در این تحقیق خواص ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی ترکیب نانوساختار la0.85ba0.15mno3، مورد بررسی قرار گرفت. ترکیب نانو ساختار la0.85ba0.15mno3، با استفاده از دو روش سل ژل و روش جدید آسیاب حالت جامد مواد اولیه در حضور اسید سیتریک، ساخته شد. از برتری های روش جدید معرفی شده در این تحقیق، سرعت بالای فرآیند ساخت، نسبت به روش های شیمیایی مثل سل ژل می-باشد. از طرفی نانوذرات ما پس از فرآیند آسیاب به دست نمی آیند و مانند روش سل ژل پس از مرحله پخت حاصل می شوند، بنابراین تنش های موجود در روش آسیاب کاری در فرآیند ساخت وجود ندارد. بعد از ساخت ترکیب در قسمت بعد به بررسی اثر اندازه دانه ها بر خواص ساختاری و مغناطیسی نمونههای پودری la0.85ba0.15mno3، پرداخته شد. با استفاده از طیف پراش پرتو x، به بررسی تشکیل فاز مورد نظر و اندازه ی بلورک ها در نمونه های ساخته شده به هر دو روش پرداختیم. و با استفاده از نرم افزار fullprof و تحلیل ریتولد، ساختار بلوری نمونه ها، لوزی وجه تعیین شد و هم چنین ثابت های شبکه و حجم یاخته ی واحد نمونه ها محاسبه شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی گسیل میدانی (fe-sem) و میکروسکوپ الکترون عبوری (tem)، اندازه ی دانه های ساخته شده به هر دو روش در محدوده نانومتری به دست آمد. نتایج حاصل از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac، نمونه ها نشان داد که با کاهش اندازه ی دانه ها، مقدار پذیرفتاری و دمای گذار کاهش می یابد. اندازه گیری بخش موهومی پذیرفتاری مغناطیسی ac، نمونه ی ساخته شده به روش جدید در دمای oc620، گذار ابرپارامغناطیس را در دماهای پایین نشان داد. دمای قفل شدگی نمونه های ابرپارامغناطیس، با کاهش اندازه ی دانه ها به سمت دماهای پایین تر منتقل می شود. و از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ی ساخته شده به روش سل ژل در دمای oc1350، در میدان های مختلف، حالت غیرمتعارفی مشاهده شد که با توجه به شدت میخ کوبی ضعیف دیواره ی حوزه ها در این نمونه ها قابل توجیه است. در قسمت بعد، به بررسی اثر دمای کلوخه سازی بر روی خواص ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی نمونه های ساخته شده به هر دو روش پرداختیم. در طیف پراش پرتو x این نمونه ها هیچ گونه تغییر ساختاری مشاهده نشد. با استفاده از نرم افزار fullprof و تحلیل ریتولد، ساختار بلوری نمونه ها، لوزی وجه تعیین شد و هم چنین ثابت های شبکه و حجم یاخته ی واحد نمونه ها محاسبه شد. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac، نمونه ها نشان داد که با افزایش دمای کلوخه سازی در نمونه های ساخته شده به هر دو روش، مقدار پذیرفتاری افزایش یافته، که به علت افزایش نظم مغناطیسی نمونه ها در نتیجه افزایش اندازه ی دانه ها ست. با مقایسه پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ی حجمی ساخته شده به روش سل ژل در دمای oc1350، با نمونه ی پودری آن، مشاهده شد که حالت غیرمتعارف به طور ضعیف تری در نمونه ی حجمی وجود دارد، که به خاطر شکل گیری بهتر مرزدانه ها و شدت میخ کوبی بیشتر دیواره ی حوزه ها، در نتیجه ی کلوخه سازی نمونه ها است. و در نهایت مقاومت الکتریکی نمونه های کلوخه سازی شده اندازه گیری شد و مشاهده شد که با افزایش دمای کلوخه سازی در نمونه های ساخته شده به هر دو روش، رفتار عایق گونه از بین رفته و گذار عایق- فلزی مشاهده می شود. با افزایش دمای کلوخه سازی دمای گذار عایق- فلزی به سمت دماهای بالاتر منتقل شده است

تحقیق حاضر از دو بخش تشکیل شده است. در بخش اول به ساخت و بررسی خواص ساختاری و نوری نانوذرات اکسید روی خالص پرداخته شده است و در بخش دوم اثر آلایش عنصر فلز واسطه ی fe در ترکیب اکسید روی بر روی خواص ساختاری، نوری و مغناطیسی این ترکیب بررسی شده است. نانوذرات اکسید روی خالص و آلاییده با استفاده از روش جدید تجزیه ی حرارتی استات ها در حضور اسید سیتریک تولید شدند. بعد از ساخت ترکیب اکسید روی خالص به بررسی اثر پارامترهای مختلف ساخت از قبیل زمان آسیاب کاری، دمای پخت و زمان پخت بر روی اندازه ی دانه ها و میزان ناخالصی های مولکولی موجود در ترکیب پرداخته شد. همچنین اثر دمای پخت بر خواص نوری اکسید روی نیز بررسی شد. با آنالیز طیف پراش پرتو ایکس شکل گیری ساختار ورتسایت این ترکیب بدون تشکیل هیچگونه ناخالصی قابل مشاهده ای مشخص نشد. با استفاده از رابطه ی دیبای-شرر تغییرات اندازه ی دانه ها با تغییر پارامترهای مختلف ساخت بررسی شد. میزان ناخالصی های کربنی موجود در نمونه ها نیز با آنالیز طیف ft-ir نمونه ها بررسی شد. مقایسه ی طیف جذبی در ناحیه ی فرابنفش-مرئی نمونه های پخت شده در دماهای مختلف نشان داد که با کاهش دمای پخت و در نتیجه کاهش اندازه ی ذرات گاف انرژی بزرگ تر می شود که این افزایش گاف انرژی با کاهش اندازه ی ذرات به اثرات کوانتومی ناشی از بیش از حد کوچک شدن اندازه ی نانوذرات نسبت داده می شود. آنالیز طیف pl نمونه های پخت شده در دماهای مختلف وجود نقایص نقطه ای از قبیل تهی جاهای اکسیژن و روی میان شبکه ای در نمونه ها را نشان داد. در قسمت بعد ترکیبات zn1-xfexo با 03/0، 05/0، 075/0 و 1/0 =x ساخته شد و خواص ساختاری، نوری و مغناطیسی آنها بررسی شد. آنالیز طیف xrdی این ترکیبات نشان داد که همه ی نمونه ها دارای ساختار ورتسایت هستند و تا آلایش 10 درصد fe وارد ترکیب شده است و هیچگونه فاز ناخالصی تشکیل نشده است. آنالیز طیف ft-ir نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان آلایش به دلیل جانشینی fe در جایگاه zn و در نتیجه کاهش میزان پیوندهای znoی موجود در نمونه، شدت پیک مربوط به پیوند zno کاهش می یابد. طیف pl نمونه های آلاییده نیز نشان داد که با افزایش میزان آلایش، میزان تهی جاهای اکسیژن در ترکیب کمتر می شود و خواص نوری نمونه بهبود می یابد. با اندازه گیری های مغناطش بر حسب میدان مغناطیسی در دمای اتاق نمونه ها دیده شد که نمودار m-h همه ی نمونه ها دارای حلقه پسماند هستند، در نتیجه همه ی نمونه های ساخته شده در دمای اتاق فرومغناطیس هستند. همچنین منحنی m-h نمونه ی آلاییده با 10 درصد آهن، کاهش میزان مغناطش با افزایش دمای اندازه گیری را نشان می دهد.

ساخت نانو ساختارهای اکسیدهای فلزی، مطالعه ی خواص آنها و کاربردهایشان در زمینه ی انرژی و محیط زیست بسیار مورد توجه محققین قرار دارد. نانو ساختارهای اکسیدهای فلزی رده ای از مواد هستند که خواص آنها درگستره وسیعی از فلزات تا نیم رساناها را شامل می شود. روش های ساخت و مشخصه یابی این نانو ساختارها به خاطر داشتن خواص فیزیکی متنوع و فعالیت کاتالیتیکی بالای آنها توسعه ی بسیاری یافته است. در این پایان نامه روش های ساخت نانو ساختارهای اکسیدهای آهن و کبالت معرفی و نتایج آن آمده است. روش مورد استفاده برای سنتز این نانو ذرات، روش مکانوشیمیایی و کلوخه سازی در دماهای مختلف است. اکسیدهای مورد بررسی در این پایان نامه، ?co?_3 o_4، coo و ?fe?_3 o_4 هستند که از آنها آنالیزهای xrd، sem، tem، ftir و اندازه گیری های مغناطیسی به عمل آمد. اندازه گیری های xrd، tem و sem نشان می دهد که اندازه ی نانو ذرات ?co?_3 o_4 و coo ی سنتز شده در محدوده ی nm 50-25 است. از آنجایی که اکسید کبالت دوظرفیتی ناپایدار است، برای ساخت و پایدار سازی نانو ذرات coo روش جدیدی معرفی شده است. برای نانو ذرات fe3o4 نیز، تحلیل xrd نشان داد که اندازه ی این نانو ذرات در محدوده ی nm 20-8 است. اندازه گیری های مغناطیسی نشان می دهد که این ذرات در دمای اتاق ابر پارامغناطیس هستند و مغناطش اشباع آنها کمتر از مقدار آن برای ترکیب حجمی متناظر است، این نانو ذرات پسماند ناچیزی در دمای اتاق از خود نشان می دهند

ابتدا، خواص ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی منگنایت های pr1-xagxmno3 با استفاده از طیفهای پراش پرتو ایکس و تحلیل آنها، تصاویر sem، پذیرفتاری مغناطیسی متناوب ، مقاومت الکتریکی، مغناطو مقاومت، مغناطش برحسب دما ، حلقه پسماند، گرمای ویژه و مغناطوگرما مورد مطالعه قرار گرفته اند. شواهدی ارائه شده اند که نشان می دهند به احتمال خیلی زیاد ag در جایگاه pr جانشین نمی شود بلکه به صورت نقره فلزی در مرزدانه ها قرار می گیرد. مطالعه پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نشان می دهد که دیواره حوزه های مغناطیسی در این منگنایت ها رفتارهایی جالب توجه و غیرعادی از خود نشان می دهند. برای توصیف این رفتارها یک سازوکار مبتنی بر میخکوبی دیواره ها در مرزدانه ها ارائه شده است. خارج شدن دسته جمعی دیواره ها از مرزدانه ها به همراه جابجایی های نسبتاً بزرگ باعث به وجود آمدن یک برآمدگی در پذیرفتاری مغناطیسی در دمایی کمتر از دمای گذار می شود. برای یک چنین اتفاقی، میدان اعمالی می بایست بیشتر از یک حد آستانه باشد. نتایج نشان می دهند که جفت شدگی بین دانه ای در مرزدانه ها نقش مهمی در دینامیک دیواره حوزه های مغناطیسی دارد. یک پسماند گرمایی جالب در پذیرفتاری مغناطیسی در دماهای کمتر از دمای برآمدگی مشاهده شد و به برگشت ناپذیری گرمایی در میخکوب شدن دیواره ها نسبت داده شده است. وابستگی پذیرفتاری به بسامد با توجه به وابستگی زمان واهلش دیواره ها به دما مورد بررسی قرار گرفته است. مغناطوگرمای نمونه ها مورد بحث قرار گرفته است. یک تغییر در علامت مغناطوگرما (مغناطوگرمای معکوس) در حدود 80 کلوین در نمونه 0.05= x مشاهده شده است که به حضور هم زمان دو فاز فرومغناطیس و پادفرومغناطیس کج شده در این نمونه ارتباط داده شده است. اندازه گیری مقاومت الکتریکی بر حسب دما نشان می دهد که نمونه ها عایق-گونه رفتار می کنند و گذار فاز عایق - فلز در آنها رخ نمی دهد. در قسمت دوم، خواص مغناطیسی و ساختاری نانوذرات ترکیب پادفرومغناطیس lafeo3، نانوذرات ni/nio و نانوذرات nio با استفاده از طیف های پراش پرتو ایکس و تحلیل آنها، تصاویر tem و fe-sem، مغناطش برحسب دما و حلقه پسماند مورد بررسی قرار گرفته اند. رفتارهای مغناطیسی نانوذرات lafeo3 در قالب یک مدل مغزه/پوسته و با در نظر گرفتن یک پوسته فرومغناطیس گونه و یک مغزه پادفرومغناطیس برای ذرات قابل توصیف هستند. برای اولین بار ظهور پدیده بایاس تبادلی (جابجایی حلقه پسماند در راستای میدان بعد از سردسازی نمونه در میدان 50koe) در نانوذرات lafeo3 گزارش شده است. این پدیده به جفت شدگی تبادلی بین پوسته فرومغناطیس و مغزه پادفرومغناطیس ذرات ارتباط داده شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش میدان بایاس تبادلی در دماهای پایین با کاهش در میدان وادارندگی همراه است. این رفتار با در نظرگرفتن فعالسازی گرمایی مغزه پادفرومغناطیس ذرات توصیف شده است. نانوذرات ni/nio با یک روش نسبتاً جدید ساخته شده اند. مزیت این روش این است که درصد نیکل به آسانی با دمای ساخت قابل کنترل است. تحلیل نتایج نشان می دهد که نانوذرات ni/nio را می توان به صورت مجموعه ای از گشتاورهای فرومغناطیس به علاوه یک حالت بی نظم ساختاری و مغناطیسی در nio که باعث بروز رفتار شیشه اسپینی در دماهای پایین می شود، در نظر گرفت. یک روش نسبتاً ساده و سریع جهت ساخت نانوذرات nio ارائه شده است که قابلیت استفاده برای سایر اکسیدهای فلزی را هم دارد.

در این پژوهش ابتدا خواص ساختاری، مغناطیسی، الکتریکی و مغناطومقاومت در میدان های پایین نمونه های la0.8sr0.2mno3/x mnfe2o4 با% 10 ~ 0 = x درصد وزنی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ی la0.8sr0.2mno3 به روش جدید تجزیه ی حرارتی استاتها درحضور اسید سیتریک و نانوذرات mnfe2o4 به روش سل ژل تهیه شد. از مزیت های روش جدید تجزیه ی حرارتی، سرعت بالای فرآیند ساخت نسبت به روش های شیمیایی می باشد. از طرفی ذرات ما پس از فرآیند آسیاب بدست نمی آیند و پس از مرحله ی پخت حاصل می شوند، بنابراین تنش های موجود در روش آسیاب کاری در فرآیند ساخت وجود ندارد. بررسی ساختاری نمونه ها توسط دستگاه پراش پرتو ایکس نشان داد که در تمام نمونه ها ساختار بلوری لوزی وجهی شکل گرفته است. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac و مقاومت الکتریکی نمونه ها نشان داد ، با افزایش mnfe2o4 پهنای گذار مغناطیسی و مقاومت الکتریکی افزایش و دمای گذار عایق - فلز نمونه ها کاهش یافته است که ناشی از افزایش اثرات مرزدانه ای است. همچنین مغناطومقاومت در دمای 77 کلوین با افزایش درصد ناخالصی برای xهای بین 0 تا 7.5 درصد افزایش و سپس در 10= x کاهش می یابد. تونل زنی وابسته به اسپین و پراکندگی در سطوح مرزدانه ها دلیلی برای افزایش مغناطومقاومت در x<7.5 است، این در حالی است که کاهش مغناطومقاومت به ازای 10 = x به افزایش بیش از حد ضخامت مرزدانه ها و تضعیف تونل زنی وابسته به اسپین بین سطوح دانه ها مربوط می شود. در قسمت دوم این پژوهش، تاثیر اندازه دانه ها بر خواص ساختاری، مغناطیسی، الکتریکی و مغناطومقاومت نمونه یla0.9ba0.1mno3 مورد مطالعه قرارگرفت. نمونه ها به روش تجزیه ی حرارتی نیترات ها تهیه و در دو دمای 800 درجه سانتیگراد و 1350 درجه سانتیگراد کلوخه سازی شد. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نشان داد که با افزایش اندازه ی دانه ها از پهنای قله ها کاسته شده و شدت پراش افزایش می یابد. پارامترهای شبکه و حجم یاخته ی بسیط با استفاده از نرم افزار fullprof و تحلیل ریتولد محاسبه و تعیین شد نمونه ها دارای ساختار لوزی وجهی با گروه فضایی r-3c هستند. عکس های میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) نیز نشان داد که با افزایش دمای کلوخه سازی اندازه ی دانه ها افزایش یافته و اندازه ی دانه های نمونه های ساخته شده در دو دمای 800 و 1350 درجه سانتیگراد به ترتیب در محدوده ی نانومتری و میکرومتری قرار دارند. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac نشان داد که در هر دو نمونه گذار پارامغناطیس – فرومغناطیس وجود دارد و با افزایش اندازه ی دانه ها مقدار پذیرفتاری افزایش می یابد که ناشی از کاهش بی نظمی های سطحی با افزایش اندازه ی دانه ها می باشد. دمای کوری نیز با کاهش اندازه ی دانه ها به دلیل افزایش اکسیژن از مقدار استوکیومتری در نمونه ی 800 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. علاوه بر آن، در نمونه پخت شده در دمای 1350 درجه سانتیگراد، خوشه های شیشه ی اسپینی شکل گرفته است. این موضوع، با اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها در فرکانس های مختلف، تطبیق داده ها با مدل توان دینامیکی بحرانی و محاسبه ی جابه جایی نسبی دمای یخ زدگی بر بازه ی لگاریتمی فرکانس بررسی و تأیید شد. همچنین با افزایش اندازه ی دانه، به دلیل کاهش اثرات مرزدانه ای، مقدار مقاومت ویژه الکتریکی در دماهای بالا کاهش و دمای گذار عایق - فلز افزایش یافته است. در نمونه ی با ابعاد نانومتری گذار عایق-فلز در دماهای پایینتر از گذار فرومغناطیس-پارامغناطیس روی می دهد که با استفاده از مدل مغزه-پوسته قابل توجیه است. همچنین تغییر در استوکیومتری اکسیژن، سبب رفتار فلزگونه این ترکیب در دماهای پایین شده است. اندازه گیری مغناطومقاومت نمونه ها بر حسب دما نیز نشان داد که با افزایش اندازه ی دانه ها مغناطومقاومت مربوط به بخش غیرذاتی کاهش یافته و مغناطومقاومت مربوط به قسمت ذاتی افزایش می یابد که با توجه به نقش مرزدانه ها در مغناطومقاومت در میدان های ضعیف قابل انتظار است.

