فهرست مطالب

پژوهش های نوین فیزیک - پیاپی 1 (پاییز و زمستان 1395)

نشریه پژوهش های نوین فیزیک
پیاپی 1 (پاییز و زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/12/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • اباذر حاج نوروزی، رضا افضل زاده *، فائزه قناتی صفحات 1-12
    تولید نانوساختارها با ابعاد مورد نظر یکی از مهم ترین اهداف پژوهش گران است و روش های 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 می پردازیم. کلوئید اولیهZnO به روش معمول با استفاده از هم زن 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 تابش دهی مشخصی که زمان بهینه می نامیم، تا حدود دو برابر میزان آن در کلوئید اولیه افزایش می دهد. این میزان افزایش تولید نانوذرات با توجه به میزان شدت جذب در طول موج لبه جذب به دست می آید. قبل و بعد از زمان بهینه، میانگین شعاع نانو ذرات نسبت به نمونه کلوئید اولیه کوچک تر و تغییرات آن با افزایش زمان تابش دهی به شکل خطی کاهش می یابد. کاهش قطر نانوذرات تحت تابش فراصوت در گزارش های پیشین نیز بیان شده اند که نشان دهنده سازگاری این نتایج با گزارش های پیشین است. آزمایش ها نشان می دهد، نرخ کاهش میانگین شعاع نانوذرات بر حسب زمان، به شرایط تغییر در مدت زمان و شدت پالس تابشی فراصوت بستگی دارد که موید توان بهینه در تابش دهی فراصوتی است. وجود توان بهینه در امواج فراصوتی نیز سازگار با نتایج حاصل از گزارش های پیشین است.
    کلیدواژگان: کلوئید نانوذرات ZnO، پروب فراصوت، طیف جذبی UV، visible، طول موج لبه جذب، حباب فراصوتی
  • منا رستمی، محمد ابراهیم قاضی *، مرتضی ایزدی فرد صفحات 13-30
    در این مقاله ساختارالکترونی و خواص مغناطیسی و اپتیکی نمونه های خالص SnO2 و آلاییده Sn1-xCoxO2 (0625/0، 125/0، 1875/0 و 25/0x=) با استفاده از نظریه تابعی چگالی بررسی می شوند. اثر تهی جای اکسیژن روی خواص ساختاری و مغناطیسی نمونه ها نیز بررسی شد. با بررسی خواص مغناطیسی نمونه های آلاییده مشخص شد که افزایش غلظت آلایش سبب افزایش چگالی ترازهای انرژی مربوط به اوربیتال های d3Co- در نزدیکی تراز فرمی می شود. بررسی فاز پایدار مغناطیسی نمونه های آلاییده نشان داد که در آلایش های 5/12% و 25% فاز پایدار شبکه فرومغناطیس است. حضور تهی جای اکسیژن در نمونه فرومغناطیسی Sn0.875Co0.125O0.9375 نزدیک به یون کبالت منجر به افزایش گشتاور مغناطیسی یون های کبالت می شود. بررسی خواص اپتیکی نمونه خالص و نمونه های 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 بیش تر آن تا 25%، گاف نواری اپتیکی افزایش می یابد. با افزایش آلایش تا 5/12%، شدت مربوط به اولین قله ها در طیف تابع دی الکتریک نمونه ها، هم چنین ضرایب درآشامی و خاموشی افزایش و شدت مربوط به قله های ظاهر شده در محدوده انرژی های بالاتر ازeV6 کاهش می یابند. با توجه به طیف های بازتابندگی و ضریب درآشامی مشخص شد که با افزایش غلظت آلایش تا 5/12% میزان عبور فوتون در ناحیه مرئی کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: نظریه تابعی چگالی، خواص مغناطیسی، اکسید قلع آلاییده با کبالت، خواص اپتیکی، تهی جا
  • مرتضی زرگر شوشتری *، بهمن رستمی، منصور فربد صفحات 31-40
