در این پایان نامه، خصوصیات ساختاری، الکترونی و اپتیکی ترکیب cdcl2 در فاز رومبوهدرال مورد بررسی و محاسبه قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش امواج تخت تقویت شده ی خطی با پتانسیل کامل (fp-lapw)، در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی با تقریب های مختلف و نرم افزار wien2k صورت گرفته است. ثابت های شبکه که در محاسبات به کار رفته اند برابر با 23/6b=c= = aو می باشند. خصوصیات ساختاری ترکیب cdcl2 از جمله ثابت های شبکه، مدول حجمی، تراکم پذیری در تقریب های مختلف، با در نظر گرفتن قطبش اسپینی و بدون نظر گرفتن قطبش اسپینی محاسبه شده است. نتایج به دست آمده بیانگر این است که محاسبات با استفاده از تقریب gga96 نسبت به سایر تقریب ها سازگاری بیشتری با نتایج تجربی دارد. علاوه بر این خصوصیات الکترونی ترکیب cdcl2 از جمله ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت ها و چگالی ابرالکترونی نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از بررسی این خصوصیات، بیانگر این است که ترکیب cdcl2 در این فاز یک نیم رسانا می باشد. هم چنین خواص اپتیکی شامل سهم حقیقی و موهومی تابع دی الکتریک، تابع اتلاف، چگالی حالت های مشترک و رسانندگی اپتیکی محاسبه شده است. مقدار ضریب شکست استاتیک برابر با 89/1 و انرژی پلاسمون در حدود 5/12 الکترون ولت به دست آمده است که نتایج بدست آمده با دیگر داده های تجربی موجود سازگاری خوبی دارد.

پایان نامه ی حاضر به بررسی ویژگی های الکترونی و ساختاری ترکیب hgse در چهار فاز بلندروی، اورتورومبیک، سینابار و نمک طعام می پردازد. این ترکیب در فشار معمول دارای ساختار بلوری بلندروی می باشد و در فشارهای بالاتر به ترتیب به فازهای سینابار(gp 75/0)، نمک طعام(gp 16) و تتراگونالcmcm (gp 28) گذار می کند. همچنین دارای یک گذار فاز پنهان به ساختار اورتورومبیکc2221 بین دو فاز بلندروی و سینابار می باشد. سلنید جیوه از خانواده ی کلکوژنیدهای جیوه متعلق به ترکیبات نیم رسانای گروه ii-vi می باشد. ویژگی جالب توجه سلنید جیوه ساختار نواری معکوس آن می باشد که این خاصیت عجیب از برهم کنش بین اربیتال d شبه مغزه ی جایگزیده ی جیوه با اربیتال p ظرفیت سلنیم ناشی می شود. به علت تحرک بالای الکترون های این ترکیب، از آن به عنوان یک ماتریس ایده آل برای مطالعه ی آثار کوانتش در ساختارهای با ابعاد کوچک و خواص نیمه مغناطیسی استفاده می شود. این نانوساختارها در ساخت وسایلی همچون آشکارسازهای مادون قرمز، تابش کننده های مادون قرمز، لیزرهای قابل تنظیم و کولرهای ترموالکتریکی کاربرد دارند. فصل اول این پایان نامه به شبیه سازی ابتدا به ساکن سیستم های بس ذره ای به کمک نظریه ی تابعی چگالی می پردازد و نشان داده می شود که فرآیند شبیه سازی یک بلور، همان فرآیند حل معادله ی شرودینگرگونه ی بس ذره ای است. تنها کافی است هامیلتونی بلور مشخص شود، سپس به کمک تقریب هایی معادله ی شرودینگر حل و ویژه مقادیر(ساختار نواری) و ویژه توابع الکترون های بلور به دست می آیند. همچنین در این فصل شرح کاملی از طریقه ی انجام محاسبات ابتدا به ساکن به کمک کد محاسباتی کوانتوم اسپرسو ارائه می گردد. در فصل دوم به معرفی ویژگی های فیزیکی و ساختاری ترکیب سلنید جیوه پرداخته می شود. ویژگی های فیزیکی، ساختار نواری معکوس، گذار فازی، کاربردها و برخی کارهای نظری و تجربی انجام شده توسط دیگران را بیان خواهیم کرد. سرانجام در فصل آخر به تفسیر و بیان نتایج حاصل از شبیه سازی ابتدا به ساکن این ترکیب در چهار فاز بلندروی، اورتورومبیکc2221 ، سینابار و نمک طعام می پردازیم و این نتایج را با نتایج دیگران در صورت وجود مقایسه خواهیم کرد. از جمله ی این نتایج می توان به مقادیر محاسبه شده برای پارامترهای ساختاری بهینه، تأثیر فشار بر روی ترکیب، پیش بینی فشار گذار فازی، ساختار نوارهای انرژی، چگالی حالت های کلی و جزئی، چگالی ابر الکترونی و خواص اپتیکی اشاره کرد.

