم.برای برسی خواص ساختاری نانو کامپوزیت و لایه های نازک نانو کامپوزیت اکسید روی -سولفید کادمیماز میکروسکوپ الکترونی عبوری tem و الگوی پراش پرتوی ایکس استفاده شد با استفاده از میکرویکوپ الکترونی روبشی sem و میکروسکوپ تونلی روبشی stm مورفولوژی سطح لایه ها را مورد بررسی قرار دادیم . خواص اپتیکی لایه ها نیز توسط طیف سنجی فرابنفش مرئی uv-vis ، تبدیل فوریه فروسرخ ft-ir و فتولومینسانس اسپکتروسکوپی pl مورد بررسی قرار گرفت.

در این پژوهش، گشتاور انتقالی اسپینی در سامانه الکترود- مولکول- الکترود بصورت نظری بررسی می شود. در این سامانه قطعه ای کوچک از یک فلز فرومغناطیس با شبکه مکعبی ساده به عنوان الکترود فرومغناطیس با سطح مقطع محدود و از مولکول پلی استیلن به عنوان پل مولکولی بین دو الکترود استفاده می شود. برای مطالعه رفتار الکترونی ساختارfm / polyacetylene / fm یک -مدل هامیلتونی بستگی قوی ارائه نموده و براساس آن با استفاده از روش تابع گرین غیر تعادلی، خواص گشتاور انتقالی از درون سامانه را محاسبه می کنیم . در چارچوب مدل محاسباتی پیشنهادی و کاربرد فرمول بندی کلدیش، گشتاور انتقالی اسپینی سامانه محاسبه و مشخصه گشتاور- ولتاژ آن تعیین می گردد. مقدار این گشتاور نسبت به تک تک اتم ها در الکترود راست محاسبه و رفتار نوسانی آن که با فاصله از فصل مشترک میرا می گردد، نشان داده می شود. همچنین وابستگی گشتاور انتقالی به زاویه ی بین مغناطش ها و طول و نوع مولکول سد را نشان می دهیم. نتایج این پژوهش امکان درک بهتر پدیده ی گشتاور انتقالی اسپین را فراهم می کند و همچنین پلی استیلن را به عنوان مولکول مناسبی برای سد جداساز در طراحی قطعات الکترونیکی نانومتری وابسته به جریان اسپین، مانند مولدهای نانویی موج رادیویی مطرح می نماید.

ترموسیفون دوفازی بسته به عنوان یکی از انواع لوله های حرارتی به منظور انتقال حرارت به کار می رود. درون این وسیله، که شامل یک لوله دو سر بسته تحت خلأ است با مقدار معینی از یک سیال عامل پر می شود. یک ترموسیفون دوفازی بسته در حالت معمول از سه بخش تبخیرکننده، آدیاباتیک و چگالنده تشکیل شده است و از نیروی جاذبه برای بازگرداندن فیلم مایع از قسمت چگالنده به تبخیرکننده استفاده می کند. از نانوسیال به عنوان محیط انتقال حرارت در ترموسیفون می توان استفاده کرد. نانوسیال ها سوسپانسیون های پایداری از ذرات جامد در ابعاد نانو در یک سیال پایه می باشند که پتانسیل زیادی در افزایش انتقال حرارت از خود نشان داده اند. در این پژوهش، تأثیر نوع و غلظت فعال کننده سطحی روی انتقال حرارت نانوسیال آب/mwcnt در یک ترموسیفون بسته دوفازی مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل جاذبه واندروالسی قوی، نانولوله های کربنی تمایل به تشکیل کلوخه در سیال پایه دارند. به همین منظور، سه نوع فعال کننده سطحی مختلف ga، sds و ctab در دو غلظت وزنی %25/0 و %5/0 برای تهیه نانوسیال با غلظت های وزنی %25/0 ، %5/0 و %1 از mwcnt به کار رفت. همچنین جهت بررسی پایداری نانوسیال از تست پتانسیل zeta استفاده شد. بازده حرارتی، مقاومت حرارتی و عدد ناسلت برای بررسی عملکرد حرارتی ترموسیفون دوفازی بسته بدست آمدند. ملاحظه شد که با افزایش غلظت mwcnt و توان ورودی، بازده حرارتی افزایش می یابد. البته برای نانوسیالات حاوی %5/0 و %1 وزنی از نانولوله کربنی این روند تا توان ورودی w90 مشاهده می شود. همچنین مقاومت حرارتی ترموسیفون با افزایش غلظت نانولوله کربنی و توان ورودی، کاهش پیدا کرد. به طوریکه برای تمام نمونه های نانوسیال تهیه شده، کمترین مقاومت حرارتی در غلظت %1 وزنی mwcnt و در توان ورودی w150 به دست آمد. علاوه بر این، افزایش توان ورودی و غلظت نانولوله کربنی به ترتیب موجب افزایش و کاهش عدد ناسلت ترموسیفون گردید. لازم به ذکر است که برای نانوسیال های حاوی %25/0، %5/0 و %1 وزنی mwcnt، به ترتیب با استفاده از %25/0، %5/0 و %5/0 وزنی فعال کننده سطحی، نتایج نسبتا بهتری به دست آمدند. همچنین، تمام نمونه های نانوسیال تهیه شده عملکرد حرارتی بهتری در مقایسه با آب خاص داشتند. به طور کلی، نانوسیال های پایدار شده با فعال کننده سطحی ga، عملکرد حرارتی نسبتا بهتری نشان دادند. به طوریکه بیشترین بازده حرارتی برابر با %41/92، در نانوسیال حاوی %1 وزنی mwcnt و %5/0 وزنی ga در توان ورودی w90 به دست آمد. این در حالی است که عملکرد ga، در مقایسه با sds و ctab در پایدارسازی سوسپانسیون با توجه به نتایج تست پتانسیل zeta ضعیف تر بود. بنابراین می توان گفت که ممکن است پایدارترین نانوسیال الزاما بهترین عملکرد حرارتی را نداشته باشد.

نانولوله های کربنی از همان زمان اکتشاف بدلیل خواص مکانیکی و الکتریکی منحصر به فردشان بعنوان یکی از اجزای اصلی ادوات و قطعات نانوالکترونیکی مدنظر قرار گرفتند. به همین دلیل مطالعه خواص مکانیکی آن ها از اهمیت خاصی برخوردار است. هدف اصلی این پروژه، مطالعه مدول یانگ نانولوله های کربنی و اثر میدان الکتریکی روی مدول یانگ آن ها است. در این پایان نامه پس از محاسبه ساختار نواری در فرمول بندی بستگی قوی برای نانولوله های کربنی و گرافن و چگالی حالت های نانولوله های کربنی، انرژی کل آن ها در اثر کرنش بدست آمده و در ادامه با استفاده از آن ها مدول یانگ نانولوله های کربنی و اثر میدان الکتریکی روی مدول یانگ نانولوله ها بررسی شده است. تمامی محاسبات فوق بدون استفاده از کدهای موجود و با برنامه نویسی به زبان مطلب انجام شده است. نتایج این بررسی ها نشان می دهد که مدول یانگ نانولوله های کربنی وابسته به قطر نانولوله ها است، به طوری که با افزایش قطر نانولوله مدول یانگ نانولوله ها افزایش می یابد. این نتایج بدست آمده هم خوانی بسیار خوبی با نتایج محاسبات اصول اولیه دارد.

هدف این پایان نامه، مطالعه ی خواص اپتیکی نانولوله های کربنی و بور نیترید شامل بخش حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک است. در این پژوهش ابتدا ویژه مقادیر و ویژه حالت های نانولوله ها به روش بستگی قوی تک-اربیتالی محاسبه و با استفاده از ویژه مقادیر ساختارهای نواری و چگالی حالت های آن ها بدست آمده اند، سپس بخش موهومی تابع دی الکتریک برای قطبش نور موازی با محور نانولوله های نیمرسانابا استفاده از قاعده ی طلایی فرمی و تقریب دو قطبی محاسبه شد و نهایتا با استفاده از روابط کرامرز-کرونیک بخش حقیقی تابع دی الکتریک آن ها بدست آمده اند. همچنین میزان حسـاسیت نانولوله های کربنی و بور نیترید به میدان الکتریکی عمود بر محور نانولوله و میدان مغناطیسی موازی با محور نانولوله مورد بررسی قرار گرفته اند. محاسبات ما نشان می دهند که نانولوله های کربنی با توجه به ساختار هندسیشان ممکن است رسانا یا نیمرسانا و نانولوله های بورنیترید نیز همواره نیمرسانا هستند. اعمال میدان الکتریکی در نانولوله های کربنی باعث گذار فاز از رسانا به نیمرسانا و برعکــس و در نانولوله های بورنیترید گذار فاز از نیمرسانا به رسانا می-شود. اعمال میدان مغناطیسی نیز باعث گذار فاز در نانولوله های کربنی می شود ولی نانولوله ی بورنیترید در هر میدان مغناطیسی نیمرسانا باقـی می ماند. نتایج بدست آمده برای انرژی گاف و ثابت دی الکتریک ایستـایی هم خوانی خوبی با نتایج محاسبات اصول اولیه دارد. همه ی محاسبات این پژوهش با برنامه نویسی به زبان مطلب انجام شده است.

در این پژوهش با استفاده از کد کوانتوم اسپرسو و بر پایه نظریه تابعی چگالی به بررسی خواص الکترونی نانولوله بور- نیترید(3و3) در غیاب و در حضور اتم و مولکول هیدروژن پرداخته و اثر جذب اتم و مولکول هیدروژن را بر روی چگالی حالت های نانو لوله مورد بررسی قرار می دهیم. همچنین به منظور بررسی امکان ذخیره سازی هیدروژن روی این نانولوله، انرژی پیوندی اتم و مولکول هیدروژن را محاسبه می کنیم. علاوه براین در راستای استفاده از خواص الکترونی نانولوله های آلاییده، با استفاده از کد کوانتوم اسپرسو و برپایه نظریه لانداور به محاسبه ترابرد الکترونی نانولوله بور- نیترید پرداخته و اثر جذب هیدروژن را بر روی این خاصیت مورد بررسی قرار می دهیم. در انتها با جایگزین کردن ناخالصی کربن به جای اتم بور و نیتروژن در نانولوله، تغییر در نتایج بدست آمده، جهت اهداف فوق را مورد بررسی قرار می دهیم. نتایج نشان می دهند نانو لوله بور- نیترید(3و3) دارای گاف انرژی در حدود 3/4 الکترون ولت می باشد که در اثر جذب شیمیایی اتم هیدروژن این گاف کاهش می یابد، اما جذب سطحی مولکول هیدروژن تاثیری روی گاف انرژی نداشته و تنها در انرژی های دور از انرژی فرمی باعث جابجایی تراز های انرژی می شود. همچنین نتایج نشان می دهند این نانولوله بستر مناسبی برای ذخیره سازی هیدروژن، چه به صورت اتمی و چه به صورت مولکولی، می باشد. نتایج ایجاد تراز دهنده(پذیرنده) را در اثر جایگزینی اتم کربن به جای اتم بور(نیتروژن) در نانولوله را نشان می دهند که این جایگزینی منجر به افزایش(کاهش) انرژی پیوندی مولکول هیدروژن روی بستر می شود و این که محاسبه نیروهای پراکندگی در مواد با استفاده از تابعی تبادلی- همبستگی موضعی منجر به نتیجه غلط می شود و بایستی از تابعی نیمه موضعی استفاده کنیم.

