فهرست مطالب

فصلنامه نانو مقیاس
سال دهم شماره 1 (پیاپی 37، بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/29
  • تعداد عناوین: 8
|
  • سیده مهری حمیدی*، مهناز اسداله سلمان پور، محمد مصلح، رضا غلامی صفحات 1-6
    در چند سال گذشته، تلاش برای ساخت سلول های اتمی کوچک افزایش یافته است و امکان ساخت مراجع فرکانسی کوچک و یکپارچه، ساعت های نوری مینیاتوری و حسگرهای میکرونی و نانومتری را فراهم کرده است. در این راستا و به منظور افزایش برهمکنش نور و بخار های قلیایی حرارتی، برهمکنش های نوری میدان میرا با توان کم نوری را در یک میکروفیبر مخروطی جاسازی شده بررسی شده است. نتایج حاصل از طیف سنجی عبوری در این سل های نوظهور بیانگر افزایش پهن شدگی در مقایسه با سلول های استاندارد بخار اتمی روبیدیوم است. در این سیستم های میکرو متری، امکان برهم کنش های نوری غیرخطی با توان های سطح میلی وات،با وجود پهن شدگی زمان گذار بسیار بزرگ تر از پهن شدگی ذاتی اتم فراهم شده است.
    کلیدواژگان: فیبر باریک شده ی مخروطی، سلول بخار اتمی روبیدیوم، پهن شدگی زمان گذار، میدان میرا
  • حکیمه زارع*، یوسف فضائلی، احمد ضیا شیرزاد، زهرا شاهدی، فاطمه استواری، شهزاد فیضی صفحات 7-14
    استفاده از روش های هیبریدی تشخیصی و یا تشخیصی-درمانی در کنار هم، فرآیند تشخیص و درمان سرطان را تسریع و تسهیل کرده است و در کاهش مرگ و میر بیماران نقش به سزایی دارد. در این راستا فناوری نانو با ادغام نانو مواد و بهرمندی از توانمندی های مختلف آن ها، از جمله خواص نوری و مغناطیسی در کنار هم، پیشرو بوده است. در این پژوهش نقاط کوانتومی گرافن اکساید آلاییده با اتم های گوگرد و گروه های مغناطیسیGO@S-Fe3O4 ، به صورت ساده و تک مرحله ای ساخته شدند. مشخصه یابی نقاط کوانتومی GO@S-Fe3O4 با آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ  (FTIR)، طیف سنجی UV-Vis و مغناطیس سنجی نمونه ارتعاشی (VSM) انجام شد. سپس، نقاط کوانتومیGO@S-Fe3O4 با استفاده از [68Ga]GaCl3 با خلوص بالا، نشان دار شدند. خلوص رادیوشیمیایی و پایداری نانوذرات 68Ga@GO@S-Fe3O4 با استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک رادیواکتیو انجام شد. مطالعات زیستی (In-vivo) با تزریق داخل وریدی نانوچندسازه 68Ga@GO@S-Fe3O4 به موش های حامل تومور انجام شد. برای بررسی نحوه ی توزیع رادیو دارو در ارگان ها و تومور، تصویربرداری توموگرافی نشر پوزیترون (PET) انجام شد. بیش ترین جذب در تومور در 30 دقیقه بعد از تزریق، از طریق ورید دمی، مشهود است که به دلیل تمایل نانوذرات 68Ga@ Fe3O4@GO به جذب در تومور است.