در این تحقیق ترکیب منگنایت la0.5ca0.5mno3(lcmo) با اندازه دانه های مختلف در محدوده ی نانو - میکرومتر با استفاده از روشی جدید که بر پایه ی آسیاب حالت جامد استات های مواد اولیه در حضور اسید سیتریک بود، ساخته شد و خصوصیات مختلف این ترکیب از قبیل ساختار بلوری، خصوصیات الکتریکی و مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت. بعد از آن در بخش دوم کار، به منظور بررسی اثر اندازه ی یون در جایگاه a منگنایت ها بر خواص ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی ترکیب la0.5ca0.5-xsrxmno3 (lcsmo) با 0.5 x? ? 0، در دمای 1350 درجه سانتیگراد ساخته شد و خواص مختلف آن بررسی شد. طیف پراش پرتو ایکس نمونه های lcmo با دماهای پخت مختلف، نشان دهنده ی رشد دانه ها با افزایش دمای پخت می باشد و هیچ گونه تغییر ساختاری مشاهده نشد. به کمک نرم افزار fullprof و تحلیل ریتولد ساختار بلوری نمونه های lcmo اورتورومبیک با گروه فضایی pnma ، به دست آمد. با افزایش دمای پخت حجم یاخته ی واحد کاهش یافته است. تحلیل میکروسکوپ الکترونی روبشی sem نشان داد که با افزایش دمای پخت اندازه ی دانه ها از نانو تا میکرومتر تغییر یافته است. با استفاده از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نمونه های lcmo یک گذار فاز پارامغناطیس به فرومغناطیس برای همه ی نمونه ها مشاهده شد و با افزایش دمای پخت و افزایش اندازه ی دانه ها، فاز پادفرومغناطیس به همراه نظم بار دیده شد. به علت وجود همزمان دو فاز فرومغناطیس و پادفرومغناطیس در نمونه ها و پدیده ی جدایی فاز که ناشی از گذار فاز مرتبه ی اول است در پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها یک پسماند حرارتی وجود دارد. اندازه گیری مقاومت نمونه های lcmo نشان داد که نمونه ها رفتار عایق گونه دارند و در همه ی آن ها پسماند حرارتی دیده می شود. بعد از آن الگوی پراش پرتو ایکس نمونه های lcsmo نیز اندازه گیری و بررسی شد. تحلیل ریتولد نمونه های lcsmo نشان داد که برای آلایش های 05/0x= تا 3/0 x=ساختار بلوری اورتورومبیک با گروه فضایی pnma می باشد و برای آلایش های 4/0x= و 5/0 x=ساختار بلوری به تتراگونال با گروه فضایی 14/mcm تغییر یافته است. همچنین با افزایش میزان آلایش حجم یاخته ی واحد افزایش یافته است. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های ترکیب lcsmo، یک گذار پارامغناطیس به فرومغناطیس و فرومغناطیس به پادفرومغناطیس را برای همه نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان آلایش قله ی پادفرومغناطیس تضعیف و فاز فرومغناطیس تقویت شده است. همچنین منحنی پذیرفتاری نمونه ها در سرد شدن وگرم شدن متفاوت بوده و دارای پسماند حرارتی می باشدکه با افزایش میزان آلایش در ترکیب پسماند حرارتی کمتر شده است. اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه های ترکیب lcsmo نشان داد که نمونه ها با آلایش 05/0 x=تا 4/0x= دارای رفتار عایق گونه بوده و با افزایش میزان آلایش مقاومت نمونه ها و پسماند حرارتی کاهش یافته است. نمونه با میزان آلایش 5/0 در ترکیب lcsmo رفتار متفاوتی دارد و یک گذار عایق- فلز در آن مشاهده شد که این گذار پهن بوده و چندان قوی نیست.

در این تحقیق به بررسی تاثیر آلایش یون دیامغناطیسی و شرایط ساخت، روی خصوصیات مختلف ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی منگنایت lamn1-xcuxo3 پرداخته شده است. نمونه ها به روش جدید تجزیه ی حرارتی استات ها ساخته شدند. این روش بر پایه ی آسیاب حالت جامد استات های مواد اولیه به همراه اسید سیتریک استوار است. در این تحقیق دمای کلوخه سازی برای نمونه ها 1200 در جه سانتی گراد است. لازم به ذکر است که به منظور بررسی تاثیر دمای کلوخه سازی در خصوصیات مختلف ترکیبات، نمونه ی با درصد آلایش 05/0x= به دو قسمت تقسیم شد و در دما های 1200 و 1350 درجه ی سانتی گراد کلوخه سازی شد. این دو نمونه به ترتیب نمونه های t1 و t2 نامیده شدند. آنالیز الگوی پراش پرتو ایکس تمامی نمونه ها به همراه تحلیل ریتولد آن ها نشان داد که همه ی ترکیبات به جز نمونه با درصد آلایش 075/0x=، ساختار اورتورمبیک با گروه فضاییpnma دارند. نمونه با درصد آلایش 075/0x= نیز دارای ساختار فضایی رومبوهدرال با گروه فضایی است. مقایسه ی نمودار های تحلیل ریتولد نمونه های t1 و t2 نشان داد که تغییر دمای پخت بر روی ساختار نمونه ها تأثیر قابل ملاحظه ای نداشته است و تنها با افزایش دمای پخت، قله ها تیز تر و واضح تر شده اند. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان آلایش تا درصد 075/x=، دمای گذار کوری به سمت دماهای بالا تر جابجا می شود که بیانگر تقویت برهم کنش تبادل دوگانه در اثر وارد کردن یون دیامغناطیسی در نمونه ها است. بعد از آن با افزایش میران آلایش، در نمونه با درصد آلایش 125/0x= دمای گذار کوری به سمت دما های پایین تر جابجا می شود. که این امر در اثر تضعیف قدرت برهم کنش تبادلی دوگانه در آلایش های بالا است. درکلیه ی نمونه های آلایش یافته، در دما های پایین یک افت در منحنی حقیقی پذیرفتاری مغناطیسی ac مشاهده شد که همراه با یک قله در قسمت موهومی پذیرفتاری است. این قله مربوط به گذار فاز به حالت بی نظم شیشه ی اسپینی در این ترکیبات است. بستگی به فرکانس و میدان پذیرفتاری ac و برازش با مدل توان دینامیکی بحرانی نشان داد که این نمونه ها از خصوصیات سیستم های شیشه ی اسپینی تبعیت می کنند. لازم به ذکر است که نمونه t2 گذار فاز به حالت شیشه ی اسپینی را از خود نشان نداد. نمودار های مقاومت الکتریکی نمونه ها نشان داد که با افزایش آلایش تا درصد آلایش 075/0x= مقاومت ویژه این ترکیبات کاهش می یابد و بعد از آن شروع به افزایش می کند. این پدیده در هماهنگی کامل با نتایج به دست آمده از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac این ترکیبات است. در نمونه با درصد آلایش 125/0x= سیستم با افزایش شدید مقاومت روبه رو است. برازش نمودارهای مقاومت الکتریکی ویژه ی نمونه ها با دو مدل vrh و sph نشان داد که رفتار مقاومت الکتریکی همه ی نمونه ها، مطابقت خوبی با مدل sph دارد و با افزایش میزان آلایش cu در جایگاه منگنز، انرژی فعال سازی پولارونی کاهش می یابد، تا این که در آلایش 125/0x= شروع به افزایش می کند. در رابطه با تأثیر دمای پخت بر روی نمونه نیز می توان گفت که، با افزایش دمای پخت، انرژی فعال سازی پولارونی افزایش می یابد. این نتایج با نتایجی که قبلا با استفاده از آنالیز نمودارهای پذیرفتاری مغناطیسی و مقاومت الکتریکی به آن رسیده بودیم، در هماهنگی کامل است.

. نمونه ها در دماهای مختلف 600 تا 1200 درجه ی سانتیگراد پخت شدند. طیف پراش اشعه ی ایکس نمونه ها نشان داد که نمونه های ساخته شده در دماهای پایین تر از 900 درجه ی سانتیگراد تک فاز نبوده و موارد متعددی از قله های ناخالصی در طیف آنها مشاهده شده است. نمونه های ساخته شده در دمای 900 درجه ی سانتیگراد و بالاتر در هر دو روش ساخت، سل ژل و edta، تقریباً تک فاز بودند. همچنین به منظور بررسی اثر اکسیژن بر روی نمونه ها، آنها در مجاورت شار آرامی از گاز اکسیژن قرار داده شدند. به منظور بررسی تأثیر آهنگ سردسازی نمونه ها، بعضی از نمونه های پخت شده در دمای 1200 درجه ی سانتیگراد آرام و بعضی دیگر سریع سرد شدند. طرح پراش پرتو ایکس تمام نمونه ها به همراه تحلیل ریتولد آنها نشان داد که تمام نمونه ها دارای ساختار لوزی رخ با گروه فضایی r 3 ?c بوده و هیچ گذار ساختاری در نمونه ها مشاهده نشد. پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها در میدان ها و بسامدهای مختلف اندازه گیری شد. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی این مواد نشان می دهد که آنها دارای نظم بلندبرد فرومغناطیسی نیستند، بلکه متشکل از خوشه های فرومغناطیسی هستند. در تمام نمونه ها یک گذار از فاز پارامغناطیس به خوشه های فرومغناطیسی کوتاه برد در نزدیکی دمای کوری مشاهده شد. با اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی در بسامدهای مختلف مشاهده شد که این گذار فاز با تغییر فرکانس، تغییر محسوسی ندارد. در نمونه ی حجمی که در دمای 1200 درجه ی سانتیگراد و به روش edta ساخته شد، دو قله در نمودار پذیرفتاری مغناطیسی، هم مولفه ی حقیقی و هم مولفه ی موهومی، مشاهده شد. قله ی موجود در نزدیکی دمای کوری،tc ، بیانگر گذار فاز پارامغناطیس به خوشه های فرومغناطیسی است. قله ی موجود در دمای پایین تر ناشی از یخ زدگی خوشه های فرومغناطیسی با کاهش دما است. در واقع با کاهش دما، سیستم از فاز خوشه های فرومغناطیسی به یک فاز شیشه ی خوشه ای گذار می کند. این مواد در واقع نظم بلندبرد مغناطیسی ندارند. این رفتار همچنین در نمونه های کبالتایت lcco ساخته شده به روش edta نیز مشاهده شد. با افزایش میدان مغناطیسی، پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها افزایش می یابد. مقاومت الکتریکی نمونه ها بر حسب دما اندازه گیری شد. این اندازه گیری ها نشان داد که نمونه های ساخته شده رفتار عایق گونه دارتد. نتایج به دست آمده از این تحقیق در هماهنگی کامل با کارهای دیگران است.

در این پژوهش پودرهای نانو ذرات فریت منگنز (mnfe2o4) که دارای ساختار اسپینلی می باشند تهیه شد. روش مورد استفاده برای تهیه این نانو ذرات روش سل – ژل می باشد که یک روش آسان و سریع است. این پژوهش متشکل از سه بخش است. در بخش اول نانو ذرات فریت منگنز را با phهای مختلف تهیه کردیم. در بخش دوم از این تحقیق تأثیر کاهش میزان برهمکنشها را با اضافه کردن سیلیکا (sio2) به ترکیب مورد بررسی قرار دادیم. در بخش سوم نیز تأثیر افزایش برهمکنشها را با اعمال فشار مورد بررسی قرار دادیم.در این تحقیق از ابزارهای متعددی برای مشخصه یابی و بررسی خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه ها استفاده شده است که عبارتند از: 1) آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd) 2) آنالیز طیف سنجی مادون قرمز (ftir) 3) آنالیز حرارتی نمونه ها (tg-dta) 4) مغناطش سنج ارتعاشی (vsm) 5) پذیرفتاری مغناطیسیac 6) میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) و 7) میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem). مواد اولیه مورد استفاده در بخش اول عبارت است از نیتراتهای آهن و منگنز، اسید سیتریک، آب مقطر و آمونیاک. محلول اولیه ای که از ترکیب کردن مواد اولیه بدست می آید دارایphی برابر با دو می باشد و برای تهیه محلولهایی با phهای بالاتر به این محلول، آمونیاک اضافه می کنیم به طوری که با این کار نمونه های با phهای 4 ، 6 و 8 تهیه شد. با استفاده از تحلیل نتایج حاصل از ابزارهای مختلف مشاهده کردیم که نانو ذرات فریت منگنز با ph دو دارای رفتار ابرپارامغناطیسی برهم کنشی می باشند. با تغییر ph نمونه ها مشاهده کردیم که اندازه نانو ذرات افزایش می یابند به طوری که اندازه نانو ذرات نمونه با ph دو حدود nm 6 می باشند و اندازه ذرات نمونه های دیگر حدود nm 15 می باشند. نمونه با ph دو هیچگونه پسماندی ندارد ولی نمونه های با phهای بزرگتر از دو کمی پسماند دارند. در بخش دوم برای وارد کردن سیلیکا به ترکیب باید یک محلول دیگر نیز تهیه کنیم. برای این کار یک محلول دیگر از تترا اتیل سیلیکا (teos) و اتانول را تهیه کردیم و به محلول قبلی اضافه کردیم. با اضافه شدن سیلیکا به شبکه مشاهده کردیم که از خاصیت مغناطیسی نمونه ها کاسته می شود و برهمکنش بین نانو ذرات نیز کاهش می یابند که این رفتار مورد انتظار است. با زیاد شدن ماده غیر مغناطیسی سیلیکا اندازه نانو ذرات کوچکتر شدند و به این دلیل خواص مغناطیسی مشاهده شده آنها کاهش یافت. این نمونه ها نیز دارای رفتار ابرپارامغناطیسی می باشند چرا که در این نمونه ها پسماندی مشاهده نشد. در بخش سوم نیز برخی از نمونه های تهیه شده در قسمتهای قبل را تحت فشارهای مختلف قرار دادیم و مشاهده کردیم که با افزایش فشار میزان برهمکنشهای بین نانو ذرات افزایش یافته اند که این رفتار مورد انتظار است. تمامی نمونه های بدون سیلیکا که تحت فشار قرار گرفتند دارای رفتار ابرپارامغناطیسی برهمکنشی می باشند و با افزایش فشار نیز میزان برهمکنشهای آنها افزایش یافت. در نمونه های دارای سیلیکا مشاهده کردیم که با اعمال فشار برهمکنشهای بین ذرات زیاد تغییر نمی کنند که این رفتار به این دلیل است که نانو ذرات درون شبکه ای از سیلیکا غوطه ور می باشند و با وجود اعمال فشار این نانو ذرات خیلی نمی توانند به همدیگرنزدیک شوند و به این دلیل برهم کنش بین آنها زیاد تغییر نکرده است.

in this thesis, barium ferrite nano particles were prepared by sol-gel method. their structural and magnetic properties of samples have been investigated using thermo gravimetric analysis (tg-dta), x-ray powder diffractometer (xrd), fourier transform infrared (ftir), scanning electron microscopy (sem), field emission scanning electron microscopy (fesem), ac susceptometer, vibrating sample magnetometer (vsm) and vector network analyzer. at the first part, barium ferrite with pva prepared. in order to formation of this ferrite, it was used the stoichiometric of iron nitrate (fe(no3)3), barium nitrate (ba(no3)2), polyvinyl alcohol (c2h4o)n, citric acid (c6h8o7.h2o) and ethylenediaminetetraacetic acid or edta (c10h16n2o8). with the increase of temperature, there is no noticeable weightlessness in tg curve and the exothermic peak at the temperature of higher than 700?c in tg-dta curves indicating the formation of hexagonal phase. thus tg-dta curves indicated that the m-type hexagonal phase formation temperature decreases. this sample sintered at 700, 800, 900 and 1100 ?. the xrd patterns showed the pure hexagonal phase formed at 800 ?. the xrd patterns with rietveld analysis point to the formation of single hexagonal phase and p63/mmc space group. the crystallite size of samples was estimated to be about 40-70 nm by williamson-hall equation. these values are smaller than samples without pva. large particle agglomerations (with mean diameter of particles smaller than ) were observed in fesem images. ftir results showed that the ferrite has two specific bands in 438 and 600 cm-1 which former depend on octahedral sublattice and the latter corresponds to tetrahedral sublattice. the bounds have no displacement in samples with pva. in second part, the effect of composition on ba1-xeuxfe10.5o16.75 (x=0.0, 0.05, 0.1, 0.2, 0.25) synthesized to study the structural and magnetic properties. the xrd patterns with rietveld analysis point to the formation of single hexagonal phase and p63/mmc space group at 1100 ?. substituted samples have smaller crystallite size than pure one, which demonstrate the grain growth inhibitor role of eu. sem images indicated no differences among particle size of samples. it is found that there are large particle agglomerations, too. ftir results showed that the ferrite has two specific bands in 438 and 602 cm-1. there are not any bound displacement and europium bound in ftir spectra of substituted samples accordance with xrd. it is observed that real part of magnetic susceptibility has no change with increasing ac field and frequency at room temperature. susceptibility of samples with x doesn’t vary remarkably, too. the maximum enhancement in coercivity and minimum saturation magnetization was observed in the sample ba0.75eu0.25fe10.5o16.75. the hysteresis loops indicate that doping enhances coercivity and decreases saturation magnetization. the measurements of reflection loss were done at x and ku band frequency. we obtained higher reflection loss for x= 0.0 sample in the x-band and the ferrite with composition of x= 0.1 provides the best electromagnetic absorbing properties at ku-band frequency. thus substitution is useful to improve reflection loss at ku-band frequency while doping isn’t applicable to enhance the reflection loss at x-band frequency.

اکسید تنگستن یک نیمه رسانای نوع n با گاف انرژی پهن است. این اکسید فلزی خواص و کاربردهای بسیاری از جمله خاصیت الکتروکرومیک، فوتوکاتالیست و حسگر گازی دارد. از این بین خواص رنگزایی آن در حضور گاز هیدروژن بسیار مورد توجه می باشد. هیدروژن گازی بدون بو، رنگ و طعم است که مولکول این گاز بسیار سبک بوده و قابلیت نفوذ بالایی دارد. امروزه گاز هیدروژن به عنوان سوخت تمیز در مصارف خانگی، صنعت و خصوصاً بخش حمل و نقل بسیار مورد توجه است. آنچه استفاده از این گاز را مشکل ساز می نماید، قابلیت اشتعال زیاد آن در بازه 4-75% در ترکیب با هوا است. بنابراین آشکارسازی نشت این گاز برای جلوگیری از هرگونه اشتعال در صنعت امری مهم و ضروری است. خواص اپتیکی لایه های نازک اکسید تنگستن در معرض گاز هیدروژن تغییر کرده و ظاهر نسبتاً شفاف آنها به آبی تیره متمایل می گردد. این خاصیت، لایه های اکسید تنگستن را به عنوان حسگر اپتیکی گاز هیدروژن گزینه مناسبی می سازد. در این پژوهش ابتدا سل پروکسوپلی تنگستیک اسید به روش کودو ساخته شد. سپس سل نارنجی شفاف حاصل شده به روش دستگاه چرخان بر سطح زیرلایه شیشه لایه نشانی شد. به منظور بررسی تأثیر دمای بازپخت بر خواص مختلف لایه های بدست آمده، نمونه ها در دماهای 100، 200، 300و ?c 400 به مدت یک ساعت بازپخت شدند. به منظور حساس نمودن سطح لایه به گاز هیدروژن، از کاتالیست پالادیم استفاده شد. به این ترتیب که محلول pdcl2 (g/lit 2/0) به روش احیای هیدروژنی به سطح لایه ها منتقل شد. در یک روش جدید به محض انتقال محلول pdcl2 به سطح، نمونه ها در معرض گاز هیدروژن قرار گرفتند. با این روش نمونه های سل-ژل به شدت و به طور یکنواخت تیره شدند که از بین نمونه های مختلف، نمونه بازپخت شده در دمای ?c 400 پاسخ بهتری به گاز هیدروژن داشت. خواص مختلف ساختاری، شیمیایی، مورفولوژی سطح، اپتیکی و آبدوستی لایه ها مورد بررسی قرار گرفت. طیف پراش پرتو ایکس (xrd) خواص ساختاری نمونه ها را مشخص نمود. مشاهده شد که ژل خشک شده و لایه اکسید تنگستن در ابتدا آمورف بوده و به ترتیب پس از بازپخت در دمای ?c 400 و ?c 500 فاز بلوری مونوکلینیک می یابند. خواص شیمیایی لایه ها از طریق آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ftir) مطالعه شد. نتایج این آنالیز نشان داد که با افزایش دمای بازپخت، پیوندهای مربوط به مولکول های آب و گروه های هیدروکسیل از نمونه حذف خواهد شد، در حالی-که پیک های مربوط به پیوند اکسیژن با فلز تنگستن تغییر نکرده و تنها شدت برخی از آنها افزایش می یابد. مورفولوژی سطح لایه ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این آنالیز نشان داد که با افزایش دمای بازپخت، کریستال های نانومتری بر سطح لایه ها تشکیل می شود و بنابراین درجه بلوری شدن لایه ها با افزایش دمای بازپخت، افزایش می یابد. خواص آبدوستی لایه ها از طریق دستگاه زاویه سنج مشخص گردید. نتایج نشان داد که با افزایش دمای بازپخت، زاویه قطره آب با سطح لایه کاهش و در نتیجه آبدوستی لایه ها افزایش می یابد. خواص اپتیکی لایه ها با دستگاه اسپکتروفوتومتر (uv-vis) در محدوده nm 1100-190 اندازه گیری شدند. مشاهده شد که با افزایش دمای بازپخت، عبور لایه ها و همچنین انرژی گاف آنها کاهش می یابد. این امر به چگالش لایه ها و بلوری شدن آنها با افزایش دمای بازپخت نسبت داده شد.