در بخش اول این پژوهش، نانوذرات سیلیکا(sio2) و نانوذرات کلوئیدی طلا، به ترتیب به روش هم-رسوبی و احیای شیمیایی و سپس نانوذرات سیلیکا / طلا در ساختار هسته / پوسته ((sio2@au تهیه شدند. هم چنین نانوذرات اکسید مس و سپس نانوذرات هسته / دو پوسته ی سیلیکا / طلا / اکسید مس ((sio2@au@cu2o به ترتیب با استفاده از روش های سل - ژل و کاهش شیمیایی تهیه شدند. خواص ساختاری و نوری نانوذرات با استفاده از اندازه گیری های پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، طیف سنجی های uv-vis و ftir مطالعه شدند. تصاویر tem نشان دهنده نانوذرات همگن سیلیکا و دارای قطری در حدود 80 نانومتر، نانوذرات کلوئیدی طلا با قطر متوسط 8 نانومتر و نانوذرات اکسید مس با قطر متوسط 10 - 5 نانومتر می باشد. تشکیل ساختار هسته / پوسته توسط انتقال به ناحیه قرمز قله جذب پلاسمونی سطحی نانوذرات طلا از 525 به 640 نانومتر در طیف uv-vis آن ها مشاهده شد که تصاویر tem نیز صحت این مشاهدات را تأیید می کنند. در بررسی طیف جذب نوری sio2@au و sio2@au@cu2o، انتقال به ناحیه آبی برای طول موج قله جذب نوری از 640 به 590 نانومتر صورت گرفته است. در بخش دوم این پژوهش برای ساخت حسگر زیستی gox/ch-sio2@au/fto، نانوکامپوزیتی از سیستم نانوذرات هسته/ پوسته، سیلیکا / طلا (sio2@au)، و پلیمرچیتوسان تهیه شد و سپس با لایه نشانی به روش غوطه وری این نانوکامپوزیت به شکل یک لایه پلیمری روی بستر fto (تهیه شده به روش اسپری پایرولیز) قرار گرفت. برای بررسی خواص حسگری الکترود زیستی، آنزیم گلوکز اکسیداز با روش فیزیکی بر روی الکترود نشانده شد. پارامترهای حسگری با روش آمپرومتری بررسی شدند. حد تشخیص 4 میکرومولار، گستره خطی بین 1 تا 7 میلی مولار و حساسیت 1 میکروآمپر بر میلی مولار سانتیمتر مربع، به دست آمد.

چکیده گرافن و نوارهای گرافن موادی با ویژگی های منحصر بفرد هستند که بعنوان لبه های تکنولوژی نانو شناخته می شوند و در سال های اخیر توجه زیادی را چه در زمینه تئوری و چه در زمینه تجربی به خود جلب کرده اند. از برجسته ترین خواص این نانو ساختارها، رسانش الکتریکی در آنها می باشد که آنها را کاندیدای وسایل الکترونیکی نسل آینده و جایگزین الکترونیک برپایه سیلیکون ساخته است. در این میان توجه خاصی به نوارهای گرافن سه لایه ای بدلیل خواص ترابرد الکترونی قوی آنها که ناشی از اتصالات بین لایه ای می باشد، صورت گرفته است. از این رو در این پژوهش به بررسی خاصیت ترابرد الکترونی نوع خاصی از این دسته از نانو نوارها می پردازیم. سیستم مورد نظر ما متشکل از یک نوار سه لایه ای گرافن با ساختار لبه ای دسته صندلی می باشد که در آن لایه میانی در امتداد طول خود به سمت خارج از فضای بین لایه های بالایی و پایینی کشیده شده است، بطوریکه ساختار ناحیه پراکندگی که در واقع همان ناحیه همپوشانی سه لایه می باشد، حالات پایدار aba و ناپایدار aaa باشد. بدین منظور، با بکار بردن هامیلتونی بستگی قوی در چارچوب روش تابع گرین و با تکیه بر روش لاندائو، به بررسی روند تغییرات گسیل الکترون (t) بصورت تابعی از طول ناحیه همپوشانی سه لایه در انرژی های نزدیک به تراز فرمی پرداخته شده است. بررسی های ما با در نظر گرفتن اولین اندرکنش درون لایه ای و اولین اندرکنش بین لایه ای در ناحیه همپوشانی سه لایه صورت پذیرفته است. محاسبات ما بیانگر این امر است که در حالت ناپایدار aaa، روندی نوسانی در طیف به ازای هر انرژی دیده می شود. محاسبات صورت گرفته در حالت پایدار aba، حاکی از وجود دو فاز متفاوت در طیف می باشد که ما آنها را aba _? وaba_? نام گذاری کرده ایم. در حالت aba _? برای انرژی های نزدیک به تراز فرمی، ماکزیمم تابع گسیل الکترون در طول های بالای ناحیه همپوشانی و برای ساختار aba_? ماکزیمم تابع گسیل الکترون در طول های پایین ناحیه همپوشانی رخ می دهد. در پایان به بررسی تغییرات گسیل الکترون برای ساختار aaa بصورت تابعی از انرژی در طول های متفاوت ناحیه همپوشانی پرداخته شده است. نتیجه این بررسی انطباق رفتار طیف تغییرات گسیل الکترون بصورت تابعی از طول ناحیه همپوشانی با پوشی بود که در بررسی تغییرات گسیل الکترون بصورت تابعی از انرژی ایجاد شد. واژگان کلیدی: نانو نوارهای گرافن، ترابرد الکترون، بستگی قوی، تابع گرین.

تجمع نامطلوب آلودگیها در سیال روی سطوح یکی از مشکلات اساسی در بسیاری از صنایع است. رسوب آلودگیها روی سطح تجهیزات، بازده تولید و زمان ماندگاری تجهیزات را در صنایع مختلف محدود میکند. یک روش جدید برای کم کردن این مشکل پوششهای دفعکننده مایعات هستند. در این رساله، پوشش فوق دفع کننده مایعات با استفاده از مواد با انرژی سطحی پایین و ایجاد یک ساختار سطح چند لایه بر روی سطوح فلزی تولید شد. خاصیت دفع مایعات یکی از خواص تعیین کننده سطح می باشد که نقش مهمی در کاربردهای عملی مانند جداسازی آب- روغن، خود تمیزشوندگی، کاهش گل و لای روی سطح، خاصیت ضدباکتریایی، خاصیت ضدگرفتگی، ضدیخ زدگی، مقاومت در مقابل خوردگی و لک شدن ایفا میکند. ساختار سطح و ترکیب شیمیایی سطح دو مشخصه مهم برای ایجاد خاصیت فوق دفع کنندگی مایعات بر روی سطح است. در این رساله، ساختار چند لایه دی اکسید سیلسیم با کنترل اندازه ذرات در هر لایه تولید شد. همچنین انرژی سطح با استفاده از ترکیبات فلوئوروپلیمر کاهش داده شد. روش پوشش دهی پاششی برای تولید سطوح فوق آمفی فوبیک بر روی سطح فولاد کربنی با حداکثر زاویه تماسی ساکن ?172، ?164 و ?130 و حداقل زاویه لغزشی ?1، ?3 و ?8 برای به ترتیب قطرات آب دیونیزه، اتیلن گلیکول و نفت خام استفاده شد. علاوه بر این پوششهای تولیدی پس از 32 روز غوطه وری در آب دیونیزه و همچنین پس از 16 روز غوطه وری در نفت خام خاصیت فوق آمفی فوبیک و ضد چسبندگی خود را حفظ کردند. همچنین رفتار رطوبت پذیری این پوشش ها روی سطوح فولاد ضد زنگ مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین زاویه تماسی استاتیک قطرات آب دیونیزه، اتیلن گلیکول و نفت خام روی سطوح تولید شده به ترتیب از ?64 تا ?168، ?33 تا ?159 و صفر درجه تا ?121 افزایش یافت. همچنین کمترین زاویه لغزشی قطرات آب دیونیزه، اتیلن گلیکول و نفت خام روی سطوح تولیدی به ترتیب کمتر از ?2، ?5 و ?9 بود. این نتایج مطلوب از ترکیب زبر کردن سطح بوسیله ذرات سیلیکا و کاهش دادن انرژی سطحی بوسیله فلوئوردار کردن سطح ناشی می شود. در ارزیابی خوردگی الکتروشیمیایی، بالاترین بازده حفاظتی پوشش های تولیدی روی سطوح فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ به ترتیب بیشتر از 94 و 97 درصد بود. همچنین عدد سختی پوشش های تولیدی روی سطوح فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ به ترتیب به بزرگی 9/71 و 7/25 گیگا پاسکال رسید. این بهبود در مقاومت در برابر خراش و خوردگی بخاطر این واقعیت است که ذرات سیلیکا بطور کامل و متراکم روی سطح را پوشانده اند. همچنین سطوح فوق آمفی فوبیک نمی توانند در زیر آب خیس شوند و بنابراین در مقابل حملات محلول خورنده محافظت می شود. بعلاوه سادگی روش پوشش دهی تایید می کند که این پوششها میتوانند بر روی سطوح بزرگ و یا هر شکل و ماده دیگری تولید شوند. همچنین به نظر میرسد این اولین پوششهای بادوام فوق آمفی فوبیک روی فولاد کربنی و فولاد ضد زنگ باشد که به روش پاششی تولید شده اند.

روش سنتی فرآوری مولیبدن از منابع سولفوری (مولیبدنیت)، تشویه حرارتی است که علاوه بر مشکلات زیست محیطی سبب اتلاف بخشی از رنیوم محتوی می‎‎‎‎‎گردد. در این پروژه با استفاده از روش‎های نوین فناوری نانو، بازیابی عنصر ارزشمند رنیوم و جداسازی عنصر آرسنیک انجام گردیده است. برای بازیابی رنیوم و آرسنیک یک دستورالعمل کلی که شامل مراحل انحلال، جذب و واجذبی است طراحی شد. در این کار ابتدا محلول یون‎های فلزی تهیه شد. سپس از نانوذرات اکسید آهنfe3 o4 با اندازه ذرات 10-20 نانومتر با خاصیت ابرپارامغناطیس جهت جذب یون‎های رنیوم موجود در محلول با خاصیت پارامغناطیسی استفاده شد.

