تا به حال نانوذرات فلزی به روش های متفاوتی تولید شده اند. در این پایان نامه روش جدیدی برای تولید نانوذرات آلیاژی بر روی زیر لایه شیشه با استفاده از پلاسمای هیدروژنی در دمایی بسیار پایین تر از دمای نقطه ذوب حالت کپه ای ماده یا مواد مورد آزمایش ارائه شده است.تولید نانوذرات در سه مرحله تمیز کردن زیرلایه، لایه نشانی و رشد نانوذرات آلیاژی در دستگاه "لایه نشانی بخار شیمیایی بهبود یافته با پلاسما" انجام شده است. پس از شستشوی زیر لایه شیشه ، لایه ای از آلیاژ نقره/ مس با درصدهای مختلف ، به روش تبخیر در خلاء و با استفاده از ورق نقره و مس در دستگاه لایه نشانی تبخیر در خلاء دوبوته ای انجام شد. ماده نقره ومس هرکدام بر روی یک بوته جداگانه به طور همزمان تبخیر شده و به صورت لایه آلیاژی روی زیرلایه شیشه نشستند و سپس برای تولید نانوذرات، در دستگاه لایه نشانی بخار شیمیایی بهبود یافته با پلاسما تحت بمباران پلاسمای هیدروژنی قرار گرفتند. در گام بعد، به بررسی ومقایسه شرایط مختلف رشد نمونه ها از جمله دما ، ولتاژ، جریان و زمان بمباران و تأثیر این پارامترها بر شکل شناسی نانوذرات پرداختیم. برای بررسی و مطالعه شکل شناسی نانوذرات از میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده شده است. تحقیقات دیگری که در این پایان نامه انجام شده است، بررسی اثر پارامترهای مختلف تولید نانو ذرات بر طیف جذبی این نانوذرات است. این پارامترها عبارت اند از: اندازه نانو ذرات، پراکندگی اندازه ذرات، مدت زمان بمباران، ولتاژ اعمال شده، جریان عبوری از مدار، دمای کوره خلاء هنگام اعمال پلاسما و ضخامت لایه نازک. مقایسه بین طیف جذبی نمونه هایی که شرایط تولیدشان فقط در یک پارامتر متفاوت است نشان داد که افزایش ولتاژ اعمال شده سبب کاهش اندازه نانوذرات و کاهش چگالی تعداد در واحد سطح نانوذرات شده که منجر به انتقال آبی و کاهش شدت در قله نمودارطیف جذبی نیز می شود. همچنین، افزایش مدت زمان و دمای بمباران سبب کاهش چگالی تعداد در واحد سطح نانوذرات شده که منجر به کاهش شدت قله طیف جذبی می شود. افزایش ضخامت لایه سبب می شود که تشکیل نانوذرات نیاز به مدت زمان بمباران دهی بیشتری داشته باشد. از مزایای بارز این روش تولید یا رشد نانو ذرات آلیاژی، پایین بودن دمای تولید است؛ در اینجا لایه های نازک نقره و مس در دمای حدود 250 درجه سانتی گراد که بسیار پایین تر از دمای نقطه ذوب نقره ومس (نقره oc960 ، مسoc 1083) است تبدیل به نانوذرات شده اند. همچنین از نانوذرات تولیدشده جهت کاربرد در رطوبت سنجی استفاده شده است، بدین ترتیب که به دو سر نمونه ولتاژ اعمال کرده و قطره ای آب بر روی آن ریختیم و جریان عبوری از مدار که نمایشگر میزان یون آزاد شده توسط نمونه است را اندازه گیری کردیم. این حسگر نشان داد که به رطوبت حساس است. علاوه بر تولید نانوذرات آلیاژی با روش بمباران پلاسمای هیدروژنی، به یک کار جانبی نیز پرداختیم یعنی: ساخت نانوسیم های اکسید روی به روش جدید بمباران پلاسمای اکسیژنی لایه های نازک اکسیدروی بر روی زیرلایه شیشه. همانند تولید نانوذرات، اینها نیز در سه مرحله تمیز کردن زیرلایه، لایه نشانی و رشد نانوسیم های اکسید روی در دستگاه "لایه نشانی بخار شیمیایی بهبود یافته با پلاسما" انجام شده است. سپس به بررسی و مقایسه شرایط مختلف رشد نمونه ها از جمله ولتاژ اعمال شده و دمای کوره خلاء هنگام اعمال پلاسما پرداختیم. برای بررسی و مطالعه شکل شناسی نانوسیم ها از میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. یکی از مزایای بارز این روش تولید نانوسیم های اکسید روی ، پایین بودن دمای آزمایش(oc400)، نسبت به روشهای شیمیایی است.

در این رساله تأثیرات توان پلاسما را در رشد نانولوله ها به طور کامل مورد بررسی قرار داده ایم.ابتدا تأثیر پلاسمای هیدروژن بر روی کاتالیست قبل از رشد نانولوله ها مورد بررسی قرار گرفته است و اینکه چگونگی دانه بندی کاتالیست با انتخاب شرایط مختلف هیدروژن دهی ، چه تأثیری بر رشد نانولوله ها دارد. نشان داده ایم که می توان الگوهای کاتالیست را با هیدروژن دهی به الگوهای با ابعاد کوچکتر تبدیل کرد. سپس به بررسی اثرات توان پلاسما بر رشد نانولوله ها در حین رشد پرداخته ایم. نتایج این بررسی نشان داد که می توان با کنترل چگالی توان پلاسما و جهت میدان الکتریکی آن ، راستای نانولوله ها را در هنگام رشد تغییر داد و آنها را به دلخواه جهت دهی کرد. و سرانجام به اثرات هیدروژن دهی بر روی نانولوله های رشد داده شده پرداخته ایم. این اثرات عمدتاً بر روی کاتالیست واقع در نوک نانولوله ها دیده می شد که منجر به بریده شدن نوک نانولوله ها می شد. و بدین ترتیب به روشی برای باز کردن نوک نانولوله ها دست یافتیم. از هیدروژن دهی نانولوله ها بعد از رشد آنها به ساختارهای نوینی دست یافتیم. در واقع این ساختارها نانولوله های چند شاخه ای هستند که نظیرشان تا کنون در دنیا دیده نشده است و کاربردهای زیادی می توان برای آنها در نظر گرفت که در این رساله ساخت دو نوع حسگر به عنوان کاربردهای این نوع نانوساختارها به انجام رسیده و نتایج آنها ارائه شده است که نشانگر قابلیتهای بالای این نانوساختار است. همچنین به عنوان کاربرد اثرات هیدروژن دهی بر روی نانولوله ها در نانولیتوگرافی دو روش برای نانولیتوگرافی در این رساله انجام شده است. در روش اول از باریکه الکترونی گسیل شده از نوک نانولوله ها برای نانولیتوگرافی استفاده شده است که به ایجاد الگوهایی در ابعاد حدود 50 نانومتر انجامید. برای دستیابی به نانولیتوگرافی با ابعاد کوچکتر روش دیگری به کار گرفته شد که در آن از باریکه یونی تولید شده از نانولوله های دو سر باز بهره گرفتیم. کلید واژه ها: نانولوله های کربنی، هیدروژن دهی، نانولیتوگرافی، نانوساختارهای چندشاخه ای، حسگرهای گازی، شتاب سنج، گسیل میدانی، پلاسما