هگزافریت های مغناطیسی سخت به علت مقاومت الکتریکی بالا، ناهمسانگردی مغناطیسی تک محوری بالا و مغناطش اشباع بالا، کاربردهای بسیار مهمی در صنعت دارند. در میان آن ها، هگزافریت استرانسیوم (srfe12o19)، دارای بهترین خواص مغناطیسی می-باشد. ما در این پایان نامه برای بهبود خواص ساختاری، مغناطیسی و دی الکتریکیsrfe12o19، به منظور کاربردهای گوناگون از قبیل محیط های ضبط مغناطیسی و تجهیزات میکروویو، آن را با عنصر فرومغناطیس کبالت آلایش داده ایم. ابتدا فناوری نانو و خواص مغناطیسی نانوذرات مغناطیسی مورد بحث قرار می گیرند. سپس به بررسی خواص مختلف فریت های مغناطیسی، به ویژه هگزافریت استرانسیوم و انواع جانشین سازی کاتیون های مختلف در این ترکیب پرداخته می شود. پس از آن، شرایط آزمایشگاهی بهینه از قبیل دما و زمان حرارت دهی بهینه برای ساخت نانوذرات srfe12o19 خالص و تک فاز به روش سل- ژل، و اثر آسیاکاری بر روی نمونه ها بررسی شدند. سپس به منظور بررسی اثرات آلایش هگزافریت استرانسیوم با عنصر کبالت، ترکیب srfe12-xcoxo19 (2 -0 =x) ساخته شد. در مرحله بعد، نانوذرات srfe12-xcoxo19 با مقادیر (2/0 ,1/0 ,0 =x) با ریخت شناسی های مختلف ساخته شدند. نهایتاً نتایج حاصل از آزمایش های آنالیز توزین حرارتی (dta/tga)، الگوی پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف مادون قرمز تبدیل فوریه (ft- ir)، تصاویر sem، حلقه های پسماند، منحنی های ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک، رسانندگی الکتریکی ac و نفوذپذیری مغناطیسی نمونه ها را مورد بررسی قرار دادیم. بررسی های به عمل آمده نشان دادند که بهترین دما و زمان حرارت دهی برای ساخت نانوذرات srfe12o19 خالص و تک فاز، به ترتیب °c1000 و دو ساعت می باشد. در پی آلایش های صورت گرفته در srfe12-xcoxo19 برای مقادیر ?x5/0، همه نمونه ها تک فاز هستند. به نظر می رسد که یون های co2+ در جایگاه های بلوری ساختار srfe12o19، جانشین یون های fe3+ می شوند. اما برای مقادیر x>5/0، فاز cofe2o4 در نمونه ظاهر می شود. بعلاوه آلایش srfe12o19 با کبالت، منجر به کاهش وادارندگی مغناطیسی می شود. هم چنین رفتار تغییرات ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و رسانندگی الکتریکی ac نمونه ها با فرکانس، بر اساس مدل های ماکسول- ویگنر و کوپ شرح داده می شوند. ما دریافتیم که در نمونه های آلایش یافته با 2/1 ,1 =x، ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک نسبت به نمونه خالص (srfe12o19) کاهش می یابند، این موضوع بیانگر این است که نمونه های مذکور برای کاربرد در وسایل میکروویو مناسب هستند.

