پژوهش های نوین فیزیک

چکیده تولید نانوساختارها با ابعاد مورد نظر یکی از مهم‌ترین اهداف پژوهش‌گران است و روش‌های مختلفی برای کنترل ابعاد نانو ذرات گزارش شده است. در این مقاله به بررسی نقش امواج فراصوت در رشد و تغییر ابعاد نانو ذارت ZnO می‌پردازیم. کلوئید اولیۀZnO به‌روش معمول با استفاده از هم‌زن مغناطیسی تولید شده و سپس تحت تابش امواج با پروب فراصوت قرار گرفت. تابش فراصوت، میزان نانوذرات تولید شده در کلوئید اولیه را تا زمان تابش‌دهی مشخصی که زمان بهینه می‌نامیم، تا حدود دو برابر میزان آن در کلوئید اولیه افزایش می‌دهد. این میزان افزایش تولید نانوذرات با توجه به میزان شدت جذب در طول موج لبه جذب به‌دست می‌آید. قبل و بعد از زمان بهینه، میانگین شعاع نانو ذرات نسبت به نمونه کلوئید اولیه کوچک‌تر و تغییرات آن با افزایش زمان تابش‌دهی به‌شکل خطی کاهش می‌یابد. کاهش قطر نانوذرات تحت تابش فراصوت در گزارش‌های پیشین نیز بیان شده‌اند که نشان‌دهندۀ سازگاری این نتایج با گزارش‌های پیشین است. آزمایش‌ها نشان می‌دهد، نرخ کاهش میانگین شعاع نانوذرات بر حسب زمان، به شرایط تغییر در مدت زمان و شدت پالس تابشی فراصوت بستگی دارد که مؤید توان بهینه در تابش‌دهی فراصوتی است. وجود توان بهینه در امواج فراصوتی نیز سازگار با نتایج حاصل از گزارش‌های پیشین است.

چکیده در این مقاله ساختارالکترونی و خواص مغناطیسی و اپتیکی نمونه‌های خالص SnO₂ و آلاییدۀ Sn_1-xCo_xO₂ (0625/0، 125/0، 1875/0 و 25/0x=) با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی بررسی می‌شوند. اثر تهی‌ جای اکسیژن روی خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه‌ها نیز بررسی شد. با بررسی خواص مغناطیسی نمونه‌های آلاییده مشخص شد که افزایش غلظت آلایش سبب افزایش چگالی ترازهای انرژی مربوط به اوربیتال‌های d3Co- در نزدیکی تراز فرمی می‌شود. بررسی فاز پایدار مغناطیسی نمونه‌های آلاییده نشان داد که در آلایش‌های 5/12% و 25% فاز پایدار شبکه فرومغناطیس است. حضور تهی‌جای اکسیژن در نمونۀ فرومغناطیسی Sn_0.875Co_0.125O_0.9375 نزدیک به یون کبالت منجر به افزایش گشتاور مغناطیسی یون‌های کبالت می‌شود. بررسی خواص اپتیکی نمونۀ خالص و نمونه‌های آلاییده با 25/6%، 5/12% و 25% کبالت نشان داد که با افزایش غلظت آلایش تا 5/12%، گاف نواری اپتیکی کاهش و سپس با افزایش بیش‌تر آن تا 25%، گاف نواری اپتیکی افزایش می‌یابد. با افزایش آلایش تا 5/12%، شدت مربوط به اولین قله‌ها در طیف تابع دی‌الکتریک نمونه‌ها، هم‌چنین ضرایب درآشامی و خاموشی افزایش و شدت مربوط به قله‌های ظاهر شده در محدودۀ انرژی‌های بالاتر ازeV6 کاهش می‌یابند. با توجه به طیف‌های بازتابندگی و ضریب درآشامی مشخص شد که با افزایش غلظت آلایش تا 5/12% میزان عبور فوتون در ناحیۀ مرئی کاهش می‌یابد.

چکیده ابررساتای SmBa₂Cu₃O_7-δ (SBCO) با استفاده از روش واکنش حالت جامدی و هم‌چنین نانوذرات آلومینا
(γ-Al₂O₃) به­روش سل- ژل خوداحتراقی با اندازۀ متوسط nm70 ساخته و با نانوذرات آلومینای (Al₂O₃) شرکت سیگما با اندازۀ متوسط nm50 مقابسه شدند. سپس ابررسانای SBCO را با درصدهای مختلف از نانوذرات آلومینا آلایش داده و خواص آن بررسی شدند و هم‌چنین ضریب اکسیژن نمونه­های ساخته شده به­روش تیتراسیون یدمتری اندازه‌گیری شد. نتایج به­دست آمده نشان دادند که با آلایش ابررسانا با نانوذرات آلومینا، ضریب اکسیژن و دمای بحرانی نمونه­ها کاهش می‌یابد. در بررسی نمودار مقاومت ویژه بر حسب دما، نمونه­ها در حالت عادی رفتار نیم­رسانایی نشان دادند، یعنی با افزایش دما، مقاومت ویژه کاهش یافت. هم‌چنین مشاهده شد که چگالی جریان بحرانی نمونه با 1_/0 درصد آلایش وزنی، افزایش چشم‌گیری داشت، اما با افزایش درصد آلایش کاهش پیدا کرد. الگوهای پراش اشعۀ X نمونه­های آلایش داده شده نشان دادند که نانوذرات آلومینا در فرایند ساخت تجزیه نشده و در نتیجه در ساختار بلوری ابررسانا وارد نشده­اند. برخی از قله­های ابررسانا در الگوی پراش اشعۀ X نمونه­های آلاییده حذف شده و پهنای قله­ها نسبت به­نمونۀ خالص بیش‌تر شده است. بررسی تصویرهای SEM نمونه­های آلاییده نشان داد که نانوذرات آلومینا روی دانه­ها و مرزدانه­های ابررسانا جای گرفته‌اند.

