در این تحقیق لایه های نازک مس بر زیر لایه gaas نوع n به روش های الکتروانباشت و الکترولس رشد داده شدند. روش های الکتروانباشت و الکترولس هر دو به دلیل سادگی، انجام در شرایط متعارفی و نیز مقرون به صرفه بودن روش های مناسبی برای تولید لایه های نازک می باشند. در الکتروانباشت به منظور رشد لایه های مس بر زیرلایه gaas از تکنیک های پتانسیل ثابت و جریان ثابت استفاده شد و با استفاده از تصاویر sem شرایط مناسب برای انباشت لایه هایی با کیفیت مناسب تعیین گردید. از آنجا که در روش الکترولس دمای محلول و مدت زمان انباشت نقش مهمی در کیفیت لایه دارد کیفیت لایه های ساخته شده به این روش با تغییر دمای محلول و مدت زمان انباشت به کمک تصاویر sem بررسی شد. به وسیله آنالیز edx میزان خلوص لایه های انباشت شده به هر دو روش بررسی شد. طیف xrd لایه های مس الکتروانباشت شده بر زیرلایه gaas با بافت های قوی (111) و (111)، (100) در پتانسیل ثابت 0/6- ولت و جریان های انباشت متفاوت و همچنین طیف xrd لایه های مس الکترولس شده در دماهای 67-25 مورد مطالعه قرار گرفت. ناهمواری لایه های ساخته شده به روش الکتروانباشت در جریان های انباشت 30-5 میلی آمپر و لایه های مس الکترولس شده در دماهای 57-37 به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی تعیین گردید.

در این پایان نامه اثر اندازه بر خواص لیزرهای نقطه ی کوانتومی مخروطی ـ شکل inas/gaas با لایه¬ی خیس بررسی شد. ابتدا با استفاده از روش محاسباتی اجزای محدود و بهره¬گیری از تقریب جرم موثر، معادله¬ی تک نواری شرودینگر برای دو دسته نقطه¬ی کوآنتومی مخروطی ـ شکل با لایه ی خیس حل و توابع موج و ترازهای انرژی پایه، برانگیخته¬ی اول و برانگیخته ی دوم (تراز لایه ی خیس) به دست آمدند. سپس با استفاده از تابع موج الکترون، دوقطبی¬های گذار و زمان گذار محاسبه و وابستگی آنها به اندازه مشخص شد. در مرحله ی بعد، اثر لایه ی خیس بر توابع موج و ویژه مقایر انرژی و اختلاف انرژی بین ترازهای پایه، برانگیخته ی اول و تراز لایه ی خیس بررسی شد. در تمامی مراحل قبل، برای حل معادله ی شرودینگر از پتانسیل برهم کنشی کولنی ناشی از تجمع الکترون ها در نقطه ی کوانتومی صرفنظر شد. برای رسیدن به جواب های با دقت بالاتر، با حل خودسازگار دو معادله ی شرودینگر و پواسون اثر پتانسیل کولنی بر ویژه توابع و ویژه مقادیر انرژی مورد بررسی قرار گرفت. سپس به بررسی تأثیر کسر مولی x بر ویژه مقادیر انرژی و زمان های گذار الکترون بین حالت های کوآنتومی در نقاط کوآنتومی مخروطی شکلinxga1-xas/gaas پرداخته شد. نتایج بررسی های خواص الکترونی نشان دادند که با افزایش ابعاد نقطه ی کوانتومی ویژه مقادیر انرژی کاهش می یابند و سیستم به سمت یک ساختار حجمی میل می کند. همچنین در اندازه های کوچک، توابع موج در لایه ی خیس جایگزیده می شوند که با افزایش اندازه، توابع موج وارد نقطه ی کوآنتومی می شوند. این خروج ناگهانی توابع موج، موجب ایجاد تغییرات سریع در خواص الکترونی و نوری سیستم می شود. در مرحله ی آخر، با حل معادلات آهنگ لیزر ویژه ی یک لیزر سه ترازه، به بررسی و محاسبه ی اختلاف جمعیت بین ترازهای لیزری و توان خروجی لیزر پرداختیم. نتایج نشان دادند که با افزایش اندازه ی ابعاد نقطه ی کوانتومی، ابتدا توان لیزر کاهش می یابد و در شعاع 9 نانومتر به حداقل می رسد. سپس با افزایش بیشتر شعاع، توان خروجی لیزر افزایش می یابد. علت کاهش توان لیزر در شعاع خاص، ورود توابع موج الکترون درگیر در فرآیند لیزری از لایه ی خیس به درون نقطه ی کوانتومی است.