    ابررساتای SmBa2Cu3O7-δ (SBCO) با استفاده از روش واکنش حالت جامدی و هم چنین نانوذرات آلومینا (γ-Al2O3) به روش سل- ژل خوداحتراقی با اندازه متوسط nm70 ساخته و با نانوذرات آلومینای (Al2O3) شرکت سیگما با اندازه متوسط nm50 مقابسه شدند. سپس ابررسانای SBCO را با درصدهای مختلف از نانوذرات آلومینا آلایش داده و خواص آن بررسی شدند و هم چنین ضریب اکسیژن نمونه های ساخته شده به روش تیتراسیون یدمتری اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده نشان دادند که با آلایش ابررسانا با نانوذرات آلومینا، ضریب اکسیژن و دمای بحرانی نمونه ها کاهش می یابد. در بررسی نمودار مقاومت ویژه بر حسب دما، نمونه ها در حالت عادی رفتار نیم رسانایی نشان دادند، یعنی با افزایش دما، مقاومت ویژه کاهش یافت. هم چنین مشاهده شد که چگالی جریان بحرانی نمونه با 1/0 درصد آلایش وزنی، افزایش چشم گیری داشت، اما با افزایش درصد آلایش کاهش پیدا کرد. الگوهای پراش اشعه X نمونه های آلایش داده شده نشان دادند که نانوذرات آلومینا در فرایند ساخت تجزیه نشده و در نتیجه در ساختار بلوری ابررسانا وارد نشده اند. برخی از قله های ابررسانا در الگوی پراش اشعه X نمونه های آلاییده حذف شده و پهنای قله ها نسبت به نمونه خالص بیش تر شده است. بررسی تصویرهای SEM نمونه های آلاییده نشان داد که نانوذرات آلومینا روی دانه ها و مرزدانه های ابررسانا جای گرفته اند.
    کلیدواژگان: ابررسانا، SmBa2Cu3O7، ?، Al2O3، نانوذرات، تیتراسیون یدمتری
  • طاهره سادات سیدی آرانی، فاطمه شهشهانی، رضا ثابت داریانی، بتول سجاد *، سیده زهرا شورشینی صفحات 41-50
    در این مقاله ضریب شکست، ضریب جذب و ثابت های دی الکتریک ویفر سیلیکان نوع p با جهت (100) با استفاده از طیف بازتاب نور از سطح سیلیکان به طور تجربی بررسی شده است. بررسی خواص اپتیکی این ویفر که به عنوان زیرلایه موج بر نوری استفاده می شود اهمیت ویژه ای دارد. ثابت های اپتیکی ویفر سیلیکان با استفاده از روش کرامرزکرونیگ و داده های تجربی طیف بازتاب، محاسبه شده و سپس نتایج با داده های چند مرجع مقایسه شده است. نتایج، توافق خوبی بین ثابت های اپتیکی مراجع و داده های تجربی طیف بازتاب و محاسبه شده برای نمونه موجود در آزمایشگاه به روش کرامرز-کرونیگ وجود دارد.
    کلیدواژگان: ثابت های اپتیکی، ویفر سیلیکان، طیف بازتاب، روش کرامرز، کرونیگ
  • حمدالله صالحی *، بهاره توکلی نژاد صفحات 51-58
    در این مقاله خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی سولفید استرانسیوم در فاز کلرید سدیم بررسی می شود. محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل در چارچوب نظریه تابعی چگالی و با استفاده از نرم افزار Abinit انجام شده است. در این مقاله از شبه پتانسیل بقانرم Teter استفاده شده است. تابع دی الکتریک برای تابش تا حدود ev30 محاسبه شده است. گاف نواری به دست آمده در راستای (X-Γ) 2.285 الکترون ولت است که با دیگر داده های محاسباتی سازگاری خوبی دارد.
    کلیدواژگان: چگالی حالت ها، چگالی ابرالکترونی، شبه پتانسیل، نظریه تابعی چگالی، سولفیداسترانسیوم
  • محسن قاسمی ورنامخواستی *، اسماعیل شهریاری صفحات 59-66
    در این مقاله، به منظور بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها، پوشش نانومتری چندلایه ای با آرایش ZrO2/Ag/ZrO2 (ZAZ) طراحی شده است. ضخامت بهینه برای لایه های ZrO2 و Ag با استفاده از نرم افزار Film Wizard محاسبه شده است. در نمونه بهینه شده، لایه ZrO2 با روش اسپاترینگ Rf و لایه 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 نمونه طراحی و ساخته شده بررسی و با پیش گویی های تئوری مقایسه شدند. نتایج نشان داد که هم خوانی خوبی بین آن ها وجود دارد. مقادیر اندازه گیری شده برای تراگسیل در ناحیه مرئی و بازتاب در ناحیه فروسرخ به ترتیب %93 و %