    کلیدواژگان: گالیم-68، نانوساختار آلاییده به گوگرد، تومور، تصویربرداری توموگرافی نشر پوزیترون
  • سیده مریم محمدی، علی رضا گودرزی*، رضا صحرایی صفحات 15-24
    دراین مطالعه لایه های نازک نانو ساختار سولفید قلع با استفاده از دو عامل کمپلکس دهنده آمونیوم استات و هگزا متیلنتترامین به روش حمام شیمیایی بر روی زیر لایه شیشه ای و زیر لایه انعطاف پذیر پلی اتیلن تر فتالات(PET)تهیه گردید. اثر عامل کمپلکس دهنده بر مورفولوژی سطح، ساختار، خواص نوری و اندازه ذرات تشکیل دهنده لایه نازک بررسی شد. تصاویر FE- SEMبدست آمده از نمونه ها نشان داد که ذرات نانو ساختار سولفید قلع بطور متراکم و یکنواخت، سطح زیر لایه را پوشش داده اند. نتایج الگوهای XRDنشان داد که لایه های بدست امده به خوبی بلوری شده و دارای ساختار اورتورمبیک هستند. مقدار انرژی شکاف نوار لایه ها در محدوده (1.70-1.60لکترون ولت) بدست آمد. نتایج طیف عبوری فرابنفش- مریی نمونه ها نشان داد که لایه های تهیه شده مقدار عبور کمی را در ناحیه مریی دارا بوده و در نتیجه بعنوان یک جاذب مناسب در سلول های خورشیدی میتوانند مورد استفاده قرار گیرند
    کلیدواژگان: لایه نازک، سولفید قلع، خواص نوری، لایه جاذب، حمام شیمیایی
  • ناصر دهقان، عباس بهجت*، حمید رضا زارع صفحات 25-32
    در سلول های خورشیدی پروسکایتی با اصلاح لایه ی انتقال دهنده ی الکترون می توان انتقال الکترون را بهبود بخشید. قبلا در سلول های خورشیدی پروسکایتی از C60 به عنوان لایه ی انتقال دهنده ی الکترون به تنهایی استفاده شده است اما از چندسازه آن به عنوان لایه انتقال دهنده الکترون در سلول های خورشیدی استفاده نشده است. در این تحقیق از کامپوزیت فولرن و تیتانیوم دی اکسید (C60 TiO2+) به عنوان لایه ی انتقال دهنده ی الکترون در سلول خورشیدی پروسکایتی بدون لایه ی انتقال دهنده ی حفره استفاده شده است. نتایج حاکی از این است که هر چند جذب با لایه جاذب سلول کاهش یافته است، اما نمودارهای الگوی پراش ایکس و فوتولومینسانس نشان می دهند بلورینگی پروسکایت بیشتر شده است که که به دنبال آن انتقال بهتر الکترون ها را به همراه دارد.  افزون براین سطح لایه ی انتقال دهنده ی الکترون اصلاح شده است که این امر خود باعث بهبود در عملکرد سلول خورشیدی می شود. در این بررسی بازده سلول های خورشیدی پروسکایتی ساخته شده بدون انتقال دهنده حفره از 8/08 به 9/09 رسیده است.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی پروسکایتی، لایه ی انتقال دهنده الکترون، کامپوزیت C60+ TiO2
  • فاطمه علائی، محمد علی صادق زاده*، فاطمه استواری صفحات 33-39
    در این پژوهش، با استفاده از نظریه ی تابع گرین غیر تعادلی جفت شده با تقریب بستگی قوی، و در نظر گرفتن نزدیک ترین همسایه ها، عملکرد آشکارساز نوری بر مبنای نانوروبان زیگزاگ سیلیسن با الکترودهای آلاییده ی نامتقارن شبیه سازی شد. مشخصه های الکترونی، از جمله ساختار نواری و چگالی حالت های کانال، و خواص ترابردی افزاره نظیر جریان نوری بر حسب انرژی فوتون تابشی و بدون بایاس خارجی و هم چنین جریان تاریک بر حسب ولتاژ اعمالی به درین به دست آمدند. برای ارزیابی نظری عملکرد این افزاره از نور تک رنگ در محدوده ی 124 تا 1240 نانومتر استفاده شده است. بیشترین جریان نوری در این افزاره ناشی از تابشی با طول موج 438 نانومتر بوده که منتج به بازدهی کوانتومی24% ، پاسخ دهی نوری 44/8 و قدرت آشکارسازی109×3/5 جونز شده است. تغییرات جریان کل عبوری از افزاره برحسب ولتاژ اعمالی به درین در شرایط تاریک و تحت تابش نور تک رنگ 438 نانومتر و شدت های مختلف ارزیابی شد. مشخص شد که در ولتاژ معین و با افزایش شدت نور، جریان کل کاهش می یابد که متناظر با کاهش جریان اتصال کوتاه در سلول های خورشیدی سیلیکونی است.