چکیده در این مقاله ضریب شکست، ضریب جذب و ثابت‌های دی‌الکتریک ویفر سیلیکان نوع p با جهت (100) با استفاده از طیف بازتاب نور از سطح سیلیکان به‌طور تجربی بررسی شده است. بررسی خواص اپتیکی این ویفر که به‌عنوان زیرلایۀ موج‌بر نوری استفاده می‌شود اهمیت ویژه‌ای دارد. ثابت‌های اپتیکی ویفر سیلیکان با استفاده از روش کرامرزکرونیگ و داده‌های تجربی طیف بازتاب، محاسبه ‌شده و سپس نتایج با داده‌­های چند مرجع مقایسه شده است. نتایج، توافق خوبی بین ثابت‌های اپتیکی مراجع و داده‌های تجربی طیف بازتاب و محاسبه شده برای نمونۀ موجود در آزمایشگاه به روش کرامرز-کرونیگ وجود دارد.

چکیده در این مقاله ساختار الکترونی، خواص ساختاری از جمله ثابت شبکه، مدول حجمی، تراکم‌پذیری، چگالی و خواص اپتیکی اکسید اسپینل (MgAl₂O₄) بررسی می‌شود. محاسبه‌ها با استفاده از روش امواج تخت تقویت‌شدۀ خطی با پتانسیل کامل (FP-LAPW) در چارچوب نظریۀ تابعی چگالی و با استفاده از نرم‌افزار WIEN2k صورت گرفته است. پارامترهای ساختاری و گاف نواری با تقریب‌های مختلف بررسی شده است و نتایج پارامترهای ساختاری در تقریب GGA-WC نتایج گاف نواری در تقریبLDA با نتایج تجربی سازگاری بهتری داشته لذا در ادامه روش MBJ به همراه دو تقریب ذکر شده به کار گرفته شده است. گاف نواری با استفاده ازتقریبGGA-WC تطابق بهتری با تجربه داشت بنابراین بررسی سیستم تحت فشار با استفاده از تقریب MBJ+GGA(WC) انجام گرفت. خواص اپتیکی نظیر تابع دی­الکتریک، ضریب­شکست، ضریب­خاموشی، تابع اتلاف­انرژی، بررسی شده است. نتایج به دست آمده از ساختار نواری نشان می­دهند که این ترکیب عایق است و گاف نواری 67/7 الکترون‌ولت دارد. ضریب شکست 55/1 محاسبه شد. نتایج محاسبه شده در توافق خوبی با نتایج نظری و تجربی دیگران است.

چکیده در این مقاله، به­‌منظور بهینه­سازی مصرف انرژی در ساختمان ها، پوشش نانومتری چندلایه­ای با آرایش ZrO₂/Ag/ZrO₂ (ZAZ) طراحی شده است. ضخامت بهینه برای لایه­های ZrO₂ و Ag با استفاده از نرم‌افزار Film Wizard محاسبه شده است. در نمونۀ بهینه شده، لایۀ ZrO₂ با روش اسپاترینگ Rf و لایۀ Ag با روش تبخیر حرارتی انباشت شدند. خواص الکتریکی و اپتیکی سیستم ZAZ بهینه شده از قبیل مقاومت سطحی، ضریب شایستگی، بازتاب و تراگسیل اپتیکی این پوشش در نمونۀ طراحی و ساخته شده بررسی و با پیش‌گویی­های تئوری مقایسه شدند. نتایج نشان داد که هم­خوانی خوبی بین آن‌ها وجود دارد. مقادیر اندازه­گیری شده برای تراگسیل در ناحیۀ مرئی و بازتاب در ناحیۀ فروسرخ به‌­ترتیب %93 و %90 است. هم­چنین مقاومت الکتریکی سطحی سیستم ساخته شده (□/Ω) 1/13 به‌­دست آمده که مقداری مناسب برای این پوشش­ها محسوب می­شود. میزان عبور و بازتاب اپتیکی این پوشش نشان­دهندۀ کارکرد مناسب آن برای بهینه­سازی مصرف انرژی در آب ­وهوای گرم است.

چکیده در این مقاله با استفاده از روش تابع گرین در رهیافت بستگی قوی و هم‌چنین تقریب نزدیک‌ترین همسایۀ رسانش الکترونی نانو نوارهای گرافینی دستۀ صندلی و زیگزاگ متصل به دو هادی فلزی در حضور میدان مغناطیسی موضعی را بررسی می­کنیم. نتایج نشان می­دهد که وجود شار مغناطیسی در یک نانو نوار دسته صندلی، باعث کوچک‌تر شدن گاف ذاتی نانو نوار و ایجاد دو ضدتشدید در طیف رسانش می­شود. در موردی که تمام حلقه­ها حاوی شار مغناطیسی یک‌نواخت باشند، قسمتی از ناحیۀ تشدیدی به ناحیۀ تونل­زنی تبدیل شده که نشان­دهندۀ گاف انرژی جدیدی در طیف رسانش است. هم‌چنین در یک نانو نوار زیگزاگ که به‌طور ترانس به دو هادی ساده متصل است، در غیاب میدان مغناطیسی چند تشدید فانو در طیف رسانش آن قابل مشاهده است. شار مغناطیسی می­تواند آن­ها را از بین برده و ضدتشدیدهای جدیدی ایجاد کند.