موضوع اصلی این پایان نامه پرداختن به مقدمه اطلاعات کوانتومی از دیدگاه ریاضی بوده که به نوبه خود زمینه های فعال پژوهشی برای ریاضی دانان و نقش آن در علوم پیشرفته امروزی را مورد توجه قرار می دهد. در این راستا به مقوله درهم تنیدگی کوانتومی (entanglement) خواهیم پرداخت ابتدا نقایص فیزیک کلاسیک را بیان نموده، سیر تکاملی فیزیک کلاسیک به کوانتومی را مطرح می کنیم، در ادامه پس از آشنایی با درهم تنیدگی با رائه مثال هایی روش های تشخیص و کمی سازی آن را بررسی می کنیم این روش ها برای سیستم های دو جزئی و چند جزئی می باشد. در پایان در هم تنیدگی را در فضای پیوسته بررسی کرده، پس از آشنایی با حالات گوسی دو مدی برنامه کامپیوتری مبنی بر تعیین اندازه در هم تنیدگی در محیط matlab نوشته و اجرا کرده و نتایج حاصل را بیان نموده ایم.

موضوع اصلی این پایان نامه بررسی مشخصه یابی و خالص سازی درهم تنیدگی در اطلاعات کوانتومی است. ابتدا برخی اصول و مفاهیم مکانیک کوانتومی را مطرح کرده و در ادامه به نظریه اطلاعات کلاسیکی و نظریه اطلاعات کوانتومی خواهیم پرداخت. انواع روش های مشخصه یابی را بیان نموده و با ارائه چند مثال آن ها را مقایسه می کنیم. سنجه هایی نیز جهت کمی سازی درهم تنیدگی بیان می نماییم. به موضوع خالص سازی اشاره ای خواهیم داشت و برای تشخیص درهم تنیدگی حالات آمیخته، از روش مقایسه آنتروپی کلی و مرزی استفاده می کنیم. ضمن ارائه چند مثال نتایج منجر به شناسایی حالات آمیخته بطور حداکثر درهم تنیده خواهد شد، که پایان بخش این پایان نامه است. برنامه های کامپیوتری اجرا شده این پایان نامه را در محیط matlab نوشته و اجرا کرده ایم.

(شامل تعریف مسأله، سئوالات اصلی تحقیق، اهداف) نیمرساناها نقش بسیار مهمی در قطعات الکترونی ایفا می کنند. قطعاتی که بر اساس نیمرساناها کار می کنند زمینه ساخت ابزار مهم تکنولوژیکی از قبیل ترانزیستورها، دیود ها، سلول های فتوولتایی و آشکارساز ها را فراهم می آورند. در این بین نیمرساناهای اکسیدی به خاطر خواص الکتریکی بسیار متنوعی که نشان داده اند، مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به ارزان وساده تر بودن تهیه برخی از آنها پیش بینی می شود که نیم رساناهای مرکب از قبیل نیمرساناهای اکسیدی به تدریج جایگزین صنایع الکترونی متکی بر سیلیسیم شوند. در میان نیمرساناهای اکسیدی که در سال های اخیر توجه عده کثیری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است می توان از دی اکسید قلع sno2 نام برد. این ماده مخصوصا به صورت لایه نازک به عنوان یک هادی شفاف مورد توجه محققان می باشد و زمینه را برای پیشرفت الکترونیک شفاف فراهم نموده است. در بسیاری موارد به منظور حفظ خواص یا افزایش قابلیت های مواد، باید سطح آنها را با لایه ای نازک از ماده ای دیگر بپوشانیم. لایه های نازک نیز، لایه های طراحی شده از انواع مواد از قبیل فلزات، عایق ها و نیمه هادی ها هستند. کاربرد عمده لایه های نازک در اصلاح خواص سطحی جامدات است. با توجه به اهمیت کاربردی دی اکسید قلع، شناخت هرچه بیشتر نحوه تشکیل و ساختار لایه نازک آن از اهمیت بسزایی برخوردار است . از طرف دیگر با توجه به تحولاتی که در زمینه نانو فناری انجام شده و امکان تهیه نانو لایه این ماده مقدور است، بررسی خواص ویژه آن نیز جزو زمینه های مورد علاقه پژوهشگران می باشد. روش های سنتز گوناگون برای ساخت لایه های نازک وجود دارد اما در عین حال روش های محاسباتی و شبیه سازی در حوزه فناوری نانو نقش ارزنده ای به عهده دارد و توانایی ایجاد مدل سازی ساختار های پیچیده در مقیاس نانومتری را فراهم کرده اند. درک بیشتر و بهتر مکانیزم رشد نانولایه ها به واسطه روش های محاسباتی کاربردهای تکنولوژیکی وسیعی دارد و با ارائه پیشنهاداتی از نتایج محاسبات می توان باعث پیشرفت درعرصه تولید انبوه نانولایه ها و بهبود کیفیت تولید آنها شد. هدف از این پروژه بررسی مکانیزم رشد نانولایه های sno2 روی یک بستر مناسب جامد و بررسی نقش عوامل موثر در تشکیل این نوع ساختار می باشد. این مطالعه بر اساس روش شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام می شود. قبل از اینکه کار شبیه سازی را شروع کنیم مدلی برای سیستم باید ارائه دهیم و سپس با در نظر گرفتن پتانسیل های از پیش تعریف شده بین اجزای مختلف سیستم رفتار آن را بررسی کنیم. تعداد ذرات در فاز گازی، دما و فشار سیستم و به عبارتی نوع آنسامبل باید تعیین شود. برهم کنش های بین اجزای مختلف سیستم از قبیل برهمکنش ذرات با هم و برهمکنش ذرات با سطح زیرلایه به صورت پتانسیل های بین اجزای سیستم معرفی می شود. البته به دلیل وجود تعداد زیاد ذره ها در یک دستگاه تعیین شکل دقیق پتانسیل واقعی میسر نیست. در عمل، پتانسیل با تقریب و بر اساس نتایج تجربی انتخاب می شود و انتخاب صحیح آن بسیار اهمیت دارد. در شبیه سازی می توان ابعاد را تا حد دلخواه کوچک و بزرگ کرد و فشار و دمای مورد نظر را اعمال نمود. یکی از مهم ترین کارهای شبیه سازی در فناوری نانو کمک به فهم و طراحی درست آزمایشگاهی نانوسیستم ها است. از آنجا که دی اکسید قلع به عنوان پوشش فلزات دیگر به کار می رود تا آنها را از خوردگی حفظ کند و در ساخت سنسورهای گازی نیز کاربرد فراوان دارد، بررسی چگونگی لایه نشانی آنها به صورت تئوری و محاسباتی ارزش قابل ملاحظه ای برای کارهای پرهزینه تجربی دارد. (شامل روش کار، آزمایش ها، وسایل و تجهیزات مورد نیاز) مراحل کار در شبیه سازی دینامیک مولکولی را می توان به صورت زیر دسته بندی کرد: ابتدا مدلی را برای سیستم انتخاب می کنیم و سپس میدان نیرو را مشخص می کنیم، پس از آن معادله نیوتن را برای تمام ذرات به روش عددی حل می کنیم و کمیت هایی از قبیل فشار و دما را اندازه گیری می کنیم و در نهایت نتایج به دست آمده را تحلیل نموده و با نتایج تجربی مقایسه می کنیم. انتخاب مدل در شبیه سازی به معنای انتخاب پتانسیل است. میدان نیرو یا پتانسیل را به این صورت در نظر می گیریم: بخشی که مربوط به ذرات پیوندیافته است و قسمتی که ناشی از ذرات غیرپیوندی است. در واقع پتانسیل یکی از ورودی های اصلی هر شبیه سازی دینامیک مولکولی است. تابع پتانسیل به هندسه ذرات بستگی دارد و تقارن مولکول ها و سخت بودن یا انعطاف پذیر بودن آنها را در انتخاب پتانسیل باید در نظر داشت. در حالت کلی انرژی پتانسیل یک سیستم n ذره ای را می توانیم طوری بسط دهیم که به مختصات اتم های مجزا، اتم های جفتی و اتم های سه تایی و غیره بستگی داشته باشد. در ابتدای هر شبیه سازی باید شرایط اولیه دستگاه را که شامل مکان و سرعت های آغازین ذره های دستگاه هستند مشخص کنیم. مکان های اولیه ذرات را می توانیم با استفاده از یک برنامه تولید کننده اعداد کاتوره ای به صورت تصادفی تولید کنیم یا از نتایج تجربی بهره مند شویم. سرعت های اولیه ذرات دستگاه از آنجا که به دمای دستگاه بستگی دارد باید در کد اصلی برنامه ایجاد شود. اگر داده ها را از شبیه سازی های قبلی و یا نتایج تجربی استخراج کنیم، در این انتخاب باید در نظر داشته باشیم که توزیع سرعت ها با دمای دستگاه سازگاری داشته باشد و نیز تکانه کل دستگاه صفر باشد. برای شبیه سازی دینامیک مولکولی می توانیم از کدهای آماده استفاده نمائیم یا مستقیما برنامه نویسی کنیم. در این پروژه با وجود اینکه از نرم افزارهای رایج شبیه سازی استفاده می شود اما تئوری کار نیز مورد توجه قرار می گیرد تا در صورت لزوم بتوانیم تغییرات لازم را در کدهای آماده اعمال کنیم. برای شبیه سازی سیستم از کد دی ال پلی (dl_poly.2) استفاده شده و تعداد ذرات sno2 در فاز گازی و sio2در فاز جامد ، دما و فشار، نوع آنسامبل و هندسه سیستم از جمله شرایط اولیه مفروض می باشند. این محاسبات پس از آزمون های مختلف برای تعیین شرایط محاسباتی از قبیل انتخاب پتانسیل و سایر پارامتر ها طی چندین مرحله با کامپیوتر4 هسته ای یا 8 هسته ای به صورت موازی انجام شده است. محاسبات با تعداد بیشتر اتم و با تغییر شرایط در حال انجام است که زمان طولانی لازم دارد. ملاحظه می شود در چارچوب شرایط اولیه مفروض لایه نشانی با موفقیت انجام شده است که زمینه را برای مطالعه سیستم بزرگتر و پیچیده تر فراهم می کند. مراحل انجام طرح: یادگیری کدهای شبیه سازی مورد نیاز و سیستم عامل لینوکس، شبیه سازی سیستم مورد نظر، بررسی نتایج به دست آمده و تحلیل داده ها، نگارش پایان نامه لوازم مورد نیاز : نرم افزار dl_poly.2، سیستم عامل لینوکس، کامپیوتر حداقل 4 یا 8 هسته ای پتانسیل بین ذرات در زیرلایه باکینگهام و بقیه از نوع لنارد جونز می باشد. برهم کنش های جفتی بین مـولکولی ذرات شامل برهمکنش های واندروالسی و کولنی در محاسبات لحاظ شده و از برهم کنش های درون مولکولی صرفنظر شده است. پارامتر های این پتانسیل برای برهم کنش ذرات sno2 از مرجع [6] و برای زیرلایه sio2 از مرجع [7] دریافت شده است. موقعیت ذرات sno2 در فاز گازی به روش تصادفی و و موقعیت ذرات sio2 از داده های تجربی انتخاب شده است. موقعیت اولیه اتمها در زیرلایه با استفاده از داده های کریستالوگرافی انتخاب شده است. این سیستم با تعداد ذرات 900 اتم زیرلایه و 30 اتم ذرات فرودی بررسی شده و طول گام زمانی 0.001 پیکو ثانیه و شعاع قطع پتانسیل 12 آنگستروم در نظر گرفته شده است. در تحول مکان و سرعت ذرات تا قبل از رسیدن سیستم به تعادل دما تغییر می کند و پس از آن به خاطر در نظر گرفتن آنسامبل کانونی میانگین دما ثابت خواهد بود. زیرلایه sio2 قبل از حضور ذرات sno2 در دمای k 10000 و با ساختار تری گونال شبیه سازی شده است. دما و فشار برای لایه نشانی ذرات sn و o_sn یه ترتیب برابر با k3000 و 0.0 atm می باشد. شرایط مرزی برای لایه نشانی، شرایط مرزی دو بعدی می باشد. و برای کنترل دما از ترموستات نوزه- هوور استفاده شده است. براساس روش md ، محاسبات عددی برای سیستم شامل اتم های sn و o_sn در حضور بسترsio2 به شرح فوق انجام شد. ملاحظه می شود در چارچوب شرایط اولیه فوق لایه نشانی با موفقیت انجام شده است که زمینه را برای مطالعه سیستم بزرگتر و پیچیده تر فراهم می کند. محاسبات انرژی نشان می دهد که سیستم با مینیمم شدن انرژی کل به حالت پایدار می رسد. فرایند لایه نشانی در سیستم شامل ???? اتم نیز انجام شد و با محاسبه پارامترهایی از قبیل طول پیوندی جفت ذرات با استفاده از تابع توزیع شعاعی درستی نتایج و ساختار لایه تشکیل شده بررسی شد. همچنین نمودار میانگین مربع جابه جایی در دماها و فشارهای متفاوت انجام شد. در بازه دمایی ??? تا ??? کلوین لایه یکنواخت تری تشکیل شد. میانگین ضخامت مشاهده شده در بازه ?.? تا ?.? نانومتر می باشد.