پیل های سوختی اکسید جامد یکی از امید بخش ترین دستگاه های تولید انرژی هستند که در نتیجه بازده ی بالا، انعطاف پذیری نسبت به سوخت و اثرات تخریب زیست محیطی پایین دارای اهمیت می باشند. در حال حاضر، چالش فنی عمده ی بهبود پیل های سوختی اکسید جامد، کاهش دمای کاری به محدوده ی c? 700-600 به منظور کاهش هزینه ها و افزایش طول عمر پیل سوختی است.کاهش دما منجر به کاهش پخش مضر مواد و فرآیند های تبخیری می شود و نوید کاهش هزینه های مواد برای رابط های میانی و اجزاء جانبی که نیازمند دمای بالا هستند، را می دهد. با این وجود، کاهش دمای کاری منجر به تلفاتی در عملکرد پیل می شود که عمدتاً به علت افت اهمی در اجزاء پیل است یکی از اجزاء اساسی پیل سوختی اکسید جامد، کاتد است. اکسید های پروسکایتی به علت مشخصات مناسب، گزینه های مناسبی برای کاتد های پیل سوختی اکسید جامد هستند. توجه به مواد کاتدی با رسانندگی دو گانه ی الکترونی و یونی راه خوبی برای تبدیل مرز منطقه سه فازی (مکان فعال واکنش الکترو شیمیایی) جایی که فاز گازی، الکترود و الکترولیت در تماس هستند، به ناحیه تماسی دو گانه (فاز گازی و الکترود) است که منجر به کاهش قطبش کاتدی می شود. استفاده از لایه های نازک اکسیدی برای طراحی پیل سوختی، می تواند هزینه و اندازه پیل را کاهش دهد. لایه های نازک علاوه بر کاهش دمای کاری، امکان کوچک سازی مناسبی از کل سیستم را فراهم می کنند. در این تحقیق کاتد اکسید پروسکایتی بر پایه ی لانتانیوم،la0.6ca0.4fe0.8ni0.2o3 (lcfn)، به روش سل-ژل ساخته شد. الگوی پراش x با تحلیل ریتولد نشان داد که نمونه lcfn تک فاز است و ساختار پروسکایتی اورتورومبیک با گروه فضایی pnma دارد. مقاومت الکتریکی با روش چهار میله ای از دمای اتاق تا دمای c? 800 اندازه گیری شد. اندازه گیری رسانندگی الکتریکی نمونه بر حسب دما در هوا نشان داد که رسانندگی با افزایش دما، افزایش می یابد. انرژی فعالسازی رسانش الکتریکی، از برازش منحنی آرنیوس با داده های تجربی به دست آمد. در ادامه، لایه های نازک lcfn روی زیر لایه تک بلور (100)srtio3 ، (sto) در فشار-های مختلف 100، 200، 300 و mtorr 400 شار اکسیژن به منظور تأثیر فشار جزئی اکسیژن بر لایه ها با روش لایه نشانی لیزر تپشی، لایه نشانی شدند. مطالعه ساختار فازی و تبلور، مورفولوژی سطحی و خواص الکتریکی لایه ها، به ترتیب با پراش اشعه x، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و اندازه گیری های مقاومت الکتریکی به روش چهار میله ای انجام شد. پراش اشعه x لایه ها نشان می دهد که لایه ها همبافته اند و در جهت زیر لایه رشد یافته اند. تصاویر afm لایه ها نشان می دهد که سطح لایه ها هموار است و جذر میانگین مربعی (پستی و بلندی) تقریبی nm 3-2 دارند. افزایش فشار منجر به افزایش پستی و بلندی لایه ها می شود و جزایر نانو متری تشکیل می یابند. از رفتار خطی ln(?t) بر حسب 1/t فهمیده می شود که مثل نمونه حجمی، جهش پلارون های کوچک مسئول رسانش الکتریکی لایه ها می باشد. همچنین روش واهلش رسانندگی الکترونی به منظور تعیین ضریب تبادل سطحی، kchem انجام شد. تغییر رسانندگی با ورود ناگهانی شار اکسیژن، تیز است که از آن یک منحنی نمایی به دست می آید که به خوبی با معادله تبادل سطحی آرنیوس برازش می شود.

فریت های اسپینلی گروهی از مواد مغناطیسی هستند که در حوزه ی نانومتری، کاربردهای وسیعی در عرصه های پزشکی و صنعتی دارند. در حال حاضر، از جمله مشکلات موجود در این زمینه ، ساخت نانوذرات خالص، همگن و با اندازه های قابل کنترلاین گروه از مواد می باشد. در این تحقیق برای تهیه ی نمونه ای خالص از فریت نیکل در دماهای پایین، چند روش مختلف از جمله روش سل-ژل با تغییر پارامترهایی مثلph و عامل کمپلکس دهنده و همچنین روش همرسوبی به کار گرفته شد. در همه ی نمونه های ساخته شده، اثر دما بر ساختار و خواص مغناطیسی نمونه ها،توسط طیف پراش پرتوی ایکس (xrd)، تحلیل فوریه ی طیف مادون قرمزز (ftir)، تصویربرداری میکروسکوپی(sem)و اندازه گیری مغناطش توسط مغناطش سنج ارتعاشی (vsm) مورد بررسی قرار گرفت. طیف پراش پرتوی ایکس نمونه های تهیه شده به روش سل-ژل و با تغییر عامل ph، نشان داد که افزایش ph، دمای تشکیل فاز خالص فریت نیکل تهیه شده به این روش را کاهش می دهد. همچنین نتایج نشان داد که افزایش ph محلول اولیه تا 7 با کاهش در اندازه ی ذرات همراه است و در محیط بازی (ph>7)،مجدداً اندازه ی ذرات افزایش می یابد. در نمونه های ساخته شده به روش همرسوبی، مشاهده شد که افزایش دما ، سبب تشکیل فاز دوم ?-fe??o??در نمونه ها می شود. در انتها با به کارگیری عامل کمپلکس دهنده ی edta در ساخت نمونه ها به روش سل-ژل، موفق به ساخت نمونه ای خالص از فریت نیکل در دماهای پایین شدیم. عامل کمپلکس دهنده edta، با احاطه کردن یون های فلزی، علاوه بر اینکه امکان اکسید شدن یون های فلزی را کاهش می دهد، برهم کنش یون ها را نیز کاهش می دهد و سبب ایجاد ذرات ریزتری می شود. اثر دمای بازپخت بر نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ناشی از تحلیل طیفxrdنشان داد که افزایش دمای پخت ثانویه، سبب بزرگ شدن اندازه ی ذرات می شود. تصاویر sem نیز بزرگ شدن ذرات با افزایش دما را تأیید می کند. همچنین کرنش در این نمونه ها با کاهش در دمای پخت، کاهش یافته است که نشان دهنده ی تبدیل ساختار اسپینلی معکوس به اسپینلی آمیخته یا جزئی معکوس می باشد. با کاهش دمای پخت و در نتیجه کاهش اندازه ی ذرات، ساختار معکوس نمونه ها، دستخوش تغییر شده و با بازتوزیع در چینش کاتیون ها در جایگاه های 4 وجهی و 8 وجهی، ساختار جزئی معکوس ایجاد شده است. تغییر در شدت نسبی قله های براگ موید این امر است. منحنی های مغناطش نمونه ها، افزایش مغناطش اشباع با بزرگ شدن اندازه ی ذرات را نشان می دهد. طبق مدل مغزه-پوسته، هر ذره از یک قسمت مرکزی با نظم مغناطیسی به نام مغزه و یک لایه ی سطحی بی نظم به نام پوسته تشکیل شده است. با بزرگ شدن اندازه ی ذرات، سهم مغزه نسبت به پوسته افزایش می یابد و بنابراین مغناطش اشباع نمونه ها نیز افزایش می یابد. البته تبدیل ساختار اسپینلی معکوس به آمیخته نیز در تغییر مغناطش تأثیر داشته است.همچنین مشاهده شد که میدان وادارندگی نمونه ها با افزایش اندازه ی ذرات تا 33nm افزایش یافته و سپس با افزایش بیشتر در اندازه ی ذرات، کاهش یافته است. بیشینه ی میدان وادارندگی، در اندازه ی بحرانی تک حوزه شدن، رخ می دهد که این اندازه ی بحرانی برای نمونه های تهیه شده به روش edta در بازه ی 25-33 nm رخ داده است.

نانو بلور های فریت نیکل آلاییده با روی و فریت نیکل آلاییده با مس، توسط روش سل- ژل تهیه شدند. مشخصه یابی نمونه ها توسط تحلیل پراش اشعه x (xrd) و طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir)، اندازه دانه ها توسـط میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، اندازه گـیری خواص مغناطیسی نمونه هـا به وسیله مغناطیس سنج (vsm) و اندازه گیری خواص اپتیکی نمونه ها توسط اندازه گیری فوتولومینسانس (pl) انجـام شد. تحلیل پراش اشعه x نشان می دهد که تمام نمونه ها دارای ساختار مکعبی اسپینلی با گروه فضایی fd3m می باشند. اندازه بلورک ها با استفاده از رابطه شرر در گستره 63/19-35/1 نانومتر به دست آمد. برای تحلیل ساختاری، بررسی توزیع کاتیونی و تعیین ثابت شبکه نمونه ها، با استفاده از نرم افزار maud و براساس تحلیل ریتولد، طیف xrd نمونه ها را ظریف سازی نمودیم. براساس نتایج بدست آمده، جانشینی یون های zn2+وcu2+ در بخش های تتراهدرال به جای یون های fe3+ قابل مشاهده بوده (به جز نانوبلورهای فریت مس) و توسط اندازه گیری ftir تایید می شود. به علاوه، ثابت شبکه با افزایش میزان آلایش zn2+وcu2+، به علت بزرگتر بودن شعاع یونی کاتیون های مذکور نسبت به یون ni2+ افزایش می یابد، که این افزایش برای جانشینی یون های روی به علت بزرگتر بودن شعاع یونی zn2+ نسبت به cu2+، بیشتر می باشد. مقدار مغناطش اشباع(ms) با افزایش میزان آلایشzn2+ از x=0 تا x=0.5 افزایش یافته و برای نانوبلورهای ni0.5zn0.5fe2o4 به بیشترین مقدار خود می رسد که ناشی از افزایش تراکم یون های fe3+ در بخش های اکتاهدرال است. این موضوع در توافق کامل با نمونه ni0.5zn0.5fe2o4 توده ای که بیشترین مقدار ms را در میان فریت های ni-zn توده ای داراست، می باشد. با افزایش بیشتر آلایشzn2+ از x=0.5 تا x=1، مقدار ms کاهش یافته که ناشی از چرخش ناگهانی اسپین ها و کاهش برهم کنش های تبادلی در اثر افزایش آلایش روی است. مقدار مغناطش اشباع با افزایش میزان آلایش cu2+ از y=0 تا y=0.5 به علت افزایش تراکم یون های آهن در بخش های اکتاهدرال، افزایـش یافته و برای نانو بلورهای ni0.5cu0.5fe2o4 به بیشترین مقدار خود می رسد که در توافق با تئوری فری مغناطیسی ارائه شده توسط نیل است. کاهش اندک مغناطش اشباع برای نانوبلورهای cufe2o4، ناشی از جانشینی کامل یون هایcu2+ با گشتاور مغناطیسی کوچکتر، به جای یون های ni2+ در بخش های اکتاهدرال است، که باعث کاهش برهم کنش های تبادلی و در نتیجه کاهش مغناطش اشباع می شود. مقدار وادارندگی مغناطیسی(hc) برای تمامی نمونه ها به جز نانوبلورهای سنتز شده cufe2o4 به علت وجود اثر ژان-تلر، با تقریب خوبی صفر می باشند، به طوری که این نانوبلورها رفتار ابرپارامغناطیسی را به نمایش می گذارند. به علاوه، اندازه گیری خصوصیات اپتیکی نانوبلورهای سنتز شده توسط اندازه گیری فوتولومینسانس نشان می دهد که مقدار گاف انرژی غیرمستقیم با افزایش میزان آلایش zn2+ افزایش یافته و به ازای افزایش میزان آلایشcu2+ و در مقایسه با نانوبلورهای ni1-xznxfe2o4 افزایش کمتری می یابد. همچنین گاف انرژی مستقیم به ازای افزایش میزان آلایش های مختلف zn2+ و cu2+ ثابت است.

نانوذرات مغناطیسی فریت کبالت آلاییده با نیکل nixco1-xfe2o4 با آلایش های x = 0, 0.2, 0.4, 0.6، فریت روی آلاییده با نیکل niyzn1-yfe2o4 با آلایش های y = 0, 0.3, 0.5, 0.7 و فریت مس cufe2o4 به عنوان کاتالیست برای رشد نانولوله های کربنی به روش نشست بخار شیمیایی (cvd) مورد استفاده قرار گرفتند. نانوکاتالیست ها همگی ساختار اسپینل مکعبی دارند. فعالیت کاتالیستی را برای هرکدام از نانوکاتالیست ها به دست آوردیم. نانولوله های رشد یافته توسط پراش اشعه x و میکروسکوپ الکترونی مشخصه یابی شدند. هم چنین از نانوذرات اکسید نیکل ساخته شده به روش سل ژل نیز برای رشد نانولوله های کربنی استفاده کرده و پس از خالص سازی و مشخصه یابی نانولوله های رشد داده شده با این کاتالیست، آنها را با درصد های مختلفی از برمید پتاسیم که یک جامد عایق است مخلوط کرده و مقاومت ویژه نمونه ها را اندازه گیری کردیم. سپس با برون یابی مقادیر به دست آمده مقاومت ویژه نانولوله های کربنی را به دست آوردیم. نتایج به دست آمده به شرح زیر است: 1--نانوذرات مغناطیسی فریت اسپینلی آلاییده با نیکل، کبالت، مس و روی می توانند به عنوان کاتالیست در رشد نانولوله های کربنی استفاده شوند. 2- مقدار نانولوله کربنی تولید شده توسط نانوکاتالیست هایی که ذرات کوچکتری دارند بیشتر است. 3- بازده هر کاتالیست با مساحت سطح آن متناسب است. 4- فعالیت کاتالیستی فریت های اسپینلی معکوس بیشتر از فریت اسپینلی عادی است. 5- در بین فریت های اسپینلی معکوس، فعالیت کاتالیستی فریت های نیکل کبالت به دلیل مغناطیسی بودن یون دوظرفیتی بیشتر از فریت مس است. 6- فعالیت کاتالیستی فریت های نیکل کبالت با افزایش آلایش نیکل، بالا می رود زیرا یون ni2+ فعالیت بالاتری نسبت به یون co2+ دارد. 7- یون های cu2+ و zn2+ هردو غیر مغناطیسی هستند و قرارگیری یون غیر مغناطیسی cu2+ در جایگاه های هشت گانه فعالیت را نسبت به حالتی که یون غیر مغناطیسی zn2+ در جایگاه های چهارگانه قرار گرفته است افزایش داده است. 8- در فریت های نیکل روی، znfe2o4 و ni0.5zn0.5fe2o4 به دلیل داشتن همسانگردی در زیرشبکه های چهارگانه و هشت گانه فعالیت بالاتری نسبت به آلایش های دیگر دارند. 9- رسانندگی الکتریکی نمونه های مخلوط برمید پتاسیم-نانولوله کربنی با افزایش درصد وزنی نانولوله افزایش می یابد. 10- افزایش در رسانندگی به دلیل افزایش چگالی نانولوله ها که جزء رسانا در مخلوط هستند اتفاق می افتد. 11- با برون یابی مقادیر به دست آمده برای مقاومت الکتریکی نمونه ها مقاومت الکتریکی نمونه نانولوله کربنی خالص برابر با ?.cm 3-10×4/8 به دست آمد. 12- مقدار به دست آمده با مقادیر گزارش شده مقاومت نمونه های خالص نانولوله کربنی مطابقت دارد. از نتایج این پژوهش، یک مقاله در گردهمایی فیزیک ماده چگال دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان، خرداد 1390 و دو مقاله در کنفرانس فیزیک ایران، شهریور 1390 ارائه شده است. کلمات کلیدی : نانولوله های کربنی، روش نشست بخار شیمیایی، روش سل ژل، کاتالیست، فعالیت کاتالیستی، مقاومت الکتریکی نانولوله های کربنی

آلیاژهای حافظه پذیر فرومغناطیس هویسلری ni50 mn50-xinx با 16و15=x به روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شدند. در مورد ترکیب 16=x، با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، تصاویر sem و نقشه های رنگی، به ترتیب ساختار مواد، اندازه و شکل دانه ها و نحوه توزیع عناصر در این ترکیب در طی ساعات مختلف آسیاب کاری بررسی شد. پس از 20 ساعت آسیاب کاری پودر اولیه، مشخص شد که این نمونه مخلوطی از فازهای مارتنزیت و آستنیت را در ساختار خود دارد. به منظور تک فاز شدن، نمونه تحت عملیات حرارتی قرار گرفت و در دماهای 800 و 900 درجه سانتیگراد بازپخت شد و به دوصورت سردسازی آرام و سردسازی سریع در مخلوط آب و یخ، به حدود دمای اتاق رسید. در این فرآیند مشخص شد که بازپخت نمونه موجب بهبود نظم بلوری و تقویت خواص مغناطیسی ماده می شود؛ خصوصا برای نمونه ای که پس از بازپخت به سرعت سرد شده که در آن، فاز l21 آستنیت، ساختار اصلی ماده را تشکیل می دهد و رفتار پذیرفتاری مغناطیسی آن نیز گذارهای ساختاری و مغناطیسی را نشان می دهد. با بررسی تأثیر دمای بازپخت بر خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه ها، مشخص شد که افزایش دمای بازپخت باعث تک فاز شدن ساختار و تقویت خواص مغناطیسی نمونه ها می شود. در مورد ترکیب 15=x، از همان ابتدا پس از 20 ساعت آسیاب کاری، نمونه به صورت تک فاز با ساختار l21 مشاهده شد و بازپخت و سردسازی سریع آن نشان داد که همچون نمونه های قبلی، با افزایش دمای بازپخت، نظم بلوری افزایش یافته و از لحاظ مغناطیسی تقویت می شود. علاوه بر اینها، تأثیر ذوب ماده بر خواص مختلف این دو ترکیب مطالعه گردید و مشاهده شد که پس از ذوب، ساختار نسبتا پایداری در ماده شکل می گیرد. به طوری که عملیات حرارتی پس از آن، تأثیر چندانی بر خواص ساختاری آن ندارد. هرچند که در ترکیب 16=x، گذاری پهن در پذیرفتاری مغناطیسی به وجود می آید.