در این تحقیق، نانوذرات دی¬اکسید قلع بدون آلایش و آلائیده شده با آلومینیوم به روش هم¬رسوبی تولید شدند. نانوذرات بدون آلایش در دماهای 200، 250، 300، 350، 400، 450، 500، 550 و oc 600 حرارت¬دهی شدند. ویژگی¬های نانوذرات تولید شده با استفاده از دستگاه¬های آنالیز وزن¬سنجی حرارتی (tg)، پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem)، طیف¬سنج تفکیک انرژی (eds)، طیف¬سنج مادون قرمز تبدیل فوریه (ft-ir)، طیف¬سنجماوراءبنفش-مرئی (uv-visible) وطیف¬سنج فوتولومینسانس (pl) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از آنالیز وزن¬سنجی حرارتی و پراش پرتو ایکس نشان داد که دمای بهینه¬ی تولید نانوذرات oc 600 می¬باشد. از این¬رو آلایش نانوذرات دی¬اکسید قلع با آلومینیوم در این دما صورت گرفت. مطالعه¬ی الگوی پراش پرتو ایکس ساختار تتراگونال نمونه¬ها را تأیید کرد و نشان داد که آلایش موجب جابجایی جزئی در قله¬های پراش و در نتیجه تغییر کوچکی در پارامترهای شبکه می¬شود. بررسی تصاویر fesemنشان داد که میانگین اندازه¬ی ذرات با افزودن ناخالصی افزایش می¬یابد و نانوذرات شکلی تقریباً کروی دارند.در ادامه، خاصیت حسگری فیلم¬های ضخیم تولید شده از نانوذرات بدون آلایش و آلائیده شده توسط دستگاه سنجش حسگر گازی، در معرض ppm 300 بخار اتانول مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از این است که نمونه¬ی آلائیده شده با 5% آلومینیوم در مقایسه با سایر نمونه¬ها دارای بیشترین پاسخ در دمای oc 270 و کمترین زمان پاسخ و بازیافت می¬باشد.

هدف این تحقیق، رشد مستقیم نانولوله های کربنی بر روی سطوح فلزی اصلاح شده به روش رسوب بخار شیمیایی (cvd)، بدون استفاده از کاتالیزور های فلزی معمول برای این روش می باشد. در این روش از فلزات آهن، نیکل، تیتانیوم، مس و مولیبدن به عنوان زیرلایه جهت تولید نانولوله های کربنی استفاده شد. برای اصلاح سطوح فلزی، ابتدا سطح آن ها به روش سونش مکانیکی صاف و صیقلی شد، سپس با یکی از روش های الکترواکسیداسیون که روش پالس های متوالی پتانسیل (cpp)نام دارد، دو عمل اکسید و احیاء به طور متوالی انجام شد تا یون هائی از سطح فلز کنده شده و سپس دوباره بر روی سطح آن، با آرایشی متفاوت از قبل و به صورت برآمدگی های نوک تیز در ابعاد نانومتر بنشینند. اصلاح سطوح با روش دیگر و با قرار دادن فلزات در مقابل بخار اسید، انجام شد. سپس از این نمونه ها برای تولید نانولوله های کربنی به روش cvd، با آهنگ شارش sccm1500-1000 آرگن، sccm100-45 استیلن و دمای ?750 استفاده شد. بهترین رشد نانولوله های کربنی با گاز استیلن بر روی فلزات با سطح دست نخورده بود. اصلاح سطوح به روش های فوق باعث توقف رشد نانولوله های کربنی گردید. تغییر منبع هیدروکربنی از استیلن به گاز مایع (lpg) نتیجه ی بهتری دربر نداشت. بنابراین برای یافتن شرایط بهینه تولید نانولوله های کربنی با گاز lpg با کاتالیزور، آهنگ شارش sccm1500-400 آرگن، sccm150-45 lpg و محدوده دمایی ?900-750 اعمال شد، که شرایط مناسب آهنگ شارش sccm600 آرگن، sccm100 lpg و دمای ?800 به دست آمد. نانولوله های کربنی با استفاده از گاز lpg، بدون منبع کاتالیزوری با این شرایط نیز بر روی سطوح فلزی رشد نکردند.