نانونوارهای گرافنی به¬دلیل ویژگی¬های جالب الکتریکی و ترابرد اسپینی توجه زیادی را به خود جلب کرده است و در آینده از مولفه¬های ضروری نانوالکترونیک گرافنی خواهد بود. در حالی¬که مطالعات نظری متعددی از ساختار الکترونی و خواص مربوط به نانونوارهای گرافنی تک لایه وجود دارد، محاسبات نسبتا کمتری روی نانونوارهای گرافنی دو و چند لایه انجام شده است. در این پژوهش، ترابرد و چگالی حالت¬های الکترونی نانونوارهای گرافنی دسته صندلی یک، دو و سه لایه در عرض¬های مختلف بررسی شده است. برای نانونوارهای دو لایه دو ساختار aa و ab و برای نانونوارهای سه لایه دو ساختار aba و abc در نظر گرفته شده است. با استفاده از هامیلتونی بستگی قوی در چارچوب روش تابع گرین و با تکیه بر روش لانداور و در نظر گرفتن اولین انتگرال پرش درون لایه¬ای و دو تا از بزرگترین انتگرال¬های پرش بین لایه¬ای صورت گرفته است. نتایج به¬دست آمده نشان می¬دهد که نمودار تابع ترابرد پله¬ای است که این بیانگر کوانتومی بودن ترابرد است و دلیل آن ساختار نواری و نحوه¬ی مشارکت نوارها در رسانش است. با افزایش تعداد لایه¬ها یکی به دلیل افزایش تعداد اتم¬های سلول واحد و دیگری به¬خاطر لحاظ کردن انتگرال¬های پرش بین لایه¬ای تعداد پله¬ها و به¬عبارت دیگر بیشینه¬ی نمودار ترابرد افزایش می¬یابد. در تمام نمودارهای چگالی حالت¬ها یک سری پیک¬هایی مشاهده می¬شود که هر¬یک از این پیک¬ها متناظر با هر¬یک از پله¬ها است. بررسی نقش انتگرال¬های پرش بین لایه¬ای نشان می¬دهد که موجب تغییر ساختار نواری و افزایش بیشینه¬ی تابع ترابرد و تغییر عرض پله¬های نمودار ترابرد می¬شوند. با محاسبه¬ی انرژی گاف برای عرض¬های مختلف در تمام ساختارها نشان دادیم.

در این پایان نامه، از یکی از پدیده های فیزیکی بنام پلاسمون سطحی که در نانولایه های فلزی (گاز الکترون دو بعدی) رخ می دهد، جهت طراحی نظری یک نانوحسگراپتیکی با دقت بسیار بالا استفاده می کنیم. در آغاز با پدیده ی تشدید پلاسمون سطحی spr آشنا می شویم و سپس پیوند بین امواج الکترومغناطیس و پلاسمون سطحی را مورد بحث قرار می دهیم. بر اساس روش نظری ماتریس جابجایی، برنامه محاسباتی برهم کنش نور فرودی بر یک لایه ی نازک فلزی که روی یک منشور نشانییده شده را فراهم نموده و منحنی های مربوط به نور بازتابیده بر حسب زاویه ی تابش محاسبه می شود. محاسبات ما نشان می دهد که بخاطر برهم کنش بین نور فرودی با پلاسمون های سطحی فلز، شدت نور بازتابیده تابعی از زاویه ی تابش است و در زاویه ی خاصی کمینه می شود. مقدار کمینه ی ضریب انعکاس و زاویه ی مربوط به آن بستگی به نوع فلزو ضخامت آن دارد. اکنون اگر یک ماده ی دی الکتریک مثل آب یا مواد شیمیایی یا مواد زیستی را روی سطح فلز قرار دهیم، بخاطر برهم کنش بین چگالی بارهای الکتروستاتیک آن و گازالکترون دوبعدی، فرکانس پلاسمون تغییر نموده و در نتیجه مقدار زاویه ی مربوط به کمینه ی ضریب انعکاس تغییر خواهد کرد. از این تغییر می توان برای حسگری مواد شیمیایی و زیستی مختلف استفاده نمود. محاسبات ما مطالب فوق را تایید می کند و زمینه را برای طراحی یک نانوحسگر اپتیکی بر مبنای تشدید پلاسمون سطحی فراهم می کند. واژگان کلیدی: تشدید پلاسمون سطحی، روش ماتریس جابجایی

در این تحقیق با استفاده از روش بستگی قوی و هامیلتونی بسط داده شده بر پایه اوربتال¬های اتمی و فرمول¬بندی تابع گرین به بررسی برهمکنش¬های الکترون-الکترون، الکترون-فونون، الکترون-فوتون و اسپین-مدار راشبا بر روی خواص الکترونی، مغناطیسی و ترابرد در نانو ساختارهای کربنی می¬پردازیم. وجود لبه¬های زیگزاگ در نقاط کوانتومی کربنی موجب جایگزیدگی اسپین بر روی لبه¬ها و مغناطش خالص در نانوساختار می¬شود. برای بررسی برهمکنش الکترون-الکترون، الکترون-فونون و راشبا اسپین-مدار به ترتیب از مدل¬های هابارد، هالشتاین و کین-مله و همچنین برای ساده¬سازی جملات بس¬ذره¬ای هامیلتونی برهمکنش از روش تبدیل یکانی به همراه تابع گرین استفاده شده است. نانوساختارهای مورد بررسی نقاط کوانتومی گرافنی با لبه¬های زیگزاگ هستند. برهم¬خوردن نظم زیرلایه¬های مختلف در ساختار شش گوشی و برهمکنش الکترون-الکترون موجب جایگزیدگی اسپین بر روی لبه¬های زیگزاگ و مغناطش خالص در سیستم می¬شود. حضور سایر برهمکنش¬های مورد بررسی می¬تواند موجب استتار یا تقویت برهمکنش بین الکترون¬ها شود که موجب تغییر خواص مغناطیسی سیستم می¬شود. همچنین با در نظرگرفتن برهمکنش اسپین-مدار راشبا حالت¬های اسپینی بالا و پایین مخلوط شده و موجب کاهش مغناطش در سیستم کوانتومی می¬شود. بر اساس محاسبات انجام شده برهمکنش¬های بس¬ذره¬ای و برهمکنش اسپین-مدار نقش بسزایی در ویژگی¬های مختلف نقاط کوانتومی گرافنی برعهده دارند و حتی مقدار ضعیف برهمکنش اسپین-مدار راشبا قادر به تغییر عمده خواص فیزیک سیستم می¬باشد.

هدف ما از پژوهش حاضر درک خواص اپتیکی ترانس پلی استیلن ((trans-pa ومدلی براساس تابع گرین برای بررسی نظری الکترولومینسانس از سیم مولکولی این پلیمر می باشد.در این طرح یک سیم مولکولی مدل سازی شده از نظر اصول حاکم بر تابش فوتونی در ساختار پلی استیلن و جریان های جاری در اتصالات مورد بررسی قرار می گیرد. برای این کار مولکول و اتصالات آن را با یک مدل بستگی قوی نمایش داده می شود سپس جریان الکترونی با فرمول بندی لانداور ، ویژه مقدارهای انرژی را با استفاده از تابع گرین و تکنیک تقسیم بندی لودین به دست می آوریم، نرخ تابش فوتون از قاعده طلایی فرمی به دست می آید و شرایطی که طی آن تابش رخ می دهد شناسایی و طیف فوتونی محاسبه می شود.طراحی و تفسیر این پژوهش در آزمایشهای میکروسکوپ تونلی روبشی که وجود الکترولومینسانس را برای مولکول های خاص جستجوی کند اهمیت دارد. محاسبات نشان می دهدکه افزایش ولتاژ سبب افزایش رسانندگی می شود و همچنین تابش فوتونی به قدرت پیوندگاه مولکول بستگی دارد. این نتایج همچنین می تواند در ساخت دیود های تابش نوری با کارایی بهتر راهگشا باشد.