در این رساله ویژگیهای ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی نمونه های منگنایت با اندازه ذرات میکرومتری و نانومتری ساخته شده با روش سل – ژل مورد مطالعه قرار گرفته است. این کار در دو بخش عمده انجام شده است: بخش اول: نمونه های منگنایت دو لایه ای lasr2mn2o7 با اندازه ذرات 150 تا 1000 نانومتر با روش سل-ژل ساخته شده اند. پس از بهینه سازی شرایط ساخت نمونه ها، مشخص شد که سل آماده شده با 7ph= ، پس از عملیات حرارتی لازم دارای ناخالصی کمتری است و همچنین کمترین دمای باز پخت لازم جهت دستیابی به فاز خالص این نمونه ها، نمی تواند از 1250 درجه سانتی گراد کمتر باشد. بررسی ویژگیهای ساختاری آنها نشان داد که نمونه ها ساختار چارگوش) نوع- 327) sr3ti2o7 با گروه فضایی i4/mmm دارند. اندازه گیری ویژگیهای مغناطیسی با دما و میدان روی نمونه های با اندازه های ذرات متفاوت نشان داد که با کاهش دما، فاز پادفرومغناطیس که همراه با نظم بار می باشد، پدیدار می گردد. ولی دمای گذار فاز مغناطیسی با کاهش اندازه ذرات جابجای قابل ملاحظه ای را نشان نمی دهد و تنها در نمونه با اندازه 150 نانومتر نسبت به بقیه پهن تر شده است. نتایج نشان داد که مقدار مغناطش و مغناطش اشباع در نمونه های با اندازه نانومتری افزایش می یابد. مقاومت الکتریکی نمونه ها با دما اندازه گیری و اثر اندازه ذرات روی آن بررسی و نتایج با مدل های نظری ترابرد الکترونها مطابقت داده شد. همچنین اثر آلایش درصد های مختلف کبالت روی ویژگیهای ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی نمونه ها مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه ساختاری نمونه ها نشان داد که جایگزینی کبالت در ترکیب به خوبی انجام شده و تغییر ی در ساختار به وجود نمی آید. مطالعات مغناطیسی نمونه های با آلایش کم (15/0 >) نشان داد که گذار نظم بار با افزایش آلایش به سمت دماهای پایین تر جابجا شده و مقدار مغناطش نمونه ها نیز کاهش می یابد. نتایج بررسی ترکیبات با آلایش زیاد که برای اولین بار گزارش شده است، آشکار کرد که با افزایش جایگزینی یونهای کبالت، گذار نظم بار از بین رفته و الگوی رفتار مغناطیسی عوض می شود. اندازه گیری ویژگیهای مغناطیسی امکان تشکیل خوشه های فرومغناطیس و فاز فرومغناطیس کوتاه برد در نمونه را نشان داد. بخش دوم: در این بخش اثر کاهش اندازه ذرات منگنایت معمولی la0.6sr0.4mno3 روی ویژگیهای مغناطیسی آنها بررسی شده است. این ترکیب دارای فاز فرومغناطیس در دمای اتاق می باشد. تحلیل های ساختاری نشان داد که اندازه ذرات از 20 تا 100 نانومتر و فاز نمونه ها رمبوهدرال با گروه فضایی r-3c است. بررسی های ویژگیهای مغناطیسی نمونه ها نشان داد که ماده از نوع فرومغناطیس نرم بوده و دمای کوری نمونه ها با کاهش اندازه ذرات به صورت جزئی به دماهای پایین تر جابجا می شود. محاسبه گشتاور مغناطیسی موثر نمونه ها از طریق مدل کوری- ویس نشان داد که با کاهش اندازه ذرات، گشتاور مغناطیسی کاهش می یابد. همچنین کاهش مقدار مغناطش اشباع با کاهش اندازه ذرات مشاهده گردید. رفتار مشاهده شده بر اساس مدل مغزه- پوسته بررسی و ضخامت لایه مرده ی مغناطیسی نانوذرات 20 نانومتری حدود 1 نانومتر تخمین زده شد. بررسی رفتار دینامیکی ساختار مغناطیسی نمونه ها بر پایه مدل های پدیده شناسی نیل- براون، وگل فولچر و مدل بحرانی کند کردن آرام نشان داد که بین ذرات برهم کنش قوی وجود دارد. جابجایی دمای قفل شدگی ( یخ زدگی) در نمونه نانو و وابستگی فرکانسی آنها در اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نشان می دهد که می توان وجود رفتار ابرپارامغناطیس و ابرشیشه اسپینی در نمونه ها را پیش بینی کرد. در پایان این بخش مطالعه مغناطوگرمایی نمونه های نانومتری lsmo گزارش شده است. مقادیر محاسبه شده از روابط ترمودینامیکی نشان می دهد که با کاهش اندازه ذرات، تغییر آنتروپی و تغییر دمای آدیاباتیک با کاهش اندازه ذرات کاهش یافته ولی قدرت سردکنندگی برای نمونه ها تقریباً ثابت مانده است. با توجه به ثبات شیمیایی، روش ساده آماده سازی نمونه، ارزان بودن مواد اولیه، ، قابلیت تغییر دمای گذار و و مقادیر مناسب بدست آمده از محاسبات ترمودینامیکی این نمونه ها می توان آنها را به عنوان گزینه ی مناسبی برای سردکننده های مغناطیسی در بالای دمای اتاق و با میدانهای نه چندان بزرگ در نظر گرفت.

اکسید تنگستن به دلیل دارا بودن خواص گازوکرومیک، به طور گسترده ای برای ساخت حسگرهای اپتیکی گاز هیدروژن مورد توجه قرار گرفته است. در فرایند گازوکرومیک، هنگامی که اتم های هیدروژن به شبکه ی لایه ی نازک اکسید تنگستن تزریق می-شوند، رنگ لایه از شفاف به آبی تیره تغییر می کند. این فرآیند برگشت پذیر است و هنگامی که لایه ی نازک رنگی شده در معرض گاز اکسیژن قرار گیرد، شفاف می شود. مطالعات پیشین نشان داده است که رنگی شدن گازوکرومیک لایه ی نازک اکسید تنگستن، مستلزم لایه نشانی یک لایه ی خیلی نازک مانند pd یا pt برسطح آن، به عنوان کاتالیست گاز هیدروژن است. pd، یک کاتالیست شناخته شده برای گاز هیدروژن است. در یک سیستم گازوکرومیک، مشخصات لایه ی نازک کاتالیستی تعیین کننده ی نرخ تجزیه-ی گازهای جذب شده و درنتیجه پاسخ گازوکرومیک سیستم است. روش های مختلفی از جمله اسپاترینگ، تبخیر با باریکه ی الکترونی، الکترولس و احیای هیدروژنی برای لایه نشانی لایه ی نازک pd وجود دارد. در این میان، روش احیای هیدروژنی به-عنوان روشی ساده، ارزان و نسبتاً موفق برای لایه نشانی pd شناخته شده است. در این روش، قطره ای از محلول pdcl2 بر سطح لایه-ی اکسید تنگستن چکانده می شود تا پس از خشک شدن، لایه ای نازک از pdcl2 حاصل شود. با عرضه ی گاز هیدروژن به نمونه ی pdcl2/wo3 خشک شده، لایه ای از نانوذرات پالادیوم، به واسطه ی احیای هیدروژنی روی سطح اکسید تنگستن رشد می کنند. به-عنوان یک راهکار جدید، می توان از قطره ی pdcl2 بدون فرآیند خشک سازی، به عنوان کاتالیست مایع گاز هیدروژن در فرآیند گازوکرومیک بهره برد. در این پژوهش این ایده آزموده و رنگی شدن گازوکرومیک جالبی برای لایه های نازک اکسید تنگستن مشاهده شد. در ادامه، ارتباط بین روش و شرایط ساخت لایه های اکسید تنگستن، رشد رو لایه ی پالادیوم و پاسخ گازوکرومیک آن ها با استفاده از کاتالیست مایع، بررسی شد. برای این منظور، لایه های نازک اکسید تنگستن به دو روش سل- ژل و لایه نشانی لیزر پالسی لایه نشانی شدند. در روش سل- ژل، تاثیر دمای بازپخت و در روش لایه نشانی لیزر پالسی، تاثیر دمای زیرلایه بر خواص مختلف ساختاری، مورفولوژیکی، شیمیایی و اپتیکی لایه های نازک اکسید تنگستن، توسط پراش پرتوی ایکس (xrd)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fe-sem)، طیف سنجی مادون قرمز فوریه (ftir) و طیف سنج uv-vis مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل ماهیت مایع کاتالیست مورد استفاده برای بررسی خواص گازوکرومیک، خواص آبدوستی نمونه ها نیز، توسط اندازه گیری زاویه ی تماس مورد بررسی قرار گرفت. این بررسی ها حاکی از وابستگی خواص مختلف لایه های نازک اکسید تنگستن به روش و شرایط ساخت آن ها هستند. بررسی خواص گازوکرومیک نمونه ها با استفاده از کاتالیست مایع و نیز بررسی مورفولوژی لایه ی پالادیوم حاصل، نشان داد که آبدوستی زیرلایه ی اکسید تنگستن نقش موثری در نحوه ی رشد لایه ی کاتالیستی و متعاقباً پاسخ گازوکرومیک آن ها دارد. همچنین مشاهده شد که با استفاده از کاتالیست مایع، لایه های نازک اکسید تنگستن لایه نشانی شده به روش لایه نشانی لیزر پالسی در مقایسه با لایه های بدست آمده به روش سل- ژل، پاسخ گازوکرومیک بهتری دارند. این مشاهدات ناشی از تخلخل بالاتر، آبدوستی بهتر و درنتیجه توزیع یکنواخت تر کاتالیست پالادیوم بر سطح این نمونه ها است.

چکیده طیف نمایی طول عمر پوزیترون یک روش دقیق برای بررسی نقص های موجود در مواد می باشد. در این روش اختلاف زمانی بین گسیل پرتو گامای 274/1 مگا الکترون ولتی(که همزمان با پوزیترون از یک چشمه سدیم 22 گسیل می شود) و گسیل پرتوی گامای 511/0 مگاالکترون ولتی (که از نابودی پوزیترون حاصل می شود) اندازه گیری می شود. این اختلاف زمانی همان طول عمر پوزیترون می باشد که با اندازه وتعداد نقص های موجود در نمونه ای که پوزیترون در آن نابود می شود، رابطه مستقیم دارد. به علاوه در یک نمونه فلزی در اثر دمای بازپخت(آنیل) ساختار نقص ها دست خوش تغییر می شود که این تغییرات نیز از طریق اندازه گیری طول عمر پوزیترون قابل بررسی هستند. در این کار ابتدا با استفاده از یک چشمه کبالت 60 و تنظیم دقیق دستگاه اندازه گیری طول عمر پوزیترون، قدرت تفکیک مناسبی برای دستگاه به دست آورده و سپس چشمه سدیم 22 را بین نمونه های مسی قرار داده و در دمای اتاق طیف طول عمر پوزیترون در این نمونه ها را اندازه-گیری کرده ایم. پس از آن نمونه ها را در دمای مختلف بازپخت از150 تا 650 درجه سلسیوس قرار داده و طیف طول عمر پوزیترون در این نمونه ها اندازه گیری شده و با استفاده نرم افزار lt9-2 مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که با افزایش دمای بازپخت ابتدا متوسط طول عمر پوزیترون بر اثر از بین رفتن بعضی از نقص های موجود در مس، کاهش یافته و پس از آن در اثر تولید مرزدانه ها و ایجاد نقص های جدید افزایش می یابد.

در این تحقیق به ساخت لایه های نازک نیکل، نانو ذرات نقره و اکسید مولیبدن به روش کندوسوز لیزری در محیط های خلأ و مایع پرداخته شده است. در این پژوهش لایه های نازک نیکل به روش لایه نشانی لیزر پالسی در چهار دمای 26 ،300 ،500 و ? 700 بر روی زیر لایه سیلیکونی (100) لایه نشانی شدند. در این بررسی دیده شد که با افزایش دمای زیر لایه میزان زبری سطح افزایش یافته و سطح لایه ها دارای برجستگی های بیشتری بوده که در دمای ?700 کاهش می یابد. با افزایش دما در ?700 بلورک های مستطیل شکل نیکل- سیلیکون با اضلاع موازی در جهت صفحات سیلیکونی بوجود می آیند. پس از ساخت لایه های نازک نیکل به ساخت نانو ذرات نقره و اکسید مولیبدن به روش کندوسوز لیزری در محیط مایع با استفاده از دو دستگاه لیزر excimer krf 248 nm و nd:yag 1064 nm پرداخته شد. به دنبال آن به بررسی تأثیر محلول نمکی pdcl2 نیز بر نانو ذرات پرداخته شده است. در این بررسی دیده شد که نانو ذرات نقره دارای سطحی فعال در زمان ساخت خود می باشند که با اضافه کردن pdcl2 به نانو ذرات نقره رنگ محلول به شیری رنگ تغییر یافته و بیشینه ی جذب پلاسمونی آن در طیف خاموشی از بین می رود. به منظور بررسی فعالیت سطح نانو ذرات نقره، مجدداً هفت روز پس از ساخت به آن pdcl2 اضافه شد. اما این بار بیشینه ی جذب پلاسمونی نانو ذرات نقره به طور کامل از بین نرفته و با افزایش حجم pdcl2 در نمونه های ساخته شده بیشینه ی جذب به سمت بیشینه ی جذب pdcl2 حرکت می کند. نانو ذرات اکسید مولیبدن نیز همانند نانو ذرات نقره به روش کندوسوز لیزری در محیط مایع ساخته شدند. پس از ساخت نانو ذراتِ اکسید مولیبدن اندازه ی گافِ اپتیکی آن ها در طی زمان محاسبه شد که وابستگی آن را به زمان نشان داد. با اضافه کردن pdcl2 به نانو ذرات اکسید مولیبدن از تصاویر afm و tem دریافتیم که اندازه ی نانو ذرات افزایش یافته و از طرفی اندازه ی گاف اپتیکی آن ها نیز کاهش می یابد. اندازه ی نانو ذرات و محیط مایع کندوسوز نقش بسزایی را در اندازه ی گاف اپتیکی نانو ذرات اکسید مولیبدن بازی می کنند. در این بررسی دیده شد که نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزرexcimer krf 248 nm دارای گاف اپتیکی بیشتری نسبت نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزر nd:yag 1064 nm می باشند زیرا از تصاویر tem دریافتیم که اندازه ی نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزر nd:yag در حدود nm3/22 کوچک تر از نانو ذرات ساخته شده با دستگاه لیزر excimer krf 248 nm بوده و این امر موجب شده که اندازه ی گاف اپتیکی آن به مقدارev 8/0 بیشتر باشد. همان طور که گفته شد محیط مایع کندوسوز نقش بسزایی در اندازه-ی گاف اپتیکی نانو ذرات بازی می کند به طوری که اندازه ی گاف اپتیکی نانو ذرات ساخته شده در آب دی یونیزه (di water) در حدود ev58/0 بیشتر از نانو ذرات ساخته شده در آب اکسیژنه (h2o2) بوده است.

در بخش اول این پروژه ترکیب های هویسلر co2fe1-xcrxal با روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شدند. فاز نهایی fm3m پس از 15 ساعت آسیاب کاری برای این ترکیب های به دست آمد. مطالعه فرآیند تشکیل فاز این واقعیت را آشکار کرد که عناصر سازنده در ساعات اولیه، فاز میانی coal را تشکیل می دهند. از سوی دیگر کروم در ترکیب نقش کاتالیستی داشته و حضور این عنصر در ساختار می تواند منجر به افزایش سرعت تشکیل فاز شود. تغییرات مغناطش اشباع این ترکیب ها با درصد آهن از پیش بینی مدل اسلیتر - پائولینگ انحراف کمی دارد. بی نظمی های بلوری و همچنین نقش کروم به عنوان عواملی در کمتر بودن گشتاور مغناطیسی مطرح شد. همچنین خواص مکانیکی و تاثیر بازپخت نیز مطالعه شد. در ادامه پروژه چهار ترکیب هویسلر co2fege، co2fesi، fe2coge و fe2cosi که گشتاور مغناطیسی خیلی بالا دارند با روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد و اثر بازپخت تحت خلا نیز مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعه ویژگی های بلوری نشان داد 15 ساعت آسیاب کاری برای تشکیل فاز در همه نمونه ها مناسب است. اندازه بلورک ها با بازپخت افزایش یافت. همچنین نظم بلوری با بازپخت بهبود پیدا کرد. این بهبود با پیدایش قله های ابرشبکه در طیف xrd پس از فرایند بازپخت برای دو ترکیب co2fesi و fe2cosi ظهور می یابد. در ترکیب های بر پایه کبالت به واسطه بهبود نظم بلوری با بازپخت مقدار مغناطش به مقدار اسلیتر - پائولینگ نزدیک می شود. در ترکیب های بر پایه آهن مقدار مغناطش از مقدار پیشنهادی مدل اسلیتر - پائولینگ افزایش می یابد. ساختار مغناطیسی این ترکیبات با استفاده از آنالیز موسبائر مورد مطالعه قرار گرفت. گشتاور مغناطیسی اتم ها از طیف موسبائر استخراج شد. بخش پایانی کار مطالعه ترکیبات هویسلر با 24 الکترون ظرفیت بود. از این سری 6 ترکیب fe2vga، cr2fege، cr2coga، mn3ga، fe2tige و fe2tisi انتخاب شدند. مطالعه خواص نمونه های mn3-xga ساخته شده با روش آلیاژسازی از تغییر استوکیومتری ترکیب در طول فرآیند سایش حکایت داشت. لذا در ادامه تمام نمونه ها با روش ذوب قوسی ساخته شدند. با توجه به اینکه نمونه های mn3ga در دماهای نزدیک به 400 درجه سانتیگراد یک گذار ساختاری از خود نشان می دهند، تاثیر بازپخت در دماهای نزدیک به این دما مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین تاثیر آسیاب کاری نیز بررسی شد. نمونه های آسیاب شده یک ساختار l10 از خود نشان دادند. در مقابل ساختار نمونه های بازپختی، تتراگونالی از نوع do22 بود. مغناطش در نمونه های بازپختی از مقدار اسلیتر - پائولینگ تبعیت نکرد. این نمونه ها میدان وادارندگی بزرگی از مرتبه 7/0 تسلا از خود نشان دادند. مقدار مغناطش اشباع نمونه های بازپختی با افزایش دما افزایش یافت که به خروج منگنز از ساختار ارتباط داده شد. مغناطش اشباع نمونه بازپخت شده در 450 درجه سانتیگراد در مقایسه با کارهای گذشته با میدان وادارندگی یکسان تا 4 برابر بهبود یافته است. نمونه cr2coga علی رغم داشتن ساختار بلوری l21 انحراف زیادی از مدل اسلیتر - پائولینگ از خود نشان داد. در مقابل نمونه cr2fege ساختار بلوری تتراگونالی داشت. ساختار مغناطیسی این نمونه در دمای 20 و 300 کلوین با استفاده از طیف موسبائر توصیف شد. یک تغییر در ساختار مغناطیسی با دما برای این ترکیب مشاهده شد. در نهایت ترکیب fe2vga گشتاور مغناطیسی کوچکی از خود نشان داد. این مقدار از گشتاور مغناطیسی با در نظر گرفتن یک خاصیت فرومغناطیسی از نوع سیار در این ترکیب توجیه شد.