هدف از انجام این تحقیق رشد نانوساختارهای سولفید کادمیم به روش حلالی-حرارتی و مطالعه عوامل تاثیر گذار بر رشد نمونه ها از قبیل دما و زمان پخت است. بدین منظور از نیترات کادمیم، دی اتیلن آمین و تیواوره با استوکیومتری مناسب در حضور پلی اتیلن گلیکول با وزن مولکولی 20000 به عنوان قالب نرم جهت کنترل اندازه ی قطر و طول نانوساختارها استفاده شد. نانوسیم های تولیدشده به وسیله ی xrd و sem مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی نمونه ها به وسیله ی xrdساختار هگزاگونال نانوساختارها را تأیید کرد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی، ریخت شناسی این نانوساختارها مطالعه گردید. جهت بررسی خواص فوتوکاتالیستی نانوسیم های سولفیدکادمیم تولید شده به این روش، تجزیه ی رنگ های قرمز کنگو، نارنجی متیل و سبز برموکرزول برای نمونه های تولید شده در دمای 140 و زمان های پخت 72 و84 ساعت، با استفاده از uv-visible و آنالیز bet مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده حاکی از این است که نانوسیم های سولفید کادمیم در دمای c?140 و زمان پخت 84 ساعت به علت داشتن سطح موثر به میزان 1-g2m 6/26، نسبت به دیگر نانوسیم ها کارایی بهتری در تجزیه ی رنگ های مذکور داشته است.

در این پایان نامه، نانوذرات اکسید سرب (?-pbo) با استفاده از تابش میکروموج تهیه گردید. همچنین، تأثیر نسبت مولی مواد اولیه و مدت زمان تابش دهی میکروموج بر ریزساختار و ریخت شناسی نمونه ها با استفاده از xrd،tem ، sem و طیف ft-ir مطالعه گردید. نانوذرات اکسید سرب تهیه شده با مدت زمان تابش دهی میکروموج 3 دقیقه با توان 600 وات، 15 دقیقه با توان 300 وات و نسبت مولی اوره به نیترات سرب 5=n، به عنوان نمونه ی بهینه جهت استفاده در آلایش ابررسانا به کار برده شد. نانوذارت pbo با مقادیر 0/6 و 0/4، 0/2، 0/0=x در ترکیب bi2-xpbxsr2ca2cu4oy، به روش واکنش حالت جامد با زمان های پخت متفاوت 30، 60، 90 و 150 ساعت آلایش داده شد. پس از تهیه ی نمونه ها و مشاهده ی اثر مایسنر، چگالی جریان بحرانی، دمای بحرانی، الگوی پراش پرتو ایکس و تصاویر sem نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. اکثر نمونه های آلایش داده شده به جز نمونه ی بدون آلایش اثر مایسنر را در k 77 به خوبی نشان دادند. نتایج حاصل از اندازه گیری ها نشان می دهد که نمونه ی آلایش داده شده با نانوذرات اکسید سرب به مقدار 0/4=x و زمان پخت 60 ساعت از بیشترین چگالی جریان و دمای بحرانی برخوردار است. همچنین، بررسی ها نشان دادند که با افزایش زمان پخت، چگالی جریان بحرانی نمونه ها کاهش می یابد. در بررسی الگوی پراش مشاهده گردید که حجم سلول واحد نمونه ی آلایش داده شده نسبت به نمونه ی بدون آلایش افزایش یافته است که بیانگر جانشینی 2+pb در جایگاه 3+bi می باشد.