در سال های اخیر، پژوهش های گسترده ای در زمینه ی سامانه های نانو ساختار انجام شده است، بخصوص با کوچک تر شدن اجزای تشکیل دهنده ی قطعات الکترونیکی، بررسی نانو ساختارها اهمیت زیادی در زمینه ی علوم و صنعت پیدا کرده است. خواص فیزیکی این نانو ساختارها، بویژه خواص الکترونی و اپتیکی آن ها، به رفتار و حالت های الکترونی آن ها بستگی دارد. از این رو، محاسبه حالت های الکترونی مواد و تعیین ساختار نواری انرژی در آن ها از مهمترین مباحث پژوهشی نظری و تجربی در فیزیک ماده چگال است. با توجه به این که بطور کلی گاز الکترون در یک جامد یک سامانه برهم کنش گر است، بنابراین راه حل اساسی برای محاسبه حالت های الکترونی مواد به حل مسئله بس- ذره ای منتهی می شود. از این رو، از آغاز پایه گذاری علم فیزیک ماده چگال، تلاش پژوهشگران بر این بوده است تا بعنوان یک تقریب، مسئله بس- ذره ای گاز الکترون جامد را به یک مسئله قابل حل تبدیل نمایند. کلیه متون مربوط به زمینه ماده چگال و روش های مختلف و گوناگون محاسبات ساختار نوارهای انرژی الکترونی جامدات، حکایت از به کارگیری انواع تقریب هایی است که برای حل معادله شرودینگر انجام می شود. خوشبختانه علی رغم تقریبی بودن روش های بس - ذره ای، این روش ها موفقیت عملی فوق العاده ای را از خود نشان داده اند و بنابراین در مواردی که پیچیدگی های ناشی از آثار برهم کنش الکترون ها در رفتار نهایی سامانه موثر باشند باید در حد امکان و با روش های مختلف حداکثر آثار بس- ذره ای را در محاسبات دخالت داد. در هر صورت باید توجه داشت که هر روش تقریبی گستره اعتبار خاصی دارد. اما امروزه، هدف اغلب پژوهش های نظری بر پایه مکانیک کوانتوم، در زمینه مباحث فیزیک ماده چگال و شیمی، یافتن برهم کنش های اصلی نمی باشد بلکه پرداختن به حل معادله شرودینگر از یک تابع هامیلتونی مشهور است که از حل آن اطلاعات مفیدی حاصل می شود. به هرحال این هامیلتونی یک مسئله بس- ذر ه ای را توضیح می دهد و برای تعداد بیشتر از 10 الکترون، حل دقیق آن از لحاظ عددی عملاً امکان پذیر نیست. بعلاوه حل دقیق آن، شامل مجموعه ای از اطلاعات است که بدون ساده سازی و تجزیه و تحلیل، به سختی قابل فهم است و برای یک مسئله و شرایط مشخص حاوی تعداد زیادی جزئیات است، که احتمالاً مورد علاقه نیست [1]. بنابراین بازنویسی مجدد مسئله و کار با توابع هامیلتونی موثر یا مقادیر انتظاری انتخاب شده که برای حل یک مسئله کاهش یافته مناسب می باشند، اغلب بهتر است. این روش بطور ایده ال هم محاسبه و هم تجزیه و تحلیل مقادیر مدنظر را ساده خواهد نمود. نظریه تابعی چگالی (dft) [2و3] یکی از متداول ترین روش هایی است که برای محاسبات خواص حالت پایه طراحی شده است و بر پایه اطلاع از تابع چگالی n(r) بجای تابع موج بس- ذره ای کامل از یک سیتم n ذره ای پایه گذاری شده است. مبانی نظریه dft بر اساس نظریه هوهنبرگ-کوهن- شم [2] بصورت زیر است: 1. چگالی الکترونی حالت پایه از یک سامانه برهم کنشی از الکترون ، می تواند بطور کامل، پتانسیل خارجی v(r)، که الکترون ها تجربه می کنند و بنابراین هامیلتونی، تابع موج بس- ذره-ای، و همه کمیت های مشاهده پذیر از سامانه، را تعیین کند. 2. یک تابعی f[n]وجود دارد بطوری که انرژی کل e[n] می تواند بصورت زیر نوشته شود: (1-1) این f یک تابعی عمومی است بطوری که وابستگی تابعی اش به چگالی برای همه سامانه های با برهم کنش ذره- ذره مشابه، یکسان است. 3. حالت پایه این سامانه را می توان از طریق کمینه کردن تابعی انرژی کل e[n]برحسب چگالی بدست آورد. معادلات کوهن- شم (ks) که در سال 1965 معرفی گردید، نظریه تابعی چگالی را به ابزاری خاص برای بدست آوردن چگالی حالت پایه تبدیل کرد. کوهن- شم سامانه برهم کنش گر واقعی را که در آن تمام الکترون ها به هم مربوط اند و تحت تأثیر پتانسیل واقعی سامانه قرار دارند را با سامانه ای غیر برهم کنش گر که در آن ذرات در معرض پتانسیل موثری قرار می گیرند، عوض کردند. با معرفی یک سامانه فرضی، سامانه کوهن- شم، شامل الکترون های بدون برهم کنشی و با اعمال یک میدان متوسط موضعی شامل پتانسیل هارتری، پتانسیل خارجی و برهم کنش های تبادلی- همبستگی (xc)، در روشی مشابه با روش هارتری- فوک به معادلات خود- سازگاری رسیدند که با روش آن ها چگالی حالت پایه سامانه محاسبه می گردد. با قرار دادن این چگالی در تابعی انرژی، انرژی حالت پایه محاسبه می شود. درطرح کوهن- شم، الکترون ها ازیک معادله شروینگر تک- ذره-ای ساده با یک پتانسیل خارجی موثر vks پیروی می نمایند: (2-1) اوربیتال کوهن- شم i? و ویژه مقادیر کوهن- شم i? بدست آمده، بطور کلی دارای یک معنی و مفهوم فیزیکی مستقیمی نمی باشند اما برای ساختن چگالی درستی از سامانه برهم کنشی بر طبق رابطه زیر استفاده می شوند: (3-1) با توجه به این که vks تابعی از چگالی الکترونی است، این معادلات باید بصورت خود سازگار حل شوند. پتانسیل موثر vks معمولاً بصورت زیر نوشته می شود: (4-1) در این معادله، جمله اول پتانسیل خارجی، برهم کنش کولنی بین الکترون ها و هسته، می باشد و جمله دوم شامل قسمت کلاسیکی برهم کنش الکترون- الکترون (هارتری) می باشد. پیچیدگی مسئله در پتانسیل همبستگی- تبادلی vxc[n](r) نهفته است که بصورت vxc[n](r)=?exc[n]/?n(r) تعریف می شود که در آن exc[n] انرژی همبستگی- تبادلی است. تقریب های بسیار موثری برای محاسبه exc[n] بیان شده است، نظیر تقریب چگالی موضعی (lda) [3] یا تقریب گرادیان تعمیم یافته (gga) [4] و بسیاری از خواص حالت پایه نظیر پارامترهای شبکه یا فرکانس های فونونی، امروزه با استفاده از اصول اولیه با دقتی حدود چند درصد محاسبه می شوند. با این وجود خاصیت های حالت پایه ای وجود دارند که حتی برای سامانه های ساده بخوبی انجام نشده است. تنها حدود 10% از انرژی های پیوندی در lda محاسبه می شوند و یا گزارش های نادرستی که برای خاصیت های پاسخ استاتیک، همانند ثابت دی الکتریک ??، که اغلب بطور قابل ملاحظه ای زیاد محاسبه می شوند، بیان شده است [5]. سامانه های همبستگی قوی نیز مثالی است که تقریب های ذکر شده بالا قادر به توصیف خواص الکترونی و اپتیکی آن ها نمی باشند [6]. این-چنین مسئله هایی در محاسبه خاصیت های حالت پایه، در اعتبار استفاده از تقریب های بکارگیری شده، محدودیت هایی ایجاد می کند. نکته مهم دیگر از حالت پایه مربوط به نظریه تابعی چگالی کوهن- شم، برانگیختگی ها (پاسخ اپتیکی به میدان الکتریکی وابسته به زمان) می باشند که در این نظریه قابل دسترس نیستند. البته هیچ اشکالی به تقریب های موجود وارد نیست، بلکه واقعیت این است که نظریه تابعی چگالی برای توصیف چنین پدیده هایی کارآمد نیست. در حقیقت، حتی اگر بتوانیم ویژه مقادیر کوهن- شم را بصورت دقیق محاسبه کنیم، اختلاف آن ها لزوماً نزدیک به انرژی های برانگیخته اندازه گیری شده، نخواهد بود و دوم این که آن ها برای انرژی الکترون های اضافه شده یا حذف شده هیچ توضیحی ندارند. بنابراین شکاف انرژی کوهن- شم در گزارشات عمومی نسبت به شکاف های انرژی اندازه-گیری شده، بسیار کوچک است که این به تقریب های انتخاب شده برای پتانسیل های همبستگی- تبادلی وابسته است. اگر بخواهیم با یک هامیلتونی موثر که بتواند ویژه مقادیر را برای انرژی الکترون های اضافه شده به سامانه یا حذف شده از آن، یا بعبارت دیگر انرژی های برانگیختگی، تعیین کند کار کنیم، اطلاع از چگالی حالت پایه کافی نیست. برای این منظور دو رهیافت ویژه را مورد توجه قرار می دهیم: ابتدا، چگونگی انتشار و نوسانات ذرات در سامانه مورد نظر را بررسی می کنیم که منجر به پیدایش توابع همبسته مرتبط با توابع پاسخ می شود (همانند پاسخ خطی برای جذب اپتیکی) بطوری که این توابع همبسته، توابع گرین تک ذره، دو ذره و یا مراتب بالاتر هستند. با استفاده از تابع گرین تک- ذره ای که مربوط به انتشار الکترون یا حفره است، می توان انرژی الکترون اضافه شده یا حذف شده را اندازه گیری کرد. بعنوان مثال می توان به آزمایشات اندازه گیری مستقیم و معکوس تابش نور به ماده اشاره کرد . علاوه بر این انرژی های برانگیختگی را می توان از قسمت حفره- ذره ی تابع گرین دو ذره ای، که به سهم خود قطب هایی در انرژی های برانگیختگی دارد، بدست آورد. بخش کاهش-پذیر از تابع چهار- نقطه ای l(r, r1, r´, r1´) مربوط به تابع گرین دو- ذره ای، منجر به تابع پاسخ دونقطه ای (r, r´, ?)? می شود که طیف قابل اندازه گیری، همانند طیف جذب و یا طیف اتلاف انرژی الکترون (eels) را مشخص می کند. نظریه اختلال بس- ذره ای (mbpt)، چارچوبی از تقریب های مناسب برای این چنین توابع گرین، که قابل دست یابی هستند، ارائه می دهد. بطور خاص تقریب gw، که در سال 1965 بوسیله لارس هدین [7] معرفی شد، بصورت بسیار موفق انرژی الکترون های اضافه شده یا حذف شده برای فلزات، نیمرساناها و نارساناها را توصیف می کند و بنابراین یکی از روش های مورد انتخاب برای توصیف آزمایش هایی همچون اندازه گیری مستقیم و معکوس تابش نور به ماده می باشد. در خصوص برانگیختگی های طبیعی، معادله بته - سالپیتر (bse)، نقطه شروع خوبی برای تقریب هایی از ? [11-8] خوهد بود. بنابراین، برای یک توصیف کامل و درک فیزیکی قابل اطمینان از یک سامانه برهم کنش گر، بعلت ظاهر شدن توابعی نظیر l(r, r1, r´, r1´) که مهمترین خاصیت آن ها غیر جایگزیده بودن آن هاست، بجای توابع جایگزیده n(r)، هزینه بالای محاسباتی باید پرداخت شود. دومین راه، محاسبه تحول زمانی تابعی چگالی برای سامانه ای است که در معرض یک پتانسیل خارجی وابسته به زمان قرار گرفته است. تابع پاسخ ?، برای مثال، بطور مستقیم از رابطه پاسخ خطی بین تغییرات پتانسیل خارجی و چگالی القاء شده بدست می آید . این روش باعث تعمیم نظریه تابعی چگالی به نظریه تابعی چگالی وابسته به زمان (tddft) [16- 12] می شود. با مبنا قرار دادن نظریه رانگ- گراس ، می توان بطور مستقیم خط سیر مکانیک کوانتومی در tddft از سامانه تحت تاثیر توسط پتانسیل خارجی وابسته به زمان را، از طریق بررسی کمیت مورد نظر در بینهایت (به جای به کمینه رسانیدن انرژی کل، آن طوری که برای حالت پایه انجام شد)، مشابه با مکانیک کلاسیک، بدست آورد. بنابراین می توان معادلات کوهن- شم وابسته به زمان را بصورت تعمیمی از حالت استاتیک بدست آورد و از آن ها توابع پاسخ توضیح دهنده برانگیختگی های طبیعی سامانه را محاسبه کرد. در این حالت، مشکل پیدا کردن تقریب های مناسب برای پتانسیل همبستگی- تبادلی وابسته به زمان vxc[n](r,t) می باشد. باید توجه داشت که وابستگی تابعی به چگالی در کل فضا و در همه زمان های گذشته می باشد. تقریب های زیادی برای سامانه های محدود پیشنهاد و امتحان شده اند. حتی تقریب بسیار ساده چگالی موضعی بی درو (alda که می توان آن را lda وابسته به زمان نیز نامید) که بصورت داده می شود، در بسیاری از موارد بسیار موفق بوده است [12و 17]. امروزه، استفاده از روش هایی نظیر gw ، bse و tddft بطور مداوم در حال گسترش است که در آن برهم کنش ها مهم می باشند. البته حل مستقیم معادله شرودینگر امکان پذیر نمی باشد. پژوهش حاضر حاوی مرور و بررسی روش های mbpt، gw و bse، برای سامانه های پیچیده درزمینه های نانوفناوری، ذخیره داده ها و الکترونیک نوری می باشد. references [1] w. kohn, rev. mod. phys. 71, 1253 (1999). [2] p. hohenberg and w. kohn, phys. rev. 136, b864 (1964). [3] w. kohn and l. j. sham, phys. rev. 140, a1133 (1965). [4] j. p. perdew, k. burke, and m. ernzerhof, phys. rev. lett. 77, 3865 (1996), erratum: ibid. 78, 1396(e) (1997). [5] s. baroni and r. resta, phys. rev. b 33, 7017 (1986). [6] g. kotliar, s. y. savrasov, k. haule, v. s. oudovenko, o. parcollet, and c. a. marianetti, rev. mod. phys. 78, 865 (2006). [7] l. hedin, phys. rev. 139, a796 (1965). [8] a. l. fetter and j. d. walecka, quantum theory of many-particle systems (mcgraw-hill, new york, address, 1971). [9] l. j. sham and t. m. rice, phys. rev. 144, 708 (1966). [10] w. hanke, adv. phys. 27, 287 (1978). [11] g. onida, l. reining, and a. rubio, rev. mod. phys. 74, 601 (2002), and references therein. [12] a. zangwill and p. soven, phys. rev. lett. 45, 204 (1980). [13] e. runge and e. k. u. gross, phys. rev. lett. 52, 997 (1984). [14] e. k. u. gross and w. kohn, phys. rev. lett. 55, 2850 (1985). [15] e. k. u. gross and w. kohn, phys. rev. lett. 57, 923(e) (1986). [16] r. van leeuwen, int. j. mod. phys. b 15, 1969 (2001). [17] m. a. l. marques and e. k. u. gross, annu. rev. phys. chem. 55, 427 (2004).