نانوذرات فریت های اسپینلی به سبب دارا بودن ویژگی هایی همچون نفوذپذیری بالا، وادارندگی در حدود چند اورستد و ...، کاربرد گسترده ای در عرصه های صنعت و پزشکی یافته اند. اما یافتن روش ساخت ساده، تکرارپذیر و مقرون به صرفه که در طی آن نانوذرات مغناطیسی با همگنی و خلوص بالا ساخته شوند، همواره از دغدغه های محققان بوده است. بنابراین در این تحقیق، نانوذرات فریت نیکل- روی که از جمله پرکاربردترین مواد مغناطیسی است به روش سل-ژل خود احتراقی با بهره گیری از کمپلکس ساز edta که با احاطه-ی کاتیون های فلزی مانع از اکسید شدن و برهم کنش یون ها شده و سبب ایجاد ذرات ریزتری می شود، ساخته شدند. این تحقیق متشکل از سه بخش است. در بخش اول اثر جانشانی zn بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی فریت نیکل و در بخش دوم اثر دمای بازپخت و در ادامه در بخش سوم اثر افزودن پلیمر زیست سازگار pva بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات فریت ni0.3zn0.7fe2o4 با استفاده از تحلیل هایی هم چون وزن سنجی حرارتی (tg)، پراش پرتوی ایکس (xrd)، تحلیل فوریه ی طیف مادون قرمز (ftir)، تصویربرداری میکروسکوپی (fe-sem) و (tem)، مغناطش سنج نمونه ی ارتعاشی (vsm) و پذیرفتاری مغناطیسی ac مطالعه شدند. با توجه به الگوهای xrd، ساختار تمامی نمونه ها اسپینلی تشخیص داده شد و در نتیجه ی برازش نمونه ها با نرم افزار maud ساختار اسپینلی معکوس برای فریت نیکل، اسپینلی عادی برای فریت روی و ساختار اسپینلی آمیخته برای فریت نیکل-روی، تأیید شد. بررسی منحنی های پسماند نمونه ها نشان داد که مغناطش بیشینه با افزایش میزان جانشانی روی تا حد بهینه ی 3/0 x= افزایش و با افزایش بیشتر میزان آلایش، مغناطش به علت تضعیف برهم کنش ابر تبادلی در جایگاه 8 وجهی، کاهش می یابد. وادارندگی نمونه ها نیز به علت ثابت ناهمسانگردی کمتر فریت روی در مقابل فریت نیکل با افزایش آلایش کاهش می یابد. در نمونه های بازپخت شده در دماهای مختلف 350 تا c° 1200،کاهش پهنای قله های الگوهای xrd با افزایش دمای بازپخت، نشان دهنده ی افزایش اندازه بلورک ها است. افزایش مغناطش اشباع با افزایش دمای بازپخت می تواند در اثر سه عامل باشد: ا- کاهش نقص ها و ناکاملی های شبکه و در نتیجه جابه جایی راحت تر دیواره ها در نانوذرات بزرگتر 2- مورفولوژی هسته-پوسته که در آن، با افزایش دمای بازپخت نسبت هسته (یک قسمت مرکزی با نظم مغناطیسی) به پوسته (یک لایه ی سطحی بی نظم) افزایش یافته و اثرات سطحی حذف می شوند و مغناطش افزایش می یابد. 3- با افزایش دمای بازپخت، افت و خیزهای گرمایی کمک به مهاجرت یون های اضافی آهن از جایگاه 4 وجهی به جایگاه 8 وجهی کرده و در نتیجه منجر به افزایش گشتاور مغناطیسی این جایگاه و در نهایت افزایش مغناطش کل (nb) می شود. البته علت سوم با برازش الگوهای xrd با نرم افزار maud تأیید شد. الگوهای xrd دو نمونه با و بدون pva عدم تغییر ساختار اسپینلی را با افزودن pva و منحنی های پسماند این دو نمونه افزایش مغناطش نمونه با pva را به علت رشد بلوری نانوذرات بعد از پوشش دهی، نشان دادند. برازش منحنی های پذیرفتاری حقیقی با مدل توان دینامیکی بحرانی نشان داد که وجود برهم کنش های بین ذره ای منجر به ایجاد رفتار شبه شیشه ابراسپینی بین نانوذرات می شود.

در این پروژه رفتارهای آلیاژ حافظه دار فرومغناطیسی نیکل- منگنز-گالیم به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو تجهیز جانبی (تجهیز اعمال میدان مغناطیسی ثابت و تجهیز اعمال تنش فشاری ثابت) طراحی و ساخته شده است. نمونه تک کریستال نیکل- منگنز-گالیم با ساختار 5m تحت بارگذاری های شبه استاتیکی قرار گرفت. یک دسته از آزمایش هایی که انجام شده است، به منظور بررسی رفتار تنش-کرنش آلیاژ در میدان های مغناطیسی ثابت است. برای این منظور در حالی که نمونه بین فک های دستگاه تست کشش قرار داده شده بود توسط تجهیزی که از دو آهنربای دائم بهره می برد، تحت میدان مغناطیسی قرار گرفت. جهت اعمال میدان مغناطیسی عمود بر جهتی است که نیروی مکانیکی اعمال شده است. در نتیجه این آزمایش ها خاصیت حافظه شکل و سوپرالاستیسیته در این آلیاژها مشاهده شد. دسته دیگری از آزمایش ها با هدف بررسی رابطه کرنش و میدان مغناطیسی در سطوح ثابتی از تنش انجام شد. برای این منظور در حالی که نمونه بین قطب های الکترومگنت قرار داشت و به آن میدان مغناطیسی اعمال می-شد، توسط تجهیز اعمال تنش تحت تنش فشاری ثابت در جهت عمود بر میدان مغناطیسی قرار گرفت. در نتیجه این آزمایش ها مقادیر تنش غیردوقلویی و تنش مسدود کننده تخمین زده شد. پس از آن انواع بارگذاری های ناقص مکانیکی و چند بارگذاری ناقص مغناطیسی انجام شد. نتیجه آزمایش در اغلب بارگذاری های ناقص بر منحنی بارگذاری چرخه کامل منطبق شد. تنها در باربرداری ناقص مکانیکی و باربرداری ناقص مغناطیسی، منحنی بارگذاری با منحنی بارگذاری چرخه کامل اختلاف دارد. در نهایت به منظور بررسی تأثیر نرخ کرنش در رفتار تنش-کرنش، آزمایش هایی در نرخ های کرنش مختلف انجام شد. نتایج این آزمایش ها نشان می دهد نرخ کرنش تأثیر محسوسی در رفتار تنش-کرنش این آلیاژها ندارد.

در این پایان نامه، لایه نازک اکسید روی خالص و آلائیده با آلومینیوم برای کاربری به عنوان لایه ی رسانای اکسیدی شفاف در سلول های خورشیدی لایه نازک، ساخته شد و مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور لایه های نازک zno و azo (0، 3، 6 و 12 درصد مولی آلومینیوم) به روش لایه نشانی چرخشی بر پایه سل ژل بر روی زیرلایه ی شیشه ساخته شد. بعد از ساخت نمونه ها، به بررسی اثر دمای پخت، آلایش al و تابش لیزر به سطح لایه ها پرداخته شد. بررسی ویژگی های ساختاری نمونه ها، شکل گیری ساختار ورتسایت هگزاگونال برای نمونه ها پخت شده در دمای بالاتر از °c 400 را تایید کرد. طیف xrd نمونه ها بهبود ویژگی-های ساختاری آن ها را با افزایش دمای بازپخت و همچنین بعد از برهمکنش سطح نمونه ها با پرتو لیزر نشان داد. همچنین این طیف، افزایش فاز آمورف و کاهش اندازه ی ذرات با افزایش میزان آلایش al را تایید کرد. مورفولوژی سطحی نمونه ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز طیف عبور اپتیکی، برای تمامی نمونه ها عبور اپتیکی بیش از 80 درصد را نشان داد. همچنین محاسبه ی گاف انرژی لایه نازک zno و azo، تاثیر پارامترهای مختلف بر تغییرات گاف انرژی را نشان داد. مطالعه ی طیف pl نمونه ها، وجود نواقص ساختاری مانند تهی جاهای اکسیژن و اتم-های روی میان شبکه ای را تایید، وافزایش دهنده های الکترون بعد از تابش لیزر به سطح نمونه ها را نشان داد. آنالیز طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس، وجود تهی جای اکسیژن را برای نمونه ی 6 درصد مولی al، قبل و بعد از تابش پرتو لیزر نشان داد. اندازه-گیری همزمان رسانندگی الکتریکی در طول تابش لیزر، رسانندگی ناپایدار برای zno خااص پخت شده در دماهای زیر °c 450 و رسانندگی پایا برای نمونه های پخت شده در دمای °c 500 را نشان داد. اگرچه، رسانندگی پایا برای همه ی نمونه های azo مشاهده شد. برای تمامی نمونه ها (0 تا 12 درصد مولی al) رسانندگی پایا در دمای پخت °c 500 بیشتر از همه بود. در حالی که برای نمونه ی 6 درصد مولی al رسانندگی پایای قابل توجهی در دمای °c 450 نیز مشاهده شد. کاهش مقاومت الکتریکی نمونه ها در اثر تابش پرتو لیزر به سطح آن ها، به ایجاد دهنده های الکترون و بهبود ویژگی های بلوری لایه نازک نسبت داده شد.

برازش داده های تجربی با مدل های نظری نیل- برون، وگل- فولچر و مدل بحرانی کند کردن آرام، وجود برهم کنش متوسط تا قوی دو قطبی- دو قطبی را در بین نانوذرات نشان داد. از نتایج بدست آمده می توان رفتار ابرپارامغناطیس برهمکنشی را در بالای دمای قفل شدگی (یخ زدگی) و رفتار ابرشیشه ی اسپینی را در پایین دمای قفل شدگی پیش بینی کرد. در پایان، مطالعه ی خواص الکتریکی نمونه ها با اندازه گیری مقاومت الکتریکی بر حسب دما و بررسی اثر اندازه ذرات بر مقاومت و دمای گذار عایق- فلز انجام شده است. همچنین منحنی های مقاومت ویژه در ناحیه فلزی با مدل های نظری برازش شده است.

در مرحله اول این پژوهش نانو ذرات فریت منگنز آلایش یافته با کادمیوم ( x=0, 0.1, 0.2) mnfe2-xcdxo4 به روش سل ژل و به کمک مایکروویو تهیه و مورد بررسی قرار گرفته است. از پودرهای اولیه ی نیترات منگنز، نیترات آهن، نیترات کادمیوم و اسیدسیتریک برای ساخت نمونه ها استفاده شد. ویژگی های مغناطیسی و ساختاری نمونه ها با آزمایش های پراش اشعه ایکس ((xrd، مغناطش سنج ارتعاشی (vsm)، طیف سنجی مادون قرمز (ftir)و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانیfesem) ) مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه آنالیز xrd نشان می دهد که نمونه های ساخته شده ساختار فریت اسپینلی دارند. هم چنین طیف ft-ir تشکیل فاز فریت منگنز-کادمیوم را تأیید می کند. اندازه بلورک ها با استفاده از معادله شرر بین13تا 28 نانو متر به دست آمده است. تصاویر fesem اندازه ذرات را در حدود 30 نانومتر نشان می دهد. هم چنین اندازه گیری مغناطش نمونه ها نشان می دهد که با آلایش کادمیوم به جای آهن، مغناطش افزایش پیدا می کند. در مرحله دوم نانوذرات فریت منگنز آلایش یافته با کادمیوم ( x=0, 0.1, 0.2) mnfe2-xcdxo4 به روش سل ژل و با حرارات دهی به کمک کوره الکتریکی نیز تهیه شد. اندازه بلورک ها با استفاده از معادله شرر در حدود 3 نانو متر به دست آمد. تصاویر fesem اندازه ذرات را در حدود 40 نانومتر نشان می دهد. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نشان می دهد که نمونه ها ابرشیشه اسپینی با برهم کنش زیاد هستند.

یکی از مسائل مهم در زمینه اسپینترونیک تزریق جریان اسپینی از یک فلز فرومغناطیس به نیم رسانا است. در سالهای اخیر فرومغناطیس های نیمرسانا بدلیل توانایی بالا در تولید جریان قطبیده اسپینی مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفتند که آلیاژهای هویلسر از این دسته هستند. نیم فلز موادی هستند که بریا یک نوع اسپین رفتار فلزی و برای نوع دیگر رفتار نیم رسانایی دارند. لذا این مواد در سطح فرمی دارای قطبش اسپینی 100% هستند. در بسیاری از مواد گرچه خاصیت نیم فلزی در انبوهه بروز میکند لیکن تجربه نشان داده است که این خاصیت در مرز مشترک این مواد با نیم رساناها به علت حضور اثرات مرز مشترک که از بی نظمی اتم ناشی میشوند از بین میرود. بنابراین مطالعه اتصال بین نیمرسانا و نیم فلز به ویژه اثرات مرز مشترک بر روی خواص مغناطیسی و الکترونی آنها بسیار مهم است. ترکیب co2cr0.5fe0.5al از جمله آلیاژهای هویسلر است که خاصیت نیم فلزی در حالت انبوهه آن پیش بینی شده است. از مزایای این آلیاژ دمای کوری بالا و مغناطومقاومت تونلی بزرگی در حدود 37% در میدان 0.25 تسلا است. بنابر اطلاعات ما تاکنون مرز مشترک این آلیاژ با نیمرسانا مورد بررسی قرار نگرفته است و بنابراین مشخص نیست که آیا قطبش بالا که در انبوهه آلپاژ مشاهده شده در مرز مشترک آن با نیمرسانا نیز حفظ میشود یا نه؟ همین امر باعث شد که ما مرز مشترک این ترکیب با gaas که از نیمرساناهای متعارف در صنعت الکترونیک است را برای بررسی انتخاب کنیم. در این رساله با استفاده از نرم افزار espresso در ابتدا خواص انبوهه آلیاژ co2cr0.5fe0.5al که از نظر ساختاری به ترکیب co2cr0.6fe0.4al بسیار نزدیک است و از طرفی ابریاخته کوچکتری نیز در مقایسه با آن دارد ارائه شده است. نتایج حاصل از انبوهه حضور خاصیت نیم فلزی در این آلیاژ را تایید میکند. در ادامه مرز مشترک co2cr0.5fe0.5al شبیه سازی شده و خواص الکترونی و مغناطیسی این مرز مشترک با استفاده از محاسبات اولیه کوانتمی در چارچوب نظریه تابعی چگالی اسپینی و با بکارگیری رهیافت شبیه پتانسیل مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی مرز مشترک مختلف آلیاژ با نیمرسانا نشان میدهد که خاصیت نیم فلزی در تمامی مرز مشترک ها کاهش می یابد. با این حال پایانش cral-as علاوه بر اینکه پایدارترین مرز مشترک است قطبش اسپینی آن در حد بالایی باقی میماند. ضمنا نتایج ما بررسی مرز مشترک تغییر یافته crcr-as نشان میدهد که با جایگذاری اتم cr به جای اتم al در پایانش cral-as قطبش اسپینی در مرز مشترک افزایش می یابد. در پایان ناپیوستگی نواری و مقدار سد شاتکی در مرز مشترک محاسبه شدند.

تحقیق حاضر به ساخت نانوذرات فریت باریم و بررسی اثر آلایش بر خواص ساختاری و مغناطیسی نانوذرات تهیه شده پرداخته است. به این منظور در بخش اول این پروژه ساخت نانوذرات در حضور غلظت بالای یون هیدروکسید انجام شده است. بررسی اثر دمای بازپخت بر روی نمونه های تهیه شده نشان از شکل گیری فاز شش گوشی در دمای بالای ?c 700 دارد. طیف پراش پرتو ایکس نمونه های تهیه شده به همراه تحلیل ریتولد آن ها حاکی از تشکیل فاز خالص در حد دستگاه اندازه گیری و تشکیل ذرات در حد نانومتر دارد. در بخش دوم کار به بررسی اثر آلایش عنصر سریوم بر خواص ساختاری و مغناطیسی نانوذرات پرداخته است. طیف پراش نمونه ها شکل گیری فاز خالص را در دمای ?c1100 نشان می دهد. نتایج حاکی از کاهش اندازه ذرات در اثر آلایش است. این مطلب به نقش بازدارندگی عناصر خاکی نادر در رشد اندازه ذرات اشاره دارد. طیف ftir نمونه های آلایش یافته تغییر محسوسی نسبت به نمونه ی خالص نداشت که نشان می دهد سریوم به طور کامل در ساختار وارد شده است. منحنی مغناطش بر حسب میدان اعمالی نشان دهنده ی بهبود ویژگی های مغناطیسی در اثر آلایش است. بررسی اتلاف بازتاب در نمونه های تهیه شده حاکی از آن است که جانشانی سریوم در جایگاه باریم تأثیر بیشتری بر جذب امواج مایکروویو دارد.

در این پایان نامه به ساخت سیم ابررسانا بر پایه ابررسانای bscco به روش pit میپردازیم. برای ساخت یک سیم با چگالی جریان خوب باید از پودری با خصوصیات مناسب استفاده کرد به همین منظور اثر اندازه ذرات پودرهای اولیه در ریز ساختار و خواص بین دانه ای ابررسانای بلور bi-2223 مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها به روش واکنش حالت جامد تهیه شدند. پودرهای اولیه پس از مرحله تکلیس به مدت 1، 12، 24، 48 و 88 ساعت آسیاب شده و سپس در دمای 865 درجه سانتیگراد به مدت 180 ساعت کلوخه سازی شدند. نتایج حاصل نشان میدهند که پودر اولیه 88 ساعتی دارای شرایط بهینه استو نتایج xrd موید این مطلب است که با افزایش مدت زمان آسیاب درصد فاز bi-2223 افزایش می یابد. آنالیز پذیرفتاری مغناطیسی و مقاومت الکتریکی، افزایش چگالی جریان بحرانی با کاهش اندازه ذرات اولیه را نشان می دهد. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان میدهند که با ریز شدن پودرهای اولیه پس از مرحله کلوخه سازی ابعاد دانه ها رشد بیشتری دارند. بنابراین افزایش درصد فاز bi-2223 و رشد اندازه دانه ها از عوامل اصلی افزایش چگالی جریان بحرانی هستند. اثر اندازه ی ذرات پودرهای اولیه بر اتلاف ac عمق نفوذ، و چگالی جریان بحرانی ابررسانای بس بلور bi-2223 مورد بررسی قرار گرفته است. بعد از یافتن پودر بهینه، سیمهای ابررسانا بر پایه ابررسانای bscco با روش pit ساخته شدند و اثر ریزشدن دانه ها و افزودن نقره در ساخت سیم بررسی شد. نتایج نشان میدهد که ریز کردن دانه ها و افزودن نقره در بهینه سازی سیم موثر است و باعث افزایش دمای بحرانی و چگالی جریان بحرانی میشود.