انرژی خورشیدی، مهمترین منبع انرژی کره زمین می باشد. از کل انرژی موجود در کره زمین، چیزی حدود 98 درصد آن را انرژی حاصل از تشعشعات خورشید، تشکیل می دهد. طراحی سیستم های خورشیدی، نیازمند شناخت خورشید، میزان تابش خورشیدی در هر محل و چگونگی گردآوری و ذخیره سازی آن می باشد. در این پایان نامه، پس از ارائه کلیاتی در مورد ساختار و فعالیت های خورشید و همچنین چگونگی تولید انرژی و نحوه انتشار آن در فضا، تابش خورشیدی در خارج و داخل جو زمین بررسی می شود. با استفاده از روش های نظری وابسته به شرایط اقلیمی، میزان تابش کلی خورشید مربوط به چندین محل در استان خوزستان، به ویژه اهواز محاسبه شده است. این میزان انرژی برای اهواز، بین 9 تا 25 مگاژول بر متر مربع در روز، تخمین زده شده است. پس از آن، انواع کلکتورهای خورشیدی به همراه کاربردهایشان تشریح شده اند. سپس روش های ذخیره انرژی خورشیدی و همچنین سیستم های گرمایش خورشیدی، مورد بررسی قرار گرفته اند. در نهایت در میان انواع کلکتورها و سیستم های ذخیره انرژی خورشیدی، با رعایت نکات بهینه سازی و همچنین با توجه به شرایط اقلیمی اهواز، کلکتور صفحه تخت و روش ذخیره ی انرژی با استفاده از سیال عامل آب یا هوا، انتخاب گردیده و سیستم گرمایش خورشیدی بهینه معرفی شده است.

در این تحقیق نانولوله های کربنی به روش انباشت بخار شیمایی رشد داده شدند. دمای کوره در c°750 تنظیم شد. از گاز استیلن با آهنگ شارش sccm45-40 به عنوان منبع کربن استفاده گردید. به دلیل واکنش پذیری بالای گاز استیلن لازم است که گاز بی اثر آرگن با آهنگ شارش کم، حدود sccm 1500 تا پایان فرایند از کل سیستم عبور داده شود. نانولوله های کربنی جهت رشد نیاز به نانوذرات کاتالیستی فلزی دارند. برای این منظور در این تحقیق از نانوکاتالیست های فلزی آهن و نیکل الکتروانباشت شده استفاده شده است. روش الکتروانباشت به دلیل سادگی، انجام در شرایط متعارفی و نیز مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی روشی مناسب برای تولید نانوذرات فلزی می باشد. نانوساختارهای آهن و نیکل بر روی زیرلایه های مس و سیلیسیوم انباشت شدند. به منظور زدودن آلودگی ها روی سطح زیرلایه ها، از سونش استفاده گردید. با استفاده از آنالیز edx و تصاویر sem، زیرلایه مناسب و پتانسیل بهینه انباشت آهن و نیکل بر روی آن معین شدند. ساختار نانوذرات آهن، نیکل و نانولوله های کربنی رشد یافته با توجه به پارامترهای گوناگون مربوط به رشد نانوذرات آهن و نیکل، از قبیل نوع زیرلایه، غلظت یون های محلول در الکترولیت مورد استفاده، غلظت یون های افزودنی موجود در الکترولیت و دما، مورد مطالعه قرار گرفتند.

در این پایان نامه، خصوصیات ساختاری و الکترونی ترکیب y2o3 مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت تقویت شده ی خطی با پتانسیل کامل (fp-lapw)، در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی با تقریب های مختلف و با نرم افزار wien2k مورد مطالعه قرار گرفته است. ثابت شبکه که در محاسبات به کار رفته برابر با 10/604a می باشد. در این پایان نامه خصوصیات ساختاری ترکیب y2o3 از جمله ثابت های شبکه، مدول حجمی، تراکم پذیری و مشتق تراکم پذیری نسبت به فشار در سه تقریب gga96، gga91 و lda، بدون در نظر گرفتن برهم کنش های اسپینی و با در نظر گرفتن برهم کنش های اسپینی محاسبه شده است. نتایج به دست آمده بیانگر این است که وارد کردن اسپین تاثیر چندانی در نتایج ندارد و محاسبات با استفاده از تقریب gga96 نسبت به سایر تقریب ها سازگاری بیشتری با نتایج تجربی دارد. همان طور که گفته شد خصوصیات الکترونی ترکیب y2o3 از جمله ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت ها، چگالی ابر الکترونی و خواص اپتیکی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از بررسی این خصوصیات بیانگر این مطلب هستند که ترکیب y2o3 یک عایق با گاف انرژی پهن می باشد و بین اتم های تشکیل دهنده این ترکیب پیوند کووالانسی وجود دارد. علاوه بر این محاسبات چگالی حالت ها نشان دهنده ی هیبریداسیون بین اربیتال های d5 اتم ایتریم با p2 اتم اکسیژن است. با دقت در چگالی ابر الکترونی این ترکیب در صفحه ی (110) و (100) در می یابیم که در اطراف اتم های اکسیژن تراکم چگالی الکترونی بیشتر است و این امر به دلیل الکترون دوستی اتم های اکسیژن نسبت به ایتریم است. تراکم ابر الکترونی بین اتم اکسیژن و ایتریم دلالت بر پیوند کووالانسی بین آن دو دارد.