در این پژوهش، نانوذرات هسته- پوسته‏ی آهن/کاربیدآهن پایدار در شرایط متعارف، سنتز شد. به این ترتیب که با روش ساده‏ی هم‏رسوبی در دمای اتاق و بعد از آن رفلاکس در نقطه‏ی جوش ایتلین گلیکول، در محیط گاز نیتروژن، ابتدا نانوذرات اکسیدآهن(مگنتیت) سنتزشد. با حرارت دادن به نمونه، در کوره و در دمای 700 درجه‏ی سانتی‏گراد به مدت سه ساعت، نانوذرات هسته– پوسته‏ی آهن/کاربیدآهن تشکیل شدند. تصاویر تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی تراگسیلی تشکیل نانوذرات هسته- پوسته‏ای را تأیید می‏کند. ساختار و شکل نانوذرات به کمک پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی شدند. بررسی نتایج ساختاری در نمونه‏ی قبل از تکلیس، مگنتیت، و در نمونه‏ی تکلیس شده، نانوکامپوزیت دارای فازهای آهن، کاربید آهن و نیز اکسید آهن را نشان می‏دهد. بررسی خواص مغناطیسی نمونه‏ی تکلیس شده در 700 درجه‏ی سانتی‏گراد، شبه ابرپارامغناطیس بودن آن‏ را تأیید می‏کند.

در این پژوهش به تهیه نانوکامپوزیت هسته-پوسته mnfe2o4@ag@nsio2@msio2 پرداخته شد. این نانوکامپوزیت به دلیل دارا بودن ساختار متخلخل و خواص مغناطیسی و اپتیکی، پتانسیل کاربردی بی نظیری را در زمینه ی بیوپزشکی ارائه می دهد. بدین منظور ابتدا نانوذرات فریت منگنز به روش همرسوبی تهیه گردید، سپس نانوذرات هسته-پوسته mnfe2o4@ag با استفاده از یک روش ساده بر پایه جذب مستقیم و کاهش خود به خودی یون¬های نقره بر روی سطح نانوذرات مغناطیسی با موفقیت ساخته شدند. در مرحله بعد، نانوساختار mnfe2o4@ag@nsio2 با استفاده از روش استوبر تهیه شد. در نهایت پوسته سیلیکا متخلخل بر روی سطح نانوکامپوزیت mnfe2o4@ag@nsio2 با استفاده از ستیل تری آمونیوم برماید (ctab) به عنوان یک قالب سورفاکتانتی نشانده شد. مشخصه¬یابی¬ها با استفاده از الگوی پراش اشعه x (xrd)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، طیف سنجی uv-vis، تجزیه و تحلیل پتانسیل زتا، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و آنالیز عنصری (eds) و مغناطش¬سنجی نمونه¬ی نوسانی (vsm) انجام گرفت. نتایج xrd از نانوکامپوزیت¬ها دو نوع فاز بلوری فریت منگنز و نقره را نشان می¬دهد. ساختار هسته-پوسته mnfe2o4@ag و mnfe2o4@ag@nsio2 نیز توسط tem مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر tem و نتایج حاصل از xrd زاویه کوچک شکل¬گیری ساختار متخلخل سیلیکا را تایید کرد. طیف uv-vis رشد نانوپوسته نقره بر روی هسته را توسط یک جابجایی قله¬ی مربوط به پلاسمون سطحی به سمت ناحیه آبی، نسبت به هسته (mnfe2o4) نشان داد. مطالعات مغناطیسی حاصل از نانوذرات mnfe2o4، mnfe2o4@ag و mnfe2o4@ag@nsio2@msio2 رفتاری نزدیک به ابرپارامغناطیس با اشباع مغناطیسی 53/97، 50/06، 24/68 در محدوده 8500oe نشان داد. این نانوذرات علاوه بر خواص مغناطیسی دارای خواص نوری منحصر به فردی هستند که می¬توان از آنها در تحقیقات زیستی - پزشکی به عنوان نانوپروب های پراکندگی رامان ارتقایافته ی سطحی (sers) برای تجزیه و تحلیل درون سلولی بهره برد. از طرف دیگر، ساختار متخلخل آن ها با ارائه ی ناحیه ی سطحی بالا، قابلیت بارگذاری مقادیر زیادی از داروها و مولکول¬های زیستی را فراهم می کند و در نتیجه می توان در زمینه ی تشخیص و درمان هم زمان پزشکی با استفاده از mri، درمان فوق گرمایی (هایپرترمی) و تحویل هدفمند دارو از آن استفاده شود.

در این پایان نامه نانوپودر اکسید روی به روش سل-ژل اصلاح شده سنتز و اثر افزودن ناخالصی مس و آلومینیوم بر روی ویژگی های ساختاری، اپتیکی و فوتوکاتالیستی آن مورد بررسی قرار گرفت. طیف پراش پرتو ایکس ‎(xrd)‎ حاصل از نمونه ها نشان دهنده ی ساختار هگزاگونال وورتسایت می باشند. همانطور که از نمودار xrd نمونه ها مشخص است با افزایش غلظت 5 و 10 درصد al، قله های اضافی در 2???59/5?^? و 2???65?^? ایجاد شده که مربوط به فاز هگزاگونال اکسید آلومینیوم است. همچنین با افزایش ناخالصی در نمونه ی zno‎ آلائیده بامس در میزان ناخالصی ‎15‎ درصد مس یک قله اضافی در2? ? ?39?^? مشاهده شد که مربوط به فاز مونوکلینیک اکسید مس می باشد. تصاویر ‎tem‎ بدست آمده از نمونه ی اکسید روی آلائیده با ‎5‎ درصد مس و اکسید روی آلائیده با ‎5‎ درصد آلومینیوم نشان داد که میانگین ذرات به ترتیب در حدود ‎ 44 nm‎ و 27 nm می باشد و هر دو نمونه رشد ذرات کروی را نشان می دهد که در ذرات بزرگ تر به سمت شش وجهی میل می کند. طیف ftir نمونه های zno، zno: 5% cu و zno: 5% al در دمای تکلیس ?700?^° c نشان می دهد که در نمونه ی خالص zno جذب شدید درحوالی خط طیفی 434 cm^(-1) می باشد که مربوط به پیوند zn-o است. با اضافه شدن ناخالصی های 5% مس و آلومینیوم جذب شدید به ترتیب در حوالی 432 cm^(-1) و 430 cm^(-1) مشاهده شده است. در ناحیه فرابنفش نیز گاف انرژی با استفاده از طیف جذبی محاسبه شده است که نشان می دهد با افزایش ناخالصی گاف انرژی کاهش یافته است به طوریکه گاف انرژی برای نانو پودرهای zno، zno: 5% al ، zno: 5% cu ، zno: 15% al و zno: 15% cu به ترتیب ev 6/3 ، ev 5/3 ، ev 4/3 ، ev 1/3 و ev 2/3 می باشد. اثر فوتوکاتالیستی نمونه های zno، zno:5% al و zno:5% cu نیز از طریق تاثیر محلول متیل اورانژ و اندازه گیری های طیفuv مورد بررسی قرارگرفت و مطالعات حاصل نشان داد که بیشترین اثر فوتوکاتالیستی مربوط به نمونه zno: 5% al می باشد. علاوه براین، به کمک طیف سنجی فوتولومینسانس (pl) گاف انرژی برای نانوپودرهای zno، zno: 5%al و zno: 5%cu به ترتیب 3/4 ev ، 3/31 ev و 3/35 ev بدست آمد که تطابق خوبی با نتایج بدست آمده از آنالیز uv-vis دارد.