در این تحقیق به ساخت و مطالعه ی ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانوذرات فریت اسپینلی منگنز، mnfe2o4 پرداخته شده است. در بخش اول با استفاده از نیترات های فلزی در حضور اسید سیتریک نمونه ها بطور موفقیت آمیزی ساخته شدند. این ذرات با وجود ساختار بلوری اسپینلی دارای مغناطش اشباع پایینی بودند. با توجه به کلوخگی و بهم چسبیدگی ذرات ساخته شده، انرژی های برهمکنشی قوی بوده و در دماهای پایین منجر به گذار به حالت شیشه ی ابر اسپینی می شوند. آزمایشها مربوط به پذیرفتاری مغناطیسی در بسامد های مختلف و آزمایش اثر حافظه حضور این فاز را تایید کرد. در ادامه نشان دادیم که با سایش نانوذرات کلوخه شده، بهم چسبیدگی آنها کاهش یافته و فاز شیشه ی اسپینی تضعیف می شود. در بخش بعدی به بررسی تاثیر آلایش عناصر نقره(ag) وکبالت(co) بر روی ویژگیهای ساختاری و مغناطیسی نانوذرات پرداخته شد. به دلیل غیر مغناطیسی بودن یون های ag+1 ، آلایش این یون ها در ساختار اسپینلی منجر به کاهش پاسخ ذرات به میدان های اعمالی شد. کاهش اندازه ی بلورک ها با افزایش میزان آلایش نقره و پیرو آن افزایش نسبت سطح به حجم از عوامل موثر در کاهش مغناطش اشباع این نمونه ها است. در این بخش نشان دادیم که یون های ag+1 به دلیل بزرگتر بودن شعاع یونی در مقایسه با یون های آهن fe+3 و یون های منگنز mn+2، بطور کامل وارد ساختار اسپینلی نمی شوند و در آلایش های بالاتر فاز نقره ی فلزی را در سطح تماس نانوذرات فریت منگنز تشکیل می دهند. از سوی دیگر با آلایش یون های co+2 در جایگاه یون های منگنز نشان داده شد که مغناطش اشباع با تغییر میزان آلایش تغییر نمی کند در حالیکه ناهمسانگردی و میدان وادارندگی (hc) سیستم نانوذرات به شدت تحت تاثیر قرار می گیرد. در بخش نهایی بر روی بهبود ساختار بلوری و افزایش مغناطش اشباع نمونه تمرکز کردیم. بدین منظور از حلال آلی تری اتیلن گلیکول(teg) برای کاهش بی نظمی اسپینی در سطح ذرات استفاده شد. در اینجا نشان دادیم که اکسیژن موجود در مولکول های teg کمبود اکسیژن سطحی نانوذرات فریت منگنز را جبران کرده و با منظم کردن پیوند های فلز-اکسیژن-فلز در سطح ذرات مغناطش اشباع را به مقدار قابل توجهی افزایش می دهند. با استفاده از این روش نانوذرات مغناطیسی با توزیع اندازه ی باریک قابل ساخت می باشد و علاوه بر آن این نمونه ها نسبت به نمونه های ساخته شده به روش تجزیه حرارتی از کیفیت بالایی برخوردار هستند. با مشخصه یابی های مختلف مغناطیسی نشان داده شد که افزایش نسبت مولی حلالteg به مواد اولیه منجر به کاهش برهمکنش های مغناطیس می شود بطوریکه در این نمونه ها رفتار شیشه ی اسپینی از بین رفته و در دماهای پایین سیستم در حالت ابرپارامغناطیس قفل شده ی برهمکنشی قرار دارد. در ادامه با اعمال فشار هیدواستاتیکی و افزایش تراکم این ذرات، میزان برهمکنش میان آنها بررسی شد. با استفاده از داده های قسمت موهومی پذیرفتاری مغناطیسی و محاسبه ی توان اتلافی نشان داده شد که افزایش انرژی دوقطبی-دوقطبی میان نانوذرات مغناطیسی منجر به کاهش توان اتلافی می شود.

در این تحقیق خواص ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی ترکیب منگنایت la0.75sr0.25-xmgxmno3 با درصد آلایش های مختلف ، مورد مطالعه قرار گرفته است. شش نمونه از ترکیب های la0.75sr0.25-xmgxmno3 با آلایش های مختلف، به روش واکنش حالت جامد ساخته شد. در بخش اول تحقیق اثر اضافه کردن mg و تغییر عامل تلرانس بر خواص ساختاری نمونه های la0.75sr0.25-xmgxmno3 با استفاده از پراش پرتو ایکس، بررسی شد. آنالیزهای پراش پرتو ایکس نشان دادند که یون در ترکیب جانشین یون شده است و سیستم دارای ساختار لوزی وجه می باشد. در بخش دوم، اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نمونه ها انجام شد. اندازه گیری های پذیرفتاری مغناطیسی نشان دادند که آلایش یون غیر مغناطیسی ، سبب کاهش پذیرفتاری مغناطیسی در سیستم خواهد شد. برای بررسی بیشتر تغییرات مولفه موهومی پذیرفتاری مغناطیسی ac با دما، در میدان های مغناطیسی و فرکانس های مختلف، برای نمونه ی با درصد آلایش مورد بررسی قرار گرفت. آنالیزهای پذیرفتاری مغناطیسی نشان دادند که افزایش فرکانس، قله-های قسمت موهومی پذیرفتاری مغناطیسی را به سمت دماهای بالاتر جا به جا می کند و افزایش میدان مغناطیسی این قله-ها را به سمت دماهای پایین تر جابه جا می کند. بدین معنی که میدان مغناطیسی و فرکانس نسبت به جابه جایی قله های قسمت موهومی پذیرفتاری مغناطیسی، عکس هم عمل می کنند. این رفتار نوعی ترکیباتی است که گذار اسپین شیشه ای دارند. در بخش آخر مقاومت الکتریکی نمونه ها در غیاب میدان مغناطیسی بر حسب دما، اندازه گیری شد. این بررسی ها نشان می دهند که با افزایش آلایش عنصر mg، مقاومت نمونه ها افزایش قابل ملاحظه ای را خواهند داشت، و دمای گذار عایق ـ فلز به سمت دماهای پایین جا به جا شده می شود. با استفاده از مدل پرکولاسیون جفت شدن یون های منگنز و اسپین الکترون های رسانش بررسی شد، که این جفت شدگی مسول رسانش در سیستم می باشد. با توجه به اینکه یون mg+2 در جایگاه یون جانشین می شود، لذا وارد شدن یونmg+2، به ترکیب، سبب تغییر در نسبت خواهد شد و اثر تبادل دوگانه را در سیستم تضعیف می کند. تضعیف اثر تبادل دوگانه منجر به افزایش مقاومت در سیستم خواهد شد. بخشی از نتایج حاصل این کار در کنفرانس های داخلی و خارجی ارا یه شد.

پیل سوختی یک وسیله الکتروشیمیایی است که به طور مستقیم انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. هر پیل سوختی شامل سه جزء اصلی است کاتد، الکترولیت و آند، سوخت از سمت آند و اکسید کننده از سمت کاتد وارد می شوند. یک پیل سوختی تا زمانی که سوخت واکسید کننده مورد استفاده در آن تأمین شود به طور پیوسته کار می کند. اکسید کننده در پیل سوختی، اکسیژن است. سوخت در آند، الکترون از دست می دهد و به یون تبدیل می شود، الکترونها از مدار خارجی به سمت کاتد هدایت می شوند. در کاتد اکسیژن با الکترونهای ورودی از مدار خارجی ترکیب شده و یون اکسید را تشکیل می دهد. بسته به نوع پیل سوختی، یون اکسید یا کاتیون از الکترولیت عبور کرده و در فصل مشترک الکترود ـ الکترولیت واکنش داده و آب تولید می کنند. تنها محصول اضافی در پیل های سوختی، علاوه بر الکتریسته، آب است. به طوری که پیل های سوختی برای محیط زیست نسبت به استفاده از سوختهای فسیلی آلودگی ناچیزی دارند. پیل های سوختی بر حسب نوع ماده الکترولیتی که استفاده می-کنند دسته بندی می شوند. یکی از انواع پیل سوختی، پیل سوختی اکسید جامد است. دمای کاری آن است و الکترولیت آن سرامیکی است. بالا بودن دمای کاری پیل سوختی اکسید جامد نیاز به کاتالیزور برای انجام نیم واکنش ها در الکترودها را حذف می کند. همچنین از گرمای حاصل از آن علاوه بر الکتریسته تولید شده، می توان استفاده کرد که باعث بالا رفتن بازده این نوع پیل سوختی است. اما دمای بالا نیز معایبی از لحاظ فنی و اقتصادی دارد، بنابراین تلاش برای کاهش دمای کاری این نوع پیل سوختی به طوری که از عملکرد آن کاسته نشود، افزایش یافته است. یکی از راه های کاهش دما، انتخاب مواد جایگزین مناسب برای ساخت اجزای پیل سوختی است. یک ماده سرامیکی است که دارای خاصیت رسانندگی دوگانه یونی و الکترونیکی است. از آن در ساخت پیل های سوختی دمای میانی استفاده می شود. ما در این پژوهش پس از ساخت این ماده،آن را به عنوان کاتد پیل سوختی مورد بررسی قرار دادیم. ساختار آن را در دمای اتاق با استفاده از پراش اشعه x و تصویر برداری sem مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد که این ماده، تک فاز و دارای ساختار پروسکایت مکعبی است. اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه با روش 4 میله ای از محدوده دمای اتاق تا انجام شد. کاهش مقاومت 99 درصدی از دمای اتاق تا دمای مشاهده شد. در بررسی خواص الکتروشیمیایی نمونه، ضریب پخش شیمیایی، ، و انرژی فعالسازی برای پرش پلارونهای کوچک در مکانیسم رسانش با استفاده از معادله آرنیوس محاسبه شد. نتایج نشان داد که با افزایش دما، افزایش می یابد و نمودار بر حسب به صورت خطی با شیب منفی رفتار می کند. تمام نتایج بدست آمده در این پژوهش با مقالات چاپ شده همخوانی دارند.

چکیده در این تحقیق خواص ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی ترکیب نانو ساختار منگنایت la0.8pb0.2mno3 مورد بررسی قرار گرفته است. ترکیب نانو ساختار la0.8pb0.2mno3 به روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد. آلیاژسازی مکانیکی یک روش تولید مواد در حالت جامد است که شامل جوش و شکست متوالی ذرات پودر مواد اولیه در یک آسیاب پرانرژی می باشد. تجهیزات ساده، عدم نیاز به دماهای بالا و انجام عملیات تولید تنها در طی یک مرحله، از ویژگی های روش آلیاژسازی مکانیکی است. بعد از ساخت ترکیب در قسمت بعد به بررسی اثر اندازه ی دانه ها بر خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه های پودری la0.8pb0.2mno3 پرداخته شد. با آنالیز پرتو ایکس ساختار لوزی وجه این ترکیب مشخص گردید. با استفاده از رابطه ی ویلیامسون-هال تغییرات کرنش و اندازه ی دانه ها با افزایش زمان آسیاب بررسی شد که کرنش و اندازه ی دانه ها ابتدا افزایش و سپس با افزایش زمان آسیاب کاهش می یابند. همچنین تغییرات حجم سلول واحد و پارامتر شبکه نیز با زمان آسیاب مورد بررسی قرار گرفت که با آسیاب نمونه ها، حجم سلول واحد و پارامتر شبکه ابتدا کاهش و سپس با افزایش زمان آسیاب افزایش می یابد. آنالیز طیف ft-ir این نمونه ها نشان داد که نقش اثر یان-تلر با کاهش اندازه ی دانه ها بیش تر می شود. با اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها دیده شد که با کاهش اندازه ی دانه ها، مغناطش و دمای گذار کاهش می یابد. اندازه گیری بخش موهومی پذیرفتاری مغناطیسی در میدان ها و فرکانس های مختلف برای نمونه ی 15 ساعت آسیاب شده گذار ابر پارامغناطیس را در دماهای پایین نشان می دهد و دمای قفل شدگی با کاهش اندازه ی دانه ها کاهش می یابد. در قسمت بعد اثر دمای کلوخه سازی بر روی خواص مغناطیسی و الکتریکی نمونه ها بررسی شد. به همین منظور از نمونه ی 15 ساعت آسیاب شده قرص هایی تهیه و این قرص ها در دماهای 800، 1000، 1200 و c?1350 به مدت 12 ساعت کلوخه سازی شدند. آنالیز پرتو ایکس، هیچ گونه تغیییر ساختاری را در این نمونه ها نشان نمی دهد. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نمونه ها نشان داد که با افزایش دمای کلوخه سازی و در نتیجه افزایش نظم مغناطیسی، مغناطش نمونه ها افزایش می یابد. به دلیل عدم تغییر استوکیومتری نمونه ها در اثر کلوخه سازی، دمای گذار پارامغناطیس-فرومغناطیس تغییر نمی کند. همچنین یک کاهش مغناطش در نمونه های 1200 و c?1350 در دماهای پایین دیده شد. بررسی تغییرات مولفه ی موهومی پذیرفتاری مغناطیسی متناوب با دما در میدان ها و فرکانس های مختلف، فاز اسپین شیشه ای را در دماهای پایین برای این نمونه ها نشان می دهد. در بخش آخر مقاومت الکتریکی نمونه های کلوخه سازی شده اندازه گیری شد. تمام نمونه ها به دلیل شکسته شدن پیوندهای mn-o-mn و وجود ساختار اتصالی فرومغناطیس-عایق-فرومغناطیس رفتار عایق گونه ای را نشان می دهند.

در این تحقیق ابتدا تاثیر اندازه دانه ها روی خواص الکتریکی و مغناطیسی ترکیب lamno3(lmo) مورد بررسی قرار داده شده است. سپس درباره تاثیر آلایش و دمای کلوخه سازی بر ویژگی های بلوری، الکتریکی، مغناطیسی و مغناطومقاومت ترکیب la0.8sr0.2mno3/xlamno3 بحث شده است. نمونه ها به روش واکنش حالت جامد ساخته شدند. همه نمونه های lmo در طول بازه دمایی اندازه گیری رفتار عایق گونه داشتند. با ریز شدن اندازه دانه ها مقاومت الکتریکی در دمای پایین افزایش می یابد. همه نمونه های lmo دارای گذار فاز پارامغناطیس ـ فرومغناطیس هستند، دمای گذار در تمام نمونه ها تقریباً ثابت است و مقدار مغناطش، با کاهش اندازه دانه ها کاهش پیدا می کند. همه نمونه های /xlamno3 la0.8sr0.2mno3 در دمای بالا پارامغناطیس و در دمای پایین فرومغناطیس هستند. برای نمونه های کلوخه سازی شده در دمای پایین، دمای گذار نمونه ها چندان تغییر نکرده، اما پهنای گذار مغناطیسی با افزایش درصد ناخالصی افزایش یافته است. در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای بالا، دمای گذار با افزایش درصد ناخالصی کاهش یافته است و این را می توان به ورود ناخالصی به فاز زمینه ربط داد. نمونه ها در دماهای پایین، فلزگونه و در دماهای بالا، عایق گونه رفتار می کنند. در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای پایین آلایش منجر به کاهش دمای گذار عایق ـ فلز می شود. همچنین مقدار مقاومت نیز با افزایش میزان ناخالصی افزایش پیدا می کند. در مقابل در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای بالا، یک قله کوچک در دماهای بالا ( ) و یک قله پهن در دماهای پایین ( ) دیده می شود. دمای گذار عایق - فلز و منطبق بر دمای کوری است. اما مربوط به تونل زنی وابسته به اسپین در مرزدانه هاست. و هر دو با افزایش درصد ناخالصی کاهش می یابند و همچنین با افزایش میزان lmo یک افزایش در اندازه مقاومت داریم. برای نمونه های کلوخه سازی شده در دمای پایین مغناطومقاومت در دما و آلایش های پایین با افزایش درصد ناخالصی افزایش می یابد، اما با افزایش میزان ناخالصی از 15 درصد وزنی به بالا مغناطومقاومت در دماهای پایین کاهش می یابد. درصدی از آلایش که به ازای آن مغناطومقاومت در نمونه های کلوخه سازی شده در دمای بالا بیشینه می شود 10 درصد است. افزایش مغناطومقاومت به ازای درصدهای پایین افزودنی مربوط به بهبود بی نظمی اسپینی در مرزدانه ها با اعمال میدان است. این بی نظمی ها با افزایش درصد ناخالصی افزایش می یابد. برای درصدهای بالاتر، وجود مقادیر زیاد ناخالصی در مرزدانه ها باعث افزایش ضخامت مرزدانه ها و در نتیجه تضعیف تونل زنی وابسته به اسپین بین سطوح مرزدانه ها می گردد و این باعث کاهش مغناطومقاومت می شود.

در این پروژه آلیاژ حافظه پذیر فرومغناطیس ni47mn40sn13 با استفاده از روش آسیاب کاری ساخته شد. بدین منظور پودر عناصر اولیه با خلوص بالا با استوکیومتری ذکر شده توزین شده و به مدت 20 ساعت در آسیاب سیارهای آسیاب شد. سپس به کمک تحلیل پراش پرتو ایکس و پذیرفتاری مغناطیسی فرایند تشکیل فاز با افزایش زمان آسیاب کاری مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل ریتولد نمونه ی 20 ساعت آسیاب شده نشان داد این نمونه دارای فاز هویسلر l21 است. در این نمونه گذار مغناطیسی در محدوده ی 290 کلوین مشاهده شد اما اثری از گذار مارتنزیتی مشاهده نگردید که این موضوع به دلیل بی نظمی های ایجاد شده و همچنین کرنش های ایجاد شده حین آسیاب کاری است. در ادامه برای دست یابی به نمونه هایی با ساختار بلوری با نظم بلند برد، نمونه ی 20 ساعت آسیاب شده در لوله هایی از جنس کوارتز و تخلیه شده از هوا قرار داده شد و به مدت 16 ساعت در دماهای 550، 750 و 950 درجه سانتیگراد بازپخت شد. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها نشان داد فاز غالب در هر 3 نمونه آستنیت است اما در نمونه های بازپخت شده در دمای 550 و 750 درجه سانتیگراد قله هایی از فاز مارتنزیت مشاهده می شود. در پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ی بازپخت شده در 550 درجه گذار مغناطیسی وساختاری مشاهده نشد در حالی که در نمونه های بازپخت شده در 750 و 950 درجه سانتیگراد این گذار مشاهده می شود. با توجه به نتایج به دست آمده از الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها، وجود پارامتر شبکه ی بحرانی و همچنین اندازه ی بلورک کمتر در نمونه ی بازپخت شده در 550 درجه باعث شده است که گذار ساختاری و مغناطیسی در این نمونه مشاهده نشود. سپس اثر مغناطوگرمایی نمونه ی بازپخت شده در دمای 950 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. به دلیل تفاوت مغناطش اشباع فاز مارتنزیت و آستنیت، تغییرات آنتروپی قابل ملاحظه ای در محدوده ی گذار ساختاری و مغناطیسی مشاهده شد. نتایج نشان داد این آلیاژ با توجه به عناصر ارزان و در دسترس، دارای پتانسیل بالایی برای استفاده در یخچال های مغناطیسی است .