    کلیدواژگان: نانوربان سیلیسن، آشکارساز نوری، جریان فوتونی، پاسخ دهی نوری، بازدهی کوانتومی
  • محمد اجمل خیشکی، محمد قاسم نژند، فرح مرصوصی* صفحات 40-47
    در این پژوهش، ویژگی های زیست حسگری گرافین های مولکولی از جمله کرونین، سیرکوم-کرونین و سیرکوم سیرکوم-کرونین از نظر اندازه، ساختار مولکولی و ویژگی های شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی ها با نرم افزار گوسین به روش نظریه ی تابعی چگالی تحت تابعی و توابع پایه ی B3LYP/6-31G(d,p) انجام شده است. نتایج محاسبات نشان می دهد که از ساختارهای مورد بررسی، دو ساختارهای کرونین و سیرکوم-کرونین به لحاظ ویژگی های فیزیکی همچون انرژی بستگی، و ویژگی های شیمیایی همچون سختی شیمیایی بالا، برای توالی یابی مولکول زیستی DNA پیشنهاد می شود و می توان از این ساختارها حسگرهایی ساخت که قابلیت تشخیص هر چهار نوکلیوبازهای مولکول DNA را داشته باشند.
    کلیدواژگان: حسگرهای زیستی، کرونین، نوکلئوبازهای مولکول DNA، نظریه تابعی چگالی، انرژی بستگی
  • فاطمه شریعتی نیا، محمد رضا فدوی اسلام* صفحات 48-53
    در این پژوهش، تاثیر آهنگ لایه نشانی کاتد آلومینیوم بر ساختار آن و عملکرد دیود نور گسیل آلی (OLED) با ساختار Glass/ITO/PEDOT:PSS/ALq3/AL بررسی شد. آهنگ لایه نشانی آلومینیوم 1/0، 5/0، 1 و nm/s 2 در نظر گرفته شد. ساختار لایه های آلومینیوم توسط پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و میکروسکپ نیروی اتمی (AFM) مطالعه شدند. نتایج مشخصه یابی ساختاری نشان داد که لایه های تهیه شده با آهنگ 1/0 و nm/s 5/0 دارای ساختار بس بلوری مربوط به فاز مکعبی آلومینیوم با قله در راستای صفحه (111) می باشند. ریختار سطح لایه ها دانه ای است. همچنین افزایش آهنگ لایه نشانی آلومینیوم باعث افزایش اندازه دانه ها و زبری سطح آنها می شود. مشخصه یابی جریان - ولتاژ دیودها رفتار دیودی آنها را نشان داد. بطور کلی افزایش آهنگ لایه نشانی کاتد سبب کاهش ولتاژ آستانه دیودها می شود. طیف سنجی نورگسیلی دیودها نشان داد که افزایش آهنگ لایه نشانی کاتد سبب افزایش شدت نور گسیلی آنها می شود، ولی طوج موج نور گسیلی را تغییر نمی دهد.
    کلیدواژگان: دیود نور گسیل آلی، کاتد آلومینیوم، آهنگ لایه نشانی
  • سید ابراهیم موسوی قهفرخی*، حسین طولابی نژاد، ایرج کاظمی نژاد صفحات 54-64
    تحقیق حاضر به ساخت فریت کبالت منگنز در حضور پلی آنیلین پرداخته و ویژگی های ساختاری، مغناطیسی و نوری کامپوزیت حاصل را مورد بررسی قرار می دهد. نمونه ها با استفاده از روش پلیمریزاسیون درجا تهیه شدند. سپس آنالیزهای پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی تبدیل فوریه- مادون قرمز (FT-IR) به جهت مطالعات ساختاری و آنالیزهای FE-SEM و TEM به جهت بررسی مورفولوژی و ریزساختار نمونه های تهیه شده مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی های مغناطیسی نمونه ها به کمک مغناطیس سنج نمونه نوسانی (VSM) مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ویژگی های مغناطیسی نمونه ها نشان داد که مقدار مغناطش اشباع در دو نمونه به ترتیبemu/g 7/53 و 6/18 می باشد. این نتایج نشان می دهند که با استفاده از پلیمر تا حدودی می توان ویژگی های مغناطیسی فریت ها را کنترل کرد. هم چنین ویژگی های اپتیکی نمونه ها توسط آزمایش طیف سنجی جذب مریی - فرابنفش مورد بررسی قرار گرفت. دو گاف اپتیکی با روش تاک eV 19/2 و eV 46/4 و گاف انرژی نواری با استفاده از نمودار PL برای نمونه CoMnFeO4 / PANI، eV 73/2 به دست آمده است.