قارچ خوراکی فاقد کوتیکول محافظ و همچنین فاقد کربوهیدرات های ذخیره ای است. وجود کوتیکول و کربوهیدرات های ذخیره‏ای در سایر محصولات منجر به تازه ماندن بیشتر آنها نسبت به قارچ می شود. بنابراین پس از برداشت به طور سریع تخریب شده و فسادپذیری بالایی دارد. واکنش های قهوه‏ای شدن آنزیمی و غیر آنزیمی در قارچ خوراکی دکمه‏ای سفید پس از برداشت رخ می دهد که منجر به کوتاه شدن زمان ماندگاری آنها می شود. عملیاتی که می تواند عمر ماندگاری قارچ ها را بالا ببرد عبارت است کاهش رشد باکتریایی، جلوگیری از قهوه ای شدن و تاخیر در فعالیتهای متابولیکی قارچ جهت افزایش عمر ماندگاری قارچ می توان از نانو کامپوزیت استفاده کرد. این نانوکامپوزیت ها می توانند در طی انبارداری در حفظ وی‍ژگی هاب میکروبی و شیمیایی آن موثر باشد. در این مطالعه، ابتدا نانو ذرات اکسید روی به روش سل ژل سنتز شد. به منظور بهبود خواص مکانیکی و کاهش نفوذپذیری به بخار آب در پوشش‏های زیست تخریب پذیر تولیدی بوسیله پلی وینیل الکل و نیز ایجاد خواص ضد میکروبی و بررسی شفافیت آن، نانوذرات اکسید روی در سه غلظت 1، 3 و 5 درصد وزنی پلیمر با پلی وینیل الکل ترکیب گردید و فیلم هایی به ضخامت‏های 70، 100 و 130 میکرون تهیه گردید. درادامه نانو کامپوزیت هایی با غلظتهای 3، 5 و 7 درصد وزنی به منظور نگهداری قارچ دکمه‏ای در روزهای 4، 8، 12 و 16ام در دمای 5 درجه سانتی گراد مورد مطالعه قرار گرفت

برخی پدیده های مهم مبتنی بر نانونوارهای با لبه دسته صندلی ،نظیر فیلترینگ اسپینی (sfe) و مقاومت دیفرانسیلی منفی (ndr)در این رساله مورد بررسی قرار گرفته اند. در این پایان نامه ابتدا، یک اتصال تونلی مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفته است که شامل نانونوار سیلیکون کربید شش گوش با لبه دسته صندلی می باشدکه یک اتم آهن بر لبه بالایی آن جذب شده است (fe@asicnr) .در ادامه، خواص الکترونی، ساختاری و ترابردی سیستم متشکل از نانونوار بورون فسفایددسته صندلی واقع شده مابین دو نانونوار گرافنی دسته صندلی، مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این تحقیق با استفاده از مدل پتانسیل های دلتا، امکان جایگزینی این نوع پتانسیل ها در شبکه دوبعدی به منظور محاسبه ساختار نواری الکترونی ساختارهای دوبعدی کربنی بررسی می شود.ساختار نواری الکترونی ? گرافاین با استفاده از این روش بدست آمد.با استفاده از مدل تاکردن منطقه، ساختارنواری نانونوارهای دسته صندلی ? گرافاین محاسبه می شود. سپس همین محاسبات را با استفاده از روش بستگی قوی تکرار می کنیم و ساختار نواری الکترونی نانونوارهای دسته صندلی و زیگزاگ ? و ? گرافاین بدست می آید. همچنین به منظور بررسی تغییرات ویژگی های الکترونی، میدان الکتریکی عرضی به نانونوارها اعمال می شود.در نهایت مشخصه یابی نانوماسفت های طراحی شده از نانونوارهای ? و ? گرافاین با عرض های مختلف در حد بالستیک با استفاده از مدل قله سد انجام شده است.

در این پژوهش خواص الکترونی و اپتیکی نانو ساختارهای تک لایه aln و gaas براساس اصول اولیه تابع گرین بس- ذره ای و فرمول بندی معادله بته- سالپیتر محاسبه شده است. تصحیحات انرژی به ویژه مقادیر dft با استفاده از تقریب gw برای مواد انجام شدند، تا اینکه مقدار گاف های انرژی بدست آیند. با استفاده از تصحیحات شبه- ذره گاف انرژی غیرمستقیم تک لایه لانه زنبوری aln 8/5 الکترون ولت (gaas 42/3 الکترون ولت) محاسبه شد،

در این پژوهش نانو ذرات ونانو میله های هیدروکسید کلسیم به روش سونو شیمی برای کاربرد در دندان پزشکی سنتز شدند. به منظور بهبود خواص فیزیکی نانو ذرات، جهت استفاده در درمان ریشه‏ دندان، آزمایش یک بار در اتمسفر اتاق (نمونه‏ 1) و یک بار نیز در حضور گاز نیتروژن (نمونه‏ 2) انجام شده است. ساختار بلوری، ریخت شناسی، نوع گروههای عاملی و ماهیت شیمیایی دو نمونه با آنالیزهای پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، طیف سنجی uv- vis و طیف تبدیل فوریه‏ مادون قرمز ft-ir بررسی و با یکدیگر مقایسه شد. در نهایت خواص ضد باکتری نانو ذرات هیدروکسید کلسیم با شمارش تعداد میکروارگانیسم‏های رشد یافته بر روی نمونه‏ 2 و نانو میله های هیدروکسید کلسیم که دارای ویژگی‏های فیزیکی بهتری بود، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانو ذرات و نانو میله های هیدروکسید کلسیم (نمونه‏ 2) خاصیت ضد باکتری بهتری نسبت به هیدروکسید کلسیم حجمی دارد و این تفاوت از نظر آماری معنی دار بود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

حسگرهای بر پایه دی اکسید قلع استفاده گسترده¬ای در زمینه¬ی حسگری گازهای سمی و قابل احتراق دارند. از مزایای این حسگرها می¬توان حساسیت بالا، طراحی ساده، هزینه پایین و تهیه آسان را نام برد. به همین جهت، استفاده گسترده از آنها در حسگرهای حالت جامد رایج شده است. اما مشکلی که در مورد این حسگرها وجود دارد، پایین بودن حساسیت و انرژی بر بودن آنها در صورت استفاده به صورت خالص است که این مشکل را می¬توان با افزودن ناخالصی¬های فلزی و همچنین به کار بردن روش¬های مختلف تهیه و سنتز اکسید قلع و ناخالصی¬های افزوده شده، بهبود بخشید. از جمله گازهایی که غالباً به عنوان گازهای سمی یا اشتعال پذیر در محیط اطراف ما وجود دارند و به نوعی خطرناک به شمار می¬آیند، گازهایی نظیر co، ch4 و c3h8 هستند که حساسیت حسگرهای اکسید قلع خالص تهیه شده با روش¬های مختلف و نیز آلائیده شده توسط ناخالصی¬ها مطالعه شده است. در این پژوهش، حساسیت اکسید قلع با درصدهای مختلف ناخالصی کبالت و در حضور گاز متان بررسی شده است. برای تهیه¬ی این حسگرها، از دو روش سل-ژل و اسپری پایرولیز استفاده شده است. در این تحقیق نشان داده شد که حساسیت حسگر با افزودن ناخالصی کبالت بهبود می¬یابد، به طوری که در حضور %8 درصد (مولی) کبالت و در دمای ?c250، بالاترین حساسیت برای گاز متان مشاهده گردید. همچنین حساسیت حاصل از نمونه¬های تهیه شده به روش سل-ژل، در حدود 3 برابر بهتر از نتایج مربوط به نمونه¬های روش اسپری پایرولیز است.

در این تحقیق، نانوپودر سرامیکی pb(zr1-xtix)o3 به ازای x =0/48، در نزدیکی مرز مورفوتروپیک، به دو روش همرسوبی و احتراق ژل تهیه شدند. تاثیر دمای تکلیس بر ساختار و ویژگی های نانوپودرهای pzt تهیه شده به روش احتراق ژل بررسی شد. پارامترهای اپتیکی از جمله ضریب شکست، قسمت حقیقی تابع دی الکتریک و فونون های اپتیکی، در گستره عددموج 400cm-1 تا 4000cm-1، به کمک روابط کرامرز- کرونیگ محاسبه شدند. گاف اپتیکی نمونه ها با استفاده از نمودار طیف جذبی مشخص گردید. بررسی ها نشان دادند که در دمای تکلیس 600oc نمونه های تهیه شده در روش احتراق ژل دارای ساختار تک فاز پروسکایت هستند. برای این نمونه ها مقدار ضریب شکست تقریبا برابر 2 و گاف اپتیکی 3ev بدست آمد. همچنین با تهیه قرص هایی از پودرهای نمونه، اثر دمای تفجوشی بر چگالی و ثابت دی الکتریک بررسی گردید. بیشینه چگالی نمونه ها و نیز ثابت دی الکتریک در دمای تفجوشی 1200oc مشاهده شد.