هگزافریت استرانسیوم (srfe12o19) با مغناطش اشباع، ناهمسانگردی تک محوری و مقاومت الکتریکی بالا، جزء مواد مغناطیسی سخت به شمار می آید. این ترکیب با ساختار هگزاگونال و 64 یون به ازاء سلول واحد، دارای خواص جالب و منحصر به فرد زیادی می باشد. انواع مختلف آلایش در این ترکیب، تغییرات متنوعی در ساختار و خواص مغناطیسی این ماده ایجاد می کند. بنابراین در این پایان نامه، نانو ذرات هگزافریت استرانسیم خالص و آلایش یافته با نیکل با روش سل- ژل احتراقی ساخته شد و خواص مغناطیسی و دی الکتریک آن مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا به بررسی خواص مختلف فریت های مغناطیسی، به ویژه فریت هگزاگونال استرانسیم و انواع آلایش های مختلف در این ترکیب پرداخته شد. در ادامه هگزافریت استرانسیم تک فاز تهیه شد و دما و زمان بهینه بازپخت جهت دست یابی به نانوذرات با خواص مغناطیسی بهبود یافته تعیین گردید. سپس تأثیر اتمسفر پخت بر خواص ساختاری و مغناطیسی ترکیب بررسی می شود. در مرحله بعد، جهت بررسی تأثیر آلایش نیکل بر خواص مغناطیسی و ساختاری هگزافریت استرانسیم، ترکیبsrfe(12-x)nix o19 با (1-x=0) ساخته شد. رفتار حرارتی نمونه ژل پیش ماده توسط تحلیل tga/dta مورد بررسی قرار گرفت. ریخت شتاسی و خواص مغناطیسی نمونه ها به وسیله ی طیف مادون قرمز تبدیل فوریه ( ft-ir)، الگوی پراش پرتو ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف سنج فلورسانس پرتو ایکس (xrf) و مغناطوسنج نمونه ارتعاشی (vsm) بررسی شدند. خواص دی الکتریک توسط دستگاه lcr متر اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد دمای c?950 و زمان 4 ساعت برای ساخت نانوذرات هگزافریت استرانسیم تک فاز مناسب می باشد و اتمسفر پخت نیتروژن باعث بهبود خواص ساختاری و مغناطیسی می شود. بررسی ترکیب srfe(12-x) nixo19 نشان می دهد، آلایش نیکل تا (0/02>0x) همه نمونه ها تک فاز بوده و خواص ساختاری و مغناطیسی برای نمونه با (0/01 =x) بهبود داشته است که نشان می دهد جانشینی یون های نیکل در ساختار هگزافریت می باشد. اما در (x?0/02) فاز ثانویه فریت نیکل nife2o4 در نمونه ها ظاهر می شود که باعث کاهش مغناطش اشباع، مغناطش پسماند و میدان وادارندگی می شود. همچنین آلایش نیکل باعث کاهش ثابت دی الکتریک، اتلاف دی الکتریک و رسانندگی الکتریکی ac می شود. همه نمونه های تک فاز (خالص و آلایش داده شده با نیکل) جهت کاربرد در محیط های ضبط مغناطیسی و وسایل میکروویو مناسب می باشند.

هدف این تحقیق تولید نانو کامپوزیت cds-گرافن به روش حلالی-حرارتی و بررسی فعالیت فوتو کاتالیستی آن می باشد. در گام بعدی تحقیق با بررسی ساختاری و ریختشناسی که به ترتیب توسط xrd و sem انجام می شوند تلاش خواهد شد تا شرایط بهینه رشد نانو کامپوزیت cds-گرافن جهت مطالعه فعالیت فوتو کاتالیستی آن تعیین گردد که خواص فوتو کاتالیستی آن ها با اضافه کردن مقداری از نانو کامپوزیت در غلظت معینی از رنگ قرمز کنگو و سپس قرار دادن آن در مقابل پرتو uv در زمان های مختلف و در نهایت مطالعه ی طیف uv-vis آن ها بررسی خواهد شد.