در این پژوهش، نمونه های منگنایت (25/0 x ??0) la0.5ca0.5 mn1-xcoxo3 به روش تجزیه ی حرارتی نیترات ها و استات های مواد اولیه در حضور اسید سیتریک ساخته شدند و ویژگی های ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی آن ها مورد بررسی قرار گرفت. تحلیل ریتولد پراش های پرتو ایکس نشان داد که همه ی نمونه ها دارای ساختار بلوری ارتورومبیک با گروه فضایی pnma می باشند. در همه ی نمونه های پخت شده در دماهای 800 (800s) و 1350 (1350s) درجه ی سانتی گراد، در ابتدا حجم یاخته ی واحد نمونه ها با افزایش میزان آلایش کبالت تا 025/0x= به صورت منظم تغییر نکرده است و پس از آن با افزایش بیشتر میزان آلایش، حجم یاخته ی واحد نمونه ی 05/0=x دچار کاهش شدید شده است. از آنجا که اندازه ی میانگین شعاع یون های (? 585/0) mnav بین شعاع یونی (? 65/0) +2co و (? 55/0) +3co قرار دارد، ممکن است که در ترکیب های 025/0 x ??0، یون های کبالت به شکل +2co و +3co وجود داشته باشند و نوعی بازتوزیع یونی به شکل+2co + +4mn ?+3co + +3mn در نمونه های 025/0 x ??0 رخ داده باشد. بر خلاف آن با افزایش بیشتر میزان آلایش کبالت، بازتوزیع یونی آهسته تر انجام شده و بیشتر یون های کبالت در سیستم به شکل +3co در نمونه ها ظاهر می شوند. کاهش شدید حجم یاخته ی واحد در نمونه ی 05/0=x را نیز می توان براساس زیاد شدن یون های +3co در سیستم که کوچک تر از یون های mnav هستند، توضیح داد. تصاویر fe-sem نیز تشکیل دانه های میکرومتری و نانومتری را به ترتیب در نمونه های 1350s و 800s تأیید می کنند. در نمونه های 1350s ، در ابتدا با افزایش میزان آلایش تا 025/0=x ، مغناطش (m) و گشتاور مغناطیسی موثر (µeff) افزایش یافته و پس از آن با افزایش بیشتر میزان آلایش تا 05/0=x ، مغناطش و گشتاور مغناطیسی موثر کاهش می یابند. اندازه-گیری های پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نشان داد که در همه ی نمونه های 1350s، با افزایش میزان آلایش کبالت حالت نظم بار تضعیف می شود. نمونه های با آلایش کم پخت شده در دمای 1350 درجه ی سانتی گراد، پسماند گرمایی دارند که به دلیل وجود هم زمان دو فاز فرومغناطیس و پادفرومغناطیس و پدیده ی جدایی فاز است. ما هم چنین یک ویژگی از رفتار پسماند گرمایی در نمونه-های 1350s را گزارش کردیم که همان معکوس شدن جهت پسماند گرمایی در نمونه های با میزان آلایش 05/0 x ?? 0075/0 است. نکته ی جالب توجه این پژوهش در این است که درصد کمی از آلایش کبالت (5/0 درصد) می تواند در نمونه ی آلایش نشده ی عایق پخت شده در دمای 1350 درجه ی سانتی گراد، گذار عایق-فلز ایجاد کند. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های 800s نشان داد که همگی این نمونه ها دارای گذار فاز پارامغناطیس به فرومغناطیس هستند و اثری از حالت نظم بار در این نمونه ها مشاهده نشد. اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه های 800s نیز بیان گر آن است که همگی نمونه های پخت شده در دمای 800 درجه ی سانتی گراد، رفتاری عایق گونه دارند و گذار عایق-فلزدر این نمونه ها مشاهده نشد.

در این پایان نامه به ساخت و تحلیل 4 نمونه از ابررساناهای حجمی bscco با نام¬های c, b, a و d پرداخته می¬شود که سه نمونه اول آن¬ها به روش واکنش حالت جامد و نمونه آخر به روش سل ژل ساخته شده است. سپس اثر ماکروفر بر روی دو نمونه b و c بررسی شده و در انتها از نمونه b سیم ابررسانا به روش pit ساخته شده است. نمونه a با استوکیومتریbi1/89pb0/41sr2/01ca2/23cu3/03ox طی دو مرحله در دماهای 700 و 800 تکلیس و در دمای 860 درجه¬ی سانتی¬گراد به مدت 170 ساعت کلوخه سازی شد. نمونه b با استوکیومتری bi1/75pb0/35sr2ca2cu3ox در یک مرحله در دمای 800 تکلیس و در دمای 850 درجه سانتی¬گراد به مدت 240 ساعت کلوخه سازی شد. نمونه c با استوکیومتری bi1/7pb0/3sr1/9ca2cu3ox طی سه مرحله در دمای 810 تکلیس و در دمای 850 درجه سانتی¬گراد به مدت 200 ساعت کلوخه سازی شد. در انتها نمونه d با استوکیومتری bi1/85 pb0/35 sr1/95 ca2 cu3/05o10+x، طی دو مرحله در دمای 740 و یک مرحله در دمای 760 تکلیس و سپس در مدت زمان 170 ساعت در دمای 825 درجه سانتی¬گراد کلوخه سازی شد. سپس از نمونه¬ها آنالیز xrd، sem، پذیرفتاری مغناطیسی، مغناطو مقاومت و چگالی جریان بحرانی گرفته شد به طوری که چگالی جریان نمونه c .نسبت به دیگر نمونه¬ها بالاتر و تیزتر است. در انتها با بررسی اثر ماکروویو بر روی نمونه¬ نمونه b و c مشاهده شد که شوک حرارتی ناشی از ماکروفر باعث تبدیل فاز 2223 به فاز 2212 شده است و همچنین نمودارهای پذیرفتاری مغناطیسی و مغناطو مقاومت دوپله ای و پهن شده اند.

امروزه بهبود خواص مغناطیسی مواد به یک مرحله¬ی بحرانی نزدیک شده است، چرا که کشف مواد جدید به منظور رسیدن به کارایی بیشتر روزبه روز مشکل و مشکل¬تر می شود. مواد نانوکامپوزیتی نسل جدیدی از مواد هستند که با ترکیب مواد مختلف در مقیاس نانو، دسترسی به ویژگی¬هایی را که در مواد تک فاز قابل دسترس نیستند فراهم می¬کنند. مواد نانوکامپوزیتی کاربردهای گسترده¬ای در مغناطیس¬های دائمی، مواد نانو بلوری مغناطیسی نرم، جاذب امواج الکترومغناطیسی، سلول های خورشیدی، بیومواد، ابزارهای مورد استفاده در ناحیه ی مایکروویو و ... دارند. در این تحقیق، نانوکامپوزیت¬ها و نانو ساختارهای فریتی به منظور کاربرد در مغناطیس¬های تبادلی و جاذب امواج الکترومغناطیسی در محدوده¬ی مایکروویو ساخته شده و ویژگی¬های ساختاری و مغناطیسی آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. این تحقیق شامل سه بخش اصلی است؛ در ابتدا نانوکامپوزیت¬های متشکل از نانوذرات فریت استرانسیوم و اکسید روی zno، به منظور بررسی خواص جذب مایکروویو مورد مطالعه قرار خواهد گرفت و سپس خواص مغناطیسی و ساختاری نانوکامپوزیت¬های متشکل از نانوذرات فریت¬های سخت و نرم نظیر فریت استرانسیوم با ساختار بلوری srfe10.5o16.75 و فریت کبالت – روی با ساختار بلوری co0.9 zn0.1 fe2o4 به منظور بررسی رفتار جفت شدگی تبادلی و خاصیت جذب امواج مایکروویو، مورد مطالعه قرار می گیرد. در بخش اول این تحقیق از نانوذرات فریت استرانسیوم به عنوان فاز مغناطیسی سخت و از نانوذرات zno به عنوان فاز نیمه رسانای مورد نظر برای تهیه نانوکامپوزیت¬های فریت - نیمه رسانا استفاده می شود. در این بخش از تحقیق سعی بر این است تا با بهینه کردن خواص مغناطیسی و ساختاری نانوکامپوزیت مورد نظر تا حد ممکن، میزان جذب مایکروویو و پهنای باند مورد نظر در باندهای فرکانسی x و ku افزایش یافته و جذب در ناحیه فرکانسی گسترده تری زیر حد db 20- (99 درصد جذب در ماده) حاصل شود. در بخش دوم این تحقیق از نانوذرات فریت استرانسیوم به عنوان فاز مغناطیسی سخت و فریت کبالت – روی به عنوان فاز مغناطیسی نرم برای تهیه نانوکامپوزیتهای فریتی استفاده می شود. هر یک از این دو ماده بر اساس روش سل – ژل تهیه می شود. انتخاب دمای تکلیس، انتخاب استوکیومتری و انتخاب عامل کمپلکس ساز در ساخت نانوذرات فریت استرانسیوم و فریت کبالت – روی به منظور تشکیل فاز خالص از مواد مورد نظر و بهینه شدن خواص مغناطیسی به خصوص افزایش hc در فریت استرانسیوم و افزایش مغناطش اشباعی ms در فریت کبالت – روی که مناسب برای کاربرد در مغناطیس های تبادلی است، می باشد. در این بخش از تحقیق سعی می شود تا با افزایش میدان وادارندگی فاز مغناطیسی سخت و همچنین افزایش مغناطش اشباعی فاز مغناطیسی نرم تا حد ممکن، سطح منحنی پسماند و در نتیجه انرژی مغناطیسی نانوکامپوزیت حاصل از این دو فاز، افزایش یابد و جفت شدگی تبادلی بین گشتاورهای مغناطیسی دو فاز مغناطیسی سخت و نرم پدید آید و در ادامه میزان جذب مایکروویو در محدوده¬ی فرکانسی ghz 18-2 به خصوص در باندهای فرکانسی x و ku بررسی می¬شود. در این ساختار انرژی مغناطیسی به مقدار 53 درصد نسبت به فاز مغناطیسی سخت اولیه بهبود یافته است. در بخش سوم این تحقیق کامپوزیت¬های باریم استرانسیوم تیتانات/ فریت کبالت- روی در محیط پارافین مورد مطالعه قرار می¬گیرد. در این قسمت میزان تاثیر درصد سه عامل موجود در این کامپوزیت بر میزان جذب مایکروویو در محدوده¬ی ghz 18-2 بررسی می¬شود. در این بخش هر دو عامل اتلاف مغناطیسی و دی¬الکتریکی به طور همزمان در ماده¬ی جاذب فعال می¬شوند.

در این تحقیق آلیاژهای حافظه پذیر فرومغناطیسx= 0, 2 ,4) ni47mn40sn13-xgax) به روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شدند. عملیات آلیاژسازی مکانیکی به مدت 20 ساعت انجام گرفت و از نمونه ها الگوی پراش اشعه¬ی ایکس گرفته شد. الگوی پراش اشعه ایکس نشان داد که عملیات آلیاژسازی به مدت 20 ساعت کافی است ولی به منظورتک فاز شدن و نظم بلوری بهتر، نمونه¬ها در دمای 850 درجه سانتی گراد بازپخت شدند. به منظور جلوگیری از اکسید شدن نمونه¬ها قبل از عملیات بازپخت، نمونه¬ها در لوله¬های کوارتزتحت خلأ قرار داده شدند. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه ها نشان داد که فاز غالب در هر سه نمونه آستنیت است اما قله¬هایی از فاز مارتنزیت در همه¬ی نمونه¬ها دیده شد و با افزایش آلایش گالیم قله¬های مارتنزیتی افزایش یافت. همچنین از الگوی پراش اشعه ایکس مشاهده شد که با افزایش گالیم پارامتر شبکه کاهش می¬یابد. از نمونه¬ها پذیرفتاری مغناطیسی گرفته شد. پذیرفتاری مغناطیسی نشان داد که با افزایش گالیم دمای گذار ساختاری افزایش می یابد ولی دمای گذار مغناطیسی با آلایش گالیم تغییر منظمی ندارد. همچنین پسماند حرارتی به تدریج از بین رفت که این به علت از بین رفتن حوزه¬های مارتنزیتی است. مغناطش سنج نمونه ارتعاشی نشان داد که مغناطش اشباع با آلایش گالیم به مقدار زیادی کاهش یافت اما میدان وادارندگی با آلایش گالیم تقریباً افزایش یافت. مقاومت الکتریکی رفتار فلزگونه در دمای بالا و رفتار نیم رساناگونه در دمای پایین برای نمونه های گالیم 0 و 2 را نشان داد اما نمونه گالیم 4 در سرتاسر بازه دمای اندازه¬گیری رفتاری فلزگونه را نشان داد.

در این پژوهش به بررسی تاثیرخواص ساختاری ،الکتریکی ومغناطیسی ترکیب پرداخته وهمچنین تاثیر دما رانیز بر روی این ترکیب مورد بررسی قرار دادیم .نمونه ها به روش سل- ژل ساخته شدند.به منظور بررسی تاثیر دمای بازپخت، بر روی ترکیب ،نمونه مورد نظر در سه دمای800 ،1000و1200درجه سانتیگراد کلوخه سازی شد.آنالیز الگوی پراش پرتو ایکس نشان داد که همه ترکیبات ساختار رومبوهدرال دارند وبا افزایش دمای بازپخت ،قله ها تیزترشد ،در حالیکه با افزایش میزان آلایش cd،قله های اضافی که نشاندهنده ی فاز دوم است ظاهر می شود.عکس های fesem نشان داد که با افزایش دمای باز پخت،اندازه ی ذرات نیز افزایش یافته است.اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی حقیقی acنشان داد که با کاهش دمای بازپخت در یک آلایش معین ،دمای گذار نمونه ها افزایش پیدا کرده است،در حالیکه باافزایش میزان آلایش cd در یک دمای معین تا ،دمای گذار نمونه به خاطر تضعیف پدیده تبادل دوگانه کاهش یافته ودر آلایش ،دمای گذار نمونه به خاطر دو فازی شدن افزایش می یابد.اندازه گیری مقاومت الکتریکی dc نشان داد که با افزایش دمای بازپخت در یک آلایش معین،مقاومت الکتریکی کاهش می یابدوبا افزایش آلایش cd در یک دمای معین ،تبادل دوگانه تضعیف شده ونمونه رفتار عایق گونه پیدا می کند. واژه های کلیدی: نانو ذرات مغناطیسی، روش سل- ژل ،آلایش cd ، پدیده تبادل دوگانه.

این پایان نامه شامل دو قسمت است. قسمت اول، بررسی اثر جانشینی ba در مکان sr، در ساختار و قسمت دوم، ساخت سیم ابررسانا، بر پایه¬ی ابررسانای bpscco و بررسی روش¬های مختلف ساخت، جهت به¬دست آوردن پارامترهای بهینه در روش ساخت می¬باشد. به منظور بررسی اثر جانشینی ba در مکان sr، در ساختار و چگونگی وابستگی این جانشینی به استوکیومتری نمونه¬ی ساخته شده، دو سری نمونه با استوکیومتری¬های متفاوت و ، به روش واکنش حالت جامد، ساخته شد. پس از آنالیز داده¬های به¬دست آمده از xrd وsem و اندازه¬گیری مقاومت الکتریکی و پذیرفتاری مغناطیسی برحسب دما، مشخص شد که استوکیومتری بکار رفته، بر روی نحوه¬ی جانشینی در سیستم اثر می¬گذارد. در نمونه¬های گروه ، اضافه کردن تا ، افرایش میزان فاز و بهتر شدن خصوصیات ابررسانایی دانه¬ها و مرز دانه¬ها از قبیل افزایش چگالی جریان بحرانی، دمای گذار و میدان مغناطیسی بحرانی را به همراه داشت. در این سری از نمونه¬ها، به مقدار جزئی در دانه¬ها نفود کرد و بیشتر از طریق رسوب جزئی در مرز دانه¬ها، به عنوان نقص¬های نقطه¬ای، باعث افزایش نیروی میخکوبی شار بین دانه¬ای شد. اما در نمونه¬های گروه (b)، هر چند اضافه کردن تا ، میزان فاز را افزایش داد ولی به علت تولید بیشتر فاز ناخالصی، باعث تضعیف جفت¬شدگی بین دانه¬ها و کاهش نیروی میخکوبی در مرز دانه¬ها گردید. علاوه بر این، نفوذ در ساختار در این گروه، بیشتر از گروه a صورت گرفت و خصوصیات ابررسانایی دانه¬ها را تضعیف کرد. اضافه کردن ، به میزان ، در هر دو گروه، باعث تضعیف خصوصیات ابررسانایی مرز¬دانه¬ها از طریق تولید فازهای ناخالصی و احتمالاً جذب اکسیژن به مقدار بیشتر از حد بهینه، شد. در زمینه¬ی ساخت سیم ابررسانا، به منظور دستیابی به پودر اولیه¬ی مناسب، شش استوکیومتری متفاوت، با دو روش ساخت، (1) روش واکنش حالت جامد و (2) روش سل ـ ژل، مورد استفاده قرار گرفت. از بین پودرهای ساخته شده، 5 پودر که نسبت به بقیه پودرها، دارای فاز بیشتر، به عنوان فاز غالب بودند انتخاب و پنج سیم، توسط روش pit، از آنها ساخته شد. بعد از بررسی نتایج به¬دست آمده از xrd , sem و تغییرات مقاومت و پذیرفتاری مغناطیسی بر حسب دما مشخص شد، از بین سیم¬های ساخته شده، نمونه¬ای که پودر اولیه آن به روش واکنش حالت جامد و استوکیومتری ساخته شده بود، نسبت به شرایط ساخت و برنامه¬ی حرارت¬دهی اعمال شده، پاسخ مناسب¬تری نشان داده و فاز بیشتری در آن شکل گرفته است. شرایط بهینه شده¬ی مراحل ساخت این نمونه عبارت¬ است از : دمای کلوخه¬سازی 835، مدت زمان کلوخه¬سازی 200 (طی سه مرحله، همراه با پرس¬کاری میان مرحله¬ای)، ضخامت نهایی 0/4 mm، بازپخت در دمای 825، به مدت 30 بعد از آخرین مرحله¬ی کلوخه¬سازی.