در این پروژه، نانوذرات اکسیدآلومینیم به روش سل- ژل کمپلکس- پلیمری تهیه شد و ساختار و خواص اپتیکی آنها مورد مطالعه قرار گرفت. اثر دمای تفجوشی مختلف (oc350، oc550، oc750 ، oc1000، oc1200) بر روی ساختار و اپتیکی نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است. طرح پراش پرتو x، فاز آمورف را برای نمونه تفجوشی شده در دمای oc350 و oc550؛ فاز مکعبی γ- اکسیدآلومینیم را برای نمونه تفجوشی شده oc750 و oc1000 و فاز ششگوشی α- اکسیدآلومینیم را برای نمونه تفجوشی شده در دمای oc1200 نشان می دهد. تصاویر tem نشان می دهد که شکل نانوذرات شبه کروی و اندازه آنها در دماهای تفجوشی oc750 و oc1000 در گستره 5-15 نانومتر و در دمای تفجوشی oc1200، در گستره 150-100 نانومترند. با افزایش دمای تفجوشی، اندازه دانه ها بزرگتر و گاف اپتیکی بدلیل محدودیت های کوانتومی کاهش می یابد. ثابت دی الکتریک، با افزایش دمای تفجوشی بدلیل افزایش چگالی افزایش می یابد.

روی نمودار کسر چگالیده بر حسب دما تصحیحاتی انجام داده شده است. تعداد ذرات محدود و برهمکنش های دافعه، باعث کاهش چگالی کسر چگالیده می شود و این منجر به افزایش دمای بحرانی می شود. و برعکس، حد ترمودینامیکی و برهمکنش های جاذبه دمای بحرانی را کاهش می دهند. این تصحیحات، با لحاظ شرایط آزمایشگاهی که اغلب در پتانسیل نوسانگر ناهمسانگرد رخ می-دهند، باعث افزایش دمای بحرانی می شوند. با حذف شرط حد توماس- فرمی که برای سیستم رقیق است، می توانیم کسر چگالیده را برای حد فراتر از نظریه ی میدان متوسط نیز به دست آوریم. با رسم نمودار کسر چگالیده برحسب دما، دمای بحرانی را برای این تصحیح به دست آوردیم.

در این پروژه با استفاده از روش تابع گرین غیرتعادلی و فرمول بندی لانداور- بوتیکر (landauer-büttiker )، احتمال ساخت یک قطعه اسپینترونیک ( spintronic) مولکولی متشکل از مولکول پلی استیلن ترانس متصل شده به دو الکترود فرومغناطیس با سطح مقطع محدود، مورد مطالعه قرار-می گیرد روش تابع گرین روش کارآمدی است و محدودیت محاسباتی در ابعاد مختلف را ندارد. همچنین در روش تابع گرین به جای کار با ماتریس هامیلتونی سامانه با ابعاد نامحدود، از سامانه مولکولی تعمیم یافته با بعد محدود استفاده می شود و آثار الکترودها و محل اتصال در عنصری به نام خود- انرژی گنجانده می شود. در محاسبات خود نقش پارامترهای بنیادی سامانه مثل طول مولکول و قدرت پیوندگاه را بررسی کردیم، که نتایج ما نشان می دهد که رسانش الکترونی در آرایش موازی و پادموازی با افزایش طول به طور نمایی کاهش می یابد و رسانش وابستگی شدیدی به قدرت پیوندگاه دارد. با محاسبه جریان در آرایش موازی و پادموازی مقدار ماکزیمم در ولتاژهای پایین بدست آمد. همچنین در ولتاژهای کم با افزایش طول مولکول کاهش جریان را داریم. بنابراین با توجه به نتایج ذکر شده، سامانهfm/trans-pa/fm می تواند برای اهداف tmr بزرگ با طول مشخصی بکار رود. نتایج پیشنهاد می کنند که مولکول پلی استیلن یک گزینه ی جالب برای بهره برداری وسایلی، به عنوان یک سوئیچ جریان در ابعاد نانو است.

خواص فیزیکی بلورهایی که نظم کاملی دارند بخوبی شناخته شده است . ولی تئوری فراگیری در مورد سیستم های بی نظم وجود ندارد در نتیجه استفاده از تکنیکی مختلف ریاضی و مدل سازی در بررسی این سیستمها اهمتیی ویژه ای می یابد. هدف این پایان نامه مطالعه عددی سیستم های بی نظم براساس مدل اندرسن است . در این مدل از یک هامیلتونی بستگی قوی استفاده می شود که در آن بی نظمی از طریق تراز اتمی بصورت کاتوره ای به جایگاههای سیستم وارد می شود. با استفاده از ویژه مقادیر و ویژه حالتهای هامیلتونی دو کمیت که معیار جایگزیدگی به شمار می روند محاسبه می شوند. یکی از آنها جابجائی انرژی، که میانگین هندسی تفاوت ویژه مقادیر در شرایط مرزی تناوبی و پادتناوبی و دیگری نسبت مشارکت متناسب با توان چهارم دامنه موج می باشد این کمیت ها معیاری برای درجه جایگزیدگی حالت های الکترونی در سیستم در نظر گرفته می شوند. این نتایج بدست می آید که در زیر یک بی نظمی بحرانی حالت های مرکز نوار انرژی گسترده ولی حالتهای انتهای نوار انرژی جایگزیده اند این حالتها با لبه تحرک از هم جدا می شوند. با افزایش بی نظمی لبه تحرک به طرف مرکز نوار حرکت می کند. در بالای بی نظمی بحرانی تمام حالتها جایگزیده اند و رسانندگی d. c از بین می رود.

هدف این پژوهش مطالعه و تعیین پارامترهای سیستم آشکارسازی از راه دور لیزری و نهایتا ارائه و انجام روشهای محاسباتی برای تعیین برخی پارامترهای مربوطه می باشد. برای این منظور ابتدا یک بررسی عمومی از روشهای شناسایی از راه دور انجام می دهیم و بعد از آن مطالعاتی روی آشکارسازها و پارامترهای آنها و سپس روشهای آشکارسازی انجام می دهیم. پس از آن انواع تلسکوپها و روشهای طراحی آنها را بررسی می کنیم. درنهایت براساس این مطالعات و بررسیهای انجام شده به طراحی یک نمونه سیستم آشکارسازی از راه دور لیزری و انواع تلسکوپ مناسب جهت این سیستم می پردازیم.

درجهان اطراف ما مواد چگال به اشکال گوناگون حضور دارند. فیزیک حالت جامد که بررسی خواص مواد را به عهده دارد اصولا توجه خود را به موادی با ساختار بلورین، که در آنها اتمها به طور منظم قرار دارند، معطوف می دارد. این در حالی است که گونه های بسیاری از مواد یا منظم نیستند و یا به صورت چند بلور هستند. البته در جامدات منظم، وجود نظم و تقارنها مطالعه و بررسی خواص را تا حد زیادی ساده تر می سازد. به عنوان مثال می توان از قضیه بلاخ و مناطق بریلوئن یاد کرد که حل معادله شرودینگر سیستم بلوری را برای الکترونها و یونها میسر ساخته و منجر به ساختارهای نواری انرژی و خواص مرتبت به آنها می گردد. جامدات بی نظم به خاطر عدم برخورداری از خواص تقارنی مذکور در بالا از پیچیدگیهای بمراتب بیشتری برخوردارند. بهمین دلیل مهم تا کنون نظریه ساده و جهانشمولی برای آنها ارائه نشده است . مطالعات نظری هم اکثرا محدود به موارد خاص با مدلهای محاسبات عددی می شود. در این پروژه تحقیقاتی ما خواص حرارتی جامدات بی نظم را در چارچوب این روش محاسباتمان را برای انواع بی نظمی انجام می دهیم و نشان می دهیم که با داشتن یک مدل ساده که حاوی ویژگی های اصلی فیزیکی سیستم باشد می توان ویژگیهای اصلی خواص حرارتی مثل گرمای ویژه و رسانش حرارتی را تولید کرد. فصلهای یک تا چهار به عنوان آمادگی زمینه کار ارائه شده اند و فصلهای چهار تا شش مربوط به ارائه پژوهشهایی که ما انجام داده ایم، می باشند. در فصل یک برای آمادگی زمینه کار مختصری از خواص جامدات منظم مطرح می شود و بالاخره طیف فونونی شبکه یک و دو و سه بعدی جامدات منظم به روش تحلیلی بدست می آیند. فصل دوم به سوی ساختارهای بی نظم و روشهای بررسی آنها اختصاص دارد. این کار را ما با معرفی ناخالص در یک بلور، بی نظمی کم، و افزایش آن انجام می دهیم. فصل سوم را به معرفی محاسبه روشهای عددی طیف فونونی و بالاخره روش بکار گرفته شده در این طرح یعنی روش ویلیامز و ماریس اختصاص داده ایم. پس از آماده شدن کامل زمینه، در فصل چهارم محاسبات عددی را برای طیف چگالی حالات فونونی (ارتعاشی) شبکه برای انواع مختلف بی نظمی ها انجام داده و نتایج را ارائه می دهیم و مورد بررسی و مداقه قرار می گیرد. در فصل پنجم با استفاده از نتایج چگالی حالات ، گرمایی ویژه انواع جامدات منظم را محاسبه می کنیم و اثرات بی نظمی را به عنوان حضور جمله t در cv ملاحظه می کنیم و با نتایج تجربی نیز مقایسه می کنیم. در فصل ششم رسانائی گرمائی جامدات بی نظم محاسبه و مورد بررسی قرار می گیرد و بالاخره نتیجه گیری کلی در انتهای فصل ششم ارائه می گردد.

هدف این پروژه مطالعه و تحقیق بر روی پراکندگی و تضعیف پرتو لیزر توسط عناصر متشکله اتمسفر جهت کاربرد در سیستم های شناسایی از راه دور لیزری و نهایتا ارائه و انجام روشی محاسباتی برای تعیین برخی پارامترهای مربوطه می باشد. برای این منظور ابتدا یک بررسی عمومی از روشهای شناسایی از راه دور انجام می دهیم، سپس کوشش خود را معطوف به زمینه پراکندگی و تضعیف امواج لیزر توسط ذرات متعلق در هوا و محاسبه ضرایب پس پراکندگی حجمی، b و تضیف ، k، می نماییم. ضمنا بررسی هایی نیز جهت مطالعه میزان تاثیر عوامل اقلیمی بر این دو پارامتر مهم انجام داده و رهنمودهایی ارائه می دهیم. در نهایت راه را برای استفاده از این پارامترها در طراحی و ساخت سیستم های شناسایی از راه دور لیزری هموار می سازیم.

هدف ما در این پژوهش مطالعه و محاسبه حالات الکترونیکی سطح فلزات ، بویژه فلزات واسطه می باشد. برای این منظور ابتدا روشهای محاسبه حالات سطح را مطالعه و بکار می گیریم. سپس با توجه به اینکه در روش گشتاورها محاسبات کامپیوتری بسیار وقت گیر است ، توجه خود را به روش استاندارد بستگی محکم معطوف نموده، و با ارائه محاسبات تقریبی حالتهای الکترونیکی سطح را برای فلز آهن محاسبه می کنیم. نتایج ما از نظر کیفی حاوی ویژگیهای اساسی فیزیک سطح می باشند، که این امر کاربرد مدل تقریبی ما را رضایت بخش می سازد.