نانوذرات اکسید آهن به دلیل کاربرد های زیادی که در فناوری اطلاعات، رنگ دانه ها، فرو فلوئیدها و پزشکی دارند مورد توجه فراوانی هستند. تاکنون چندین روش فیزیکی- شیمیایی، گداخت لیزری، مکانو شیمیایی، قوس الکتریکی در تهیه این نانوذرات گزارش شده است. در این مطالعه، به روش قوس الکتریکی و توسط یک رآکتور فولادی ضد زنگ نانوذرات اکسید آهن تهیه شد. الکترود ها از تنگستن و آهن و یا هردو از آهن انتخاب شدند. قوس الکتریکی با استفاده از یک رکتیفایر تنظیم جریان ایجاد گردید. و جریان های a 75، a100وa 125 درمحیط اکسیژن با فشار های atm 1، atm 2 و atm 3 برای ایجاد قوس الکتریکی وتولید نانو ذرات اکسید آهن استفاده گردید. برای تعیین جنس نمونه ها از اندازه گیریهای xrd و edx استفاده شد. آنالیز edx نمونه ها نشان داد که عناصر تشکیل دهنده نانوذرات اکسیژن و آهن می باشند. همچنین نتایج xrd نشان دادند که نمونه های تولید شده اکسید آهن مگمایت می باشند. از این نتایج تفاوت چندانی در اندازه و شکل نانوذرات اکسید آهن تولید شده تحت فشارها و جریان های مختلف مشاهده نگردید. لذا اثر دما بر اندازه و نوع نانو ذرات بررسی شد. یکی از نمونه های تولید شده در دما ی 200 به مدت 3 ساعت سپس در دمای 700 به مدت 18 ساعت قرار داده شد. تصاویر sem نمونه ی حرارت داده شده نشان داد که اندازه و شکل نانوذرات نسبت به قبل از حرارت دهی نمونه تغییر چندانی نمی کند. همچنین آنالیز xrd نمونه ی حرارت داده شده تاییدی بر مگمایت بودن جنس نانو ذرات می باشد.

نانولوله های کربنی با ویژگی های جالب و کاربردهای فراوانشان، مورد توجه بسیاری از پژوهشگران بوده و هستند. روش های اصلی تولید نانولوله های کربنی شامل انباشت بخار شیمیایی، گداخت لیزری و قوس الکتریکی است. روش قوس الکتریکی در محیط مایع، روشی ساده و کم هزینه برای تولید نانولوله های کربنی است که نیازی به کوره، لیزر و یا تجهیزات خلاء ندارد. در این تحقیق، نانولوله های کربنی به روش قوس الکتریکی در محلول nacl با غلظت m0/25، تولید شده اند. از میله گرافیتی با قطر 14mm به عنوان کاتد و از میله گرافیتی به قطر 6mm و آلایش شده با کاتالیست فلزی به عنوان آند استفاده شد. برای آلایش آند مخلوطی از ایتریم و گرافیت با نسبت وزنی 3 به 97 درون آند تزریق شد تا اثر کاتالیستی y 3% وزنی مورد بررسی قرار گیرد. این کار برای کاتالیست های ni 3%، y:ni 2:1% و ni:y 2:1% نیز انجام شد. بدین ترتیب نمونه ها در چهار گروه کاتالیستی، تحت چهار جریان 50a، 60a، 70a، 80a تولید شدند. میانگین نانولوله ها با استفاده از تصاویر sem برآورد شده و چگونگی تاثیر جریان، نوع و درصد کاتالیستی روی طول و قطر نانولوله ها مورد بررسی قرار گرفته است. از بین چهار گروه کاتالیستی بررسی شده، کاتالیست y:ni 2:1% باعث افزایش طول و کاهش قطر نانولوله ها خصوصاً در جریان 50a شده است.