در این تحقیق به بررسی تاثیر آلایش یون دیامغناطیسی ti4 و شرایط ساخت روی خصوصیات مختلف ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی منگنایت ????? پرداخته شده است. نمونه ها به روش استاندارد واکنش حالت جامد ساخته شدند. به منظور بررسی تاثیر دمای کلوخه سازی در خصوصیات مختلف ترکیبات، نمونه ها به دو سری تقسیم شدند و در دماهای 1200 و 1400 درجه ی سانتیگراد کلوخه سازی شدند و به ترتیب نمونه های دمای پایین و دما بالا نامیده شدند. آنالیز الگوی پراش پرتوایکس تمامی نمونه های دو سری نشان داد که همه ی ترکیبات ساختاری لوزی وجه دارند و آلایش یون ti+4 تاثیر محسوسی در ساختار نمونه ها نداشته و فقط مکان قله ها تغییر کرده است. تغییر مکان قله ها در طرح پراش پرتو ایکس بانگر تغییر پارامترهای شبکه و حجم سلول واحد است. برای نمونه های دما بالا با افزایش میزان آلایش پارامترهای شبکه و حجم سلول واحد افزایش یافت. برای نمونه های دما پایین پارامترهای شبکه و حجم سلول واحد با تغییر میزان آلایش تغییر چندانی نکرد. عکس های sem نمونه های دما بالا و دما پایین نشان داد که اندازه ی دانه ها در نمونه های دما بالا بسیار بزرگتر از نمونه های دما پایین است. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی ac نمونه های دو سری نشان داد که با افزایش میزان آلایش دمای گذار کوری به سمت دماهای پاینی تر جابجا می شود که بیانگر تضعیف تبادل دو گانه در اثر وارد کردن یون دیامغناطیسی ti+4 در نمونه ها است. در نمونه های x=0/05 و x=0/075 دما بالا سیستم بعد از گذار از حالت پارامغناطیسی به فاز فرومغناطیسی قادر به حفظ نظم بلند برد فرومغناطیسی نیست و با کاهش دما و غالب شدن برهمکنش ابر تبادلی پاد فرومغناطیسی بر تبادل دوگانه ی فرومغناطیسی، منجر به گذار به فاز پادفرومغناطیسی در این دو ترکیب شد. برای نمونه های x=0/075 دما پایین و x=0/05 و x=0/075 دما بالا در دماهای پایین یک افت در منحنی حقیقی پذیرفتاری مغناطیسی ac مشاهده شد که همراه با یک قله در قسمت موهومی پذیرفتاری است. این قله مربوط به گذار فاز به حالت بی نظم شیشه ی اسپینی در این ترکیبات است. بستگی به فرکانس و میدان پذیرفتاری ac و برازش با مدل توان دینامیکی بحرانی نشان داد که این نمونه ها از خصوصیات سیستم های شیشه ی اسپینی تبعیت می کنند. نمودارهای مقاومت الکتریکی نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان آلایش مقاومت الکتریکی افزایش می یابد و دمای گذار عایق-فلز به سمت دماهای پایین تر جابجا می شود. کاهش رسانندگی الکتریکی نمونه ها در اثر وارد کردن یون دیامغناطیسی ti+4 در نمونه ها و عدم شرکت این یون در تبادل الکترون است به طوریکه در نمونه های x=0/075 هر دو سری ترکیبات در کل بازه ی دمایی اندازه گیری رفتاری عایق گونه از خود نشان دادند. برازش نمودارهای مقاومت الکتریکی ویژه ی نمونه های دو سری با دو مدل vrh و sph نشان داد که رفتار مقاومت الکتریکی نمونه های x=0/025 و x=0/05 و x=0/075 هر دو سری با دما، مطابقت خوبی با مدل sph دارد و با افزایش میزان آلایش انرژی فعال سازی پولارون افزایش می یابد که این افزایش بیانگر تضعیف رسانندگی الکتریکی است.

در این پایان نامه، خواص الکتریکی و الکتروشیمیایی کاتد ( lscf ) ( که در پیل سوختی اکسید جامد استفاده می شود) مورد مطالعه قرار گرفته است. این کاتد به روش حالت جامد تهیه شده است. نتایج حاصل از xrd نشان می دهد که ساختار نمونه، شش گوشی است. اندازه گیری مقاومت نمونه بر حسب دما نشان می دهد که در دماهای اندازه گیری شده و در فشار محیط، حفره های الکترونی مسئول رسانندگی الکتریکی در این نمونه هستند. با اندازه گیری مقاومت نمونه در حضور گاز های اکسیژن و آرگون و با استفاده از روش واهلش الکتریکی، ضریب پخش توده ای محاسبه شده است. انرژی فعال سازی برای رسانندگی الکتریکی و یونی محاسبه شده، که انطباق نتایج با گزارش های سایرین، نشان دهنده درستی نسبی تقریب های اعمالی برای محاسبه این ضرایب است. کاتد lscf دارای پایداری خوبی در فرآیند گرم و سرد شدن است و همچنین میزان رسانندگی الکتریکی بالا و رسانندگی یونی نسبتاً خوب، آنرا گزینه مناسبی برای استفاده به عنوان کاتد پیل سوختی اکسید جامد کرده است.

نانوذرات فریت های اسپینلی به دلیل ویژگی های مغناطیسی منحصر به فردشان در عرصه پزشکی و صنعت کاربرد گسترده ای دارند. این ویژگی ها به روش و شرایط ساخت، اندازه ذرات، عناصر آلایش دهنده و ... بستگی دارند. یکی از اهداف محققان بهبود ویژگی های مغناطیسی نانوذرات مغناطیسی با آلایش است. در این پژوهش، نانوذرات فریت نیکل آلایش یافته با کبالت nicoxfe2-xo4 به روش سل- ژل خود احتراقی ساخته شدند. این پژوهش متشکل از دو بخش است. در بخش اول اثر جانشانی co بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی فریت نیکل و در بخش دوم اثر دمای باز پخت روی ویژگی های ساختاری و مغناطیسی آن ها بررسی شد. مشخصه یابی و بررسی ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نمونه ها با استفاده از آنالیز پراش پرتو ایکس (xrd)، آنالیز طیف سنجی مادون قرمز (ftir)، آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem) و مغناطش سنج ارتعاشی (vsm) صورت گرفت. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها ساختار اسپینلی با گروه فضایی fd-3m را مشخص کرد و در نتیجه برازش نمونه ها با نرم افزار maud ساختار اسپینلی آمیخته برای فریت nicoxfe2-xo4 تایید شد. تصاویر fesem نشان داد که نمونه ها در ابعاد نانومتری هستند. بررسی منحنی پسماند مغناطیسی نمونه ها نشان داد که با افزایش میزان جانشانی کبالت مغناطش کمی کاهش می یابد و وادارندگی نمونه ها به علت ثابت ناهمسانگردی مغناطو بلوری بالای کبالت به شدت افزایش می یابد. در بخش دوم نمونه های پخت شده در دو دمای c˚ 500 و c˚ 1000 مطالعه شدند.کاهش پهنای قله های الگوی پراش پرتو ایکس، نشان دهنده افزایش اندازه بلورک هاست. نتایج حاصل از vsm افزایش مغناطش با افزایش دما را نشان داد که می تواند مربوط به عواملی چون: 1- کاهش نقص ها و ناکاملی های شبکه باشد. 2- مطابق مدل هسته-پوسته، که با افزایش دما نسبت سطح (لایه سطحی بی نظم) به حجم ( قسمت مرکزی با نظم مغناطیسی) کاهش می یابد و مغناطش با حذف اثرات سطحی افزایش می یابد. از طرفی با افزایش دمای باز پخت به دلیل بازتوزیع کاتیون ها (که با برازش الگوی xrd با نرم افزار maud تایید شد) انتظار کاهش مغناطش را داشتیم زیرا با جانشانی کبالت در جایگاه هشت وجهی و افزایش یون های آهن در جایگاه چهار وجهی انتظارکاهش مغناطش را داریم. در اثر رقابت بین این عامل و دو عامل ذکر شده با افزایش دمای بازپخت مغناطش کمی کاهش می¬یابد. با افزایش دما میدان وادارندگی کاهش می¬یابد زیرا در ساختار های چند حوزه با افزایش اندازه ذرات وادارندگی کاهش می یابد.

در این تحقیق تاثیر آلایش کروم در خواص ساختاری، مغناطیسی و الکتریکی منگنایت x= 0,0.002, 0.005, 0.01, 0.03)) la0.5ca0.5mn1-xcrxo3 مورد بررسی قرار گرفته است.نمونه ها به دو صورت سل- ژل و آسیاب حالت جامد استاتهای مواد اولیه در حضور اسید سیتریک ساخته شدند. خصوصیات مختلف این ترکیب از قبیل ساختار بلوری، خصوصیات الکتریکی و مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت. به کمک طیف پراش پرتو ایکس و نرم افزار fullprof و تحلیل ریتولد ساختار بلوری نمونه های (lcmo) اورتورومبیک با گروه فضایی pnma ، به دست آمد. با استفاده از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب نمونه ها یک گذار فاز پارامغناطیس به فرومغناطیس برای همه نمونه ها مشاهده شد و نتایج نشان داد که با افزایش آلایش کروم ، فاز پادفرومغناطیس به همراه نظم بار در نمونه ها ضعیف تر شده اند. همچنین به علت وجود همزمان دو فاز فرومغناطیس و پادفرومغناطیس در نمونه ها و پدیده جدایی فاز که ناشی از گذار فاز مرتبه اول است در پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها یک پسماند حرارتی وجود دارد. به منظور مشاهده بهتر رفتار این پسماند، پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های 005/0، 002/0، 0/0 = x تاسه مرتبه تکرار و مشاهده شد که پذیرفتاری نمونه ها پس از هر بار تکرار در دماهای پایین کاهش می یابد. که این رفتار برای نمونه های با آلایش کمتر و به خصوص نمونه خالص محسوس تر است. اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه خالص نشان داد که این نمونه رفتار عایق گونه با یک پسماند قابل ملاحظه ویک رفتار پله مانند که نشان-دهنده گذار نظم بار است دارد. در نمونه های آلایش یافته با کروم مقدار مقاومت الکتریکی به شدت کاهش می یابد.

آلیاژ فرومغناطیس fept یکی از مهم ترین مواد مغناطیسی مورد استفاده در ساخت حافظه های مغناطیسی با دانسیته ی مغناطیسی بالا می باشد. در این پروژه این آلیاژ با استفاده از روش مگنترون اسپاترینگ و با استفاده از هدف های آهن و پلاتین با خلوص99/ 99% بر روی زیر لایه si/sio2(001) و لایه بافر ptir پوشش داده شد . این آلیاژ با در صد های برابر آهن و پلاتین دارای بهترین خواص مغناطیسی و ساختاری می باشد . ساختار fcc دارای فاز فرومغناطیس نرم و با کم ترین نیروی وادارندگی مغناطیسی است. برای تشکیل ساختار l10 با بالاترین نظم بلوری و خواص مغناطیسی ? لایه نازک های تهیه شده با استفاده از عملیات حرارتی krf excimer laser annealing با طول موجnm 248 ، مد نوسانی و فرکانس hz 1 انرژیmj 120 ، چگالی انرژیmj/cm2 48 و ولتاژ kv 18 برای بازپخت شدن انجام شد. در این پروژه سعی بر تغییر نمونه ها در پالس های لیزر متفاوت 3-6-9-12-15-18-20-40-60-80و 100 شد . به منظور بررسی طیف پراکندگی انرژی و تعیین درصدهای مواد تشکیل دهنده پوشش از آنالیز eds استفاده شد. بعد از انجام تست عملیات حرارتی با استفاده از این تعداد پالس به بررسی خواص میکروساختاری و مغناطیسی نمونه ها پرداخته شد. در ابتدا آنالیز gixrd برای بررسی خواص ساختاری نمونه و بررسی تشکیل فاز های منظم l10fept پرداخته شد . این طیف بالاترین میزان نظم بلوری را در تعداد پالس 18 نشان می دهد که درصد تشکیل این فاز برابر با 91/0 می باشد . بعد از آن برای بررسی و مشاهده اندازه و رشد دانه ها از آنالیز fesem استفاده شد. میزان زبری و بررسی توپوگرافی سطح با استفاده از آنالیز میکروسکوپ نیروی اتمی afm صورت گرفت. این تست افزایش زبری سطح را نمایش می دهد. بررسی تست مغناطوسنج ارتعاشی ? به منظور بررسی ساختار مغناطیسی و چند حوزه ای و تک حوزه ای بودن نمونه ها انجام شد.

امروزه با توجه به ویژگی های مفید و منحصر به فرد نانو ذرات مغناطیسی، استفاده از آن ها در علوم مختلفی مورد توجه قرار گرفته است. به سبب این که ویژگی های مغناطیسی نانو ذارت، تأثیر زیادی از روش ساخت آن ها می پذیرد، استفاده از روشی کارآمد، نکته ای کلیدی برای رسیدن به اهداف کاربردی محسوب می شود. روش های ساخت متفاوتی، بسته به هدف سازنده وجود دارد که در این کار ما روش سل ژل را به جهت خلوص و همگنی بالای ذرات و قابلیت کار در دما های نسبتاً کم انتخاب کردیم. مراحل انجام شده در این کار شامل سه بخش است: ساخت نانو ذرات فریت کبالت و بررسی اثر آلایش روی، به صورتco1-xznxfe2o4 (7/0، 5/0، 3/0، 1/0،0=x)، بررسی اثر دمای باز پخت در دو دمای 350 و oc1000 و بررسی اثر پوشش پلی وینیل پیرولیدون(pvp) بر ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نانو ذرات فریت co0.3zn0.7fe2o4. پس از ساخت نمونه ها با استفاده از تحلیل-های xrd، fe-sem، tem و ftir به بررسی ویژگی های ساختاری و مورفولوژی سطحی نانو ذرات و با استفاده از تحلیل های vsm و پذیرفتاری ac به اندازه گیری ویژگی های مغناطیسی آن ها پرداختیم. نتایج تحلیل xrd نمونه-های بازپخت شده در دمای oc350، وجود روندی نا منظم در تغییرات ثابت شبکه را نشان می دهد. برازش داده های xrd با استفاده از نرم افزار maud نیز عدم وجود نظم مشخصی در رفتار ثابت شبکه را تأیید می کند. این بی نظمی به نحوه توزیع کاتیون ها در جایگاه های شبکه اسپینلی فریت روی-کبالت نسبت داده می شود. این در حالی است که نمونه های باز پخت شده در دمای oc1000 روند منظمی در تغییرات ثابت شبکه نشان می دهند که علت آن می تواند بهبود ساختار شبکه اسپینلی با افزایش دمای باز پخت و باز توزیع کاتیون ها در ساختار باشد. همچنین کاهش پهنای قله صفحات براگ با افزایش دمای باز پخت، نشان دهنده رشد بلورک ها با افزایش دما است. نتایج تحلیل vsm نمونه های باز پخت شده در دمای oc350، روند کاهشی در رفتار مغناطش بیشینه و میدان وادارندگی را نشان می دهد که کاهش مغناطش ناشی از نحوه احتمالی توزیع کاتیون ها و کاهش مغناطش زیر شبکه b و افزایش مغناطش زیر شبکه a و کاهش وادارندگی ناشی از جانشانی یون های غیر مغناطیسی zn2+ است. در نمونه های باز پخت شده در دمای oc1000، شاهد رفتار افزایشی-کاهشی در مغناطش بیشینه و رفتار کاهشی در وادارندگی هستیم. علت افزایش مغناطش بیشینه تا آلایش 3/0=x، افزایش مغناطش جایگاه های b و کاهش مغناطش جایگاه های a در اثر ورود یون های zn2+ به جایگاه های a و ورود یون های fe3+ به جایگاه های b است. کاهش مغناطش در آلایش های بالا تر به تضعیف برهمکنش های ab نسبت داده می-شود. با افزایش دمای باز پخت نمونه ها، مغناطش بیشینه نیز افزایش می-یابد که به نظر علت اصلی آن، کاهش کج شدگی های اسپین برسطح نانو ذرات با افزایش اندازه بلورک ها است. نتایج تحلیل xrd نمونه co0.3zn0.7fe2o4 باز پخت شده در دمای oc350 پوشش داده شده با مقادیر متفاوت pvp، نشان دهنده عدم تغییر فاز ساختاری نمونه پس از پوشش دهی و کاهش اندازه بلورک ها با افزایش پوشش pvp است. اندازه گیری های مغناطیسی نشان می-دهد که با افزایش مقدار pvp، مغناطش بیشینه نمونه ها کاهش پیدا می کند که علت اصلی آن به غیر مغناطیسی بودن پلیمر pvp و کاهش جرم موثر نسبت داده می شود.

در این پژوهش فرآیند تشکیل فاز نمونه های mn3ge و mn2.5ge و mn2ge از پودرهای فلزی mn و ge با روش آلیاژسازی و تاثیر بازپخت محصول نهایی مورد مطالعه قرار گرفته است. در ادامه برای بررسی تاثیر روش ساخت بر فرآیند تشکیل فاز و ویژگی های ساختاری و مغناطیسی نمونه ها، نمونه های mn3ge و mn2.5ge و mn2ge به روش ذوب قوسی ساخته شد.

در این پروژه آلیاژ حافظه پذیر فرومغناطیس (4,ni47mn40sn13-x?x (x=0,0/5،1,2 به روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد. برای ساخت نمونه ها ابتدا 20 گرم مواد اولیه با استوکیومتری مورد نظر به مدت 20 ساعت در آسیاب سیاره ای آسیاب شدند. سپس نمونه ها به صورت حجمی در لوله هایی از جنس کوارتز تحت خلا قرار گرفتند و به مدت 16 ساعت در دمای 950 درجه سانتی گراد بازپخت شدند. الگوی پراش پرتو ایکس نمونه ها نشان داد که نمونه x=0 تک فاز و با ساختار l21 است. اما با ایجاد تهی جای و افزایش آن نمونه از حالت تک فازی خارج شده و فاز مارتنزیت در این نمونه ها ایجاد شد. پذیرفتاری مغناطیسی همه نمونه ها گذار مغناطیسی را نشان می دهد

در این پایان نامه ویژگی های ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی نمونه های کپه ای و لایه نازک منگنایتهای la0.85sr0.15mno3 و la0.85ca0.15mno3مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی های مغناطیسی نمونه کپه ای lsmo توسط پذیرفتاری مغناطیسی متناوب مورد بررسی قرار گرفت.لایه نشانی منگنایتهای la0.85sr0.15mno3 و la0.85ca0.15mno3 بر روی زیرلایه (lao) laalo3 با استفاده از روش لیزر پالسی (pld) صورت گرفت. ویژگی های الکتریکی نمونه های کپه ای و لایه نازک منگنایتهای lsmo و lcmo، با اندازه گیری مقاومت الکتریکی نمونه ها در غیاب و حضور میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی این پایان نامه مطالعه پدیده مغناطومقاومت ناهمسانگرد (amr) (وابستگی مقاومت الکتریکی به زاویه بین راستای میدان مغناطیسی و جهت جریان الکتریکی) بوده است. نتایج حاصل از اندازه گیری مغناطومقاومت ناهمسانگرد نشان می دهند که در نمونه های کپه ای و لایه نازک، مقاومت حالت موازی (r_?) کمتر از مقاومت حالت عمود (r_?) است.

چکیده ندارد.