    کلیدواژگان: نانوذرات CoMnFeO4، روش پلیمریزاسیون درجا، ویژگی های ساختاری، ویژگی های مغناطیسی، ویژگی های نوری
|
  • Seyedeh Mehri Hamidi *, Mahnaz Asadolahsalmanpour, Mohammad Mosleh, Reza Gholami Pages 1-6
    In the past few years, efforts to manufacture small atomic vapor cells have intensified, making it possible to build small, integrated frequency references, miniature optical clocks, and micron and nanometer sensors. In this direction and in order to increase the interaction of light and thermal alkali vapors, the optical interactions of the evanescent field with low optical power have been investigated in a micro-tapered fiber embedded in hot rubidium vapor. The results of transmission spectroscopy in these emerging cells show increased broadening compared to standard rubidium atomic vapor cells. In these micrometer systems, the possibility of nonlinear optical interactions with powers of milli watt-level is provided, despite the broadening of the transition-time much larger than the intrinsic broadening of the atom.
    Keywords: Tapered fiber optic, Rubidium atomic vapor cell, Transit-time broadening, Evanescent field
  • Hakimeh Zare *, Yousef Fazaeli, Ahmad Zia Sherzad, Z. Shahedi, Fatemeh Ostovari, Shahzad Feizi Pages 7-14
    The use of hybrid diagnostic or diagnostic-therapeutic techniques together has accelerated and facilitated the process of cancer diagnosis and treatment and has played an important role in reducing patient mortality. In this regard, nanotechnology has been a leader by integrating nanomaterials and benefiting from their various capabilities, including optical and magnetic properties together. In this study, graphene oxide quantum dots incorporated with sulfur atoms and magnetic groups were synthesized in a simple single-step manner. GO@S-Fe3O4 QDs were characterized with transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), UV–Vis spectroscopy, and vibrating sample magnetometer (VSM). Then, GO @ S-Fe3O4 quantum dots were labeled with high pure [68Ga] GaCl3. The radiochemical purity and stability of the 68Ga@GO@S-Fe3O4 QDs were examined using radio thin layer chromatography (RTLC). In-vivo bio-distribution studies in rat’s tumors were performed by intravenously injection of 68Ga@GO@S-Fe3O4 nanocomposite. Positron emission tomography (PET) imaging was done to investigate the distribution of radiopharmaceuticals in organs and tumor. The highest absorption in the tumor was observed 30 minutes after injection via the tail vein, which is due to the absorption tendency of 68Ga@Fe3O4@ GO nanoparticles in the tumor.
    Keywords: 68Ga, GO quantum dots, S doped nanostructure, Tumor, positron emission tomography (PET) Imaging
  • Seyyedeh Maryam Mohammadi, Alireza Goudarzi *, Reza Sahraei Pages 15-24
    In this study, nanostructured SnS thin films were prepared using two complexing agents of ammonium acetate and hexamethylenetetramine (HMTA) by chemical bath deposition method on the glass andpolyethylene terephthalate (PET) substrate. The effect of complexing agents on surface morphology, structure, optical properties and particle size of the films were investigated by various techniques. The FE-SEM images of the samples showed that the SnS nanoparticles were coated as dense and homogenous on the substrate. The XRD results indicated that the SnS thin films well-crystallized and had orthorhombic crystal structure. The energy gap values of the films varied from 1.06 to 1.07 eV. The results of ultraviolet-visible spectrum of the samples showed that the SnS films had low transmittance values in the visible region, therefore they can be used as an absorber layer in the solar cells.
    Keywords: Thin film, tin sulfide, Optical Properties, Absorber Layer, Chemical bath deposition
  • Naser Dehgan, Hamidreza Zare Pages 25-32
    In perovskite solar cells, electron transfer can be improved by modifying the electron transporting layer. Previously, in perovskite solar cells, only C60 has been used as the electron transfer layer, but not its composite. In this research, the composite of TiO2 and C60 was used as an electron transporting layer in hole-transport-free perovskite solar cells. The results indicate that despite the decrease in abortion by the absorbent layer of the cell, the pattern of X-ray diffraction and photoluminescence show increase in crystallinity of perovskite layer. This results in better electron transfer. In addition, the surface of the electron transporting layer has been modified, which improves the performance of the solar cell. The efficiency of the fabricated perovskite solar cells was increased from 8.08 to 9.09.
    Keywords: Perovskite solar cells, Electron transport layer, TiO2+C60 Composite
  • Fatemeh Alaee, Mohammad Ali Sadeghzadeh *, Fatemeh Ostovari Pages 33-39
    : In this research, a Zigzag edge Silicene Nanoribbons (ZSiNR) photodetector having asymmetric doped source and drain electrodes has been simulated using the tight-binding approximation and taking account first nearest neighbors, coupling to Non-Equilibrium Green Function approach. The electronic characteristics including band energy structure and density of states of the Chanel and transport traits of the device such as photocurrent in terms of incident photon energy in the absent of external bias, moreover the dark current versus applied voltage to the drain have been determined. For theoretical assessment of device performance, monochromatic illumination in the range of has been used. The maximum photocurrent of this device is related to 438 nm illumination which resulted the quantum efficiency of 24%, photoresponsivity of 8.44 A/mW, and detectivity as much as ∼109 Jones. Variations of device total current versus drain voltage in dark and of monochromatic 438 nm illumination with different intensities has been assessed. It is revealed that, in constant applied voltage, as the illumination intensity increases the total device current reduces which is correspond to reduction of short circuit current of silicon solar cells.
    Keywords: Silicene Nanoribbons, Photodetector, Photocurrent, Photo-responsivity, Quantum Efficiency
  • Mohammad Ajmal Khishki, Mohammad Qasemnahznd, Farah Marsusi * Pages 40-47
    Trying to discover the different characteristics of biosensor systems is the most important part of research development in various fields, especially in the field of biomolecular science. In this research, the biosensor properties of molecular graphene (Coronene, Circumcoronene and Circumcircumcoronene) have been investigated for their molecular size and chemical properties. Among the three mentioned structures, two of them (coronene and Circumcoronene) have been selected based on their properties for sequencing DNA molecules. Calculations were performed with the B3LYP hybrid function and 6-31G(d,p) basis set. After performing the necessary simulations and calculations, the results show that these graphene molecular structures can be used as biosensors.
    Keywords: Biosenso, Coronene, DNA, density functional theory, Binding energy
  • Fatemeh Shariatiniya, Mohammad Reza Fadavieslam * Pages 48-53
    In this research, the effect of aluminum cathode deposition rate on its structure and performance of organic light emitting diode (OLED) with Glass/ITO/PEDOT:PSS/ALq3 structure was investigated. The aluminum deposition rate was considered to be 0.1, 0.5, 1 and 2 nm/s. The structure of aluminum films was studied by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FESEM) and atomic force microscope (AFM). The results of structural characterization showed that the films prepared with rates of 0.1 and 0.5 nm/s have polycrystalline structure corresponding to the cubic phase of aluminum with a peak in the direction of the (111) plane. The morphology of the surface of the films is granular. Also, increasing the aluminum deposition rate cause to enhancing the size of grains and their surface roughness. The current-voltage characterization of diodes showed their diode behavior. In general, increasing deposition rate decreases the threshold voltage of the diodes. Light emitting spectroscopy of diodes showed that increasing the deposition rate of cathode cause to enhancing the intensity of their emitted light, but does not change the wavelength of the emitted light.
    Keywords: organic light emitting diode, aluminum cathode, Deposition rate
  • Seyed Ebrahim Mousavi Ghahfarokhi *, Hosien Toulabinezhad, Iraj Kazeminezhad Pages 54-64
    The present research deals with the fabrication and investigation of manganese cobalt ferrite's structural, magnetic and optical properties in the presence of polyaniline. The samples were prepared using in situ polymerization method. Then, the structural characteristics of the samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR), field emission scanning electron microscopy (FESEM), and transmission electron microscopy (TEM). The magnetic properties of the samples were investigated by using Oscillating Sample Magnetometer (VSM). Examining the magnetic properties of the samples showed that the saturation magnetization value in both samples is 53.7 and 18.6 emu/g, respectively. These results show that the magnetic properties of ferrites can be controlled by using a polymer. Also, the optical properties of the samples were investigated by UV/visible absorption spectrometry. Two optical gaps were obtained by the Tauc method, 2.19 eV and 4.46 eV, and band gap energy was obtained at 2.73 eV using the PL for S2 sample.
    Keywords: CoMnFeO4 nanoparticles, in situ polymerization method, structural characteristics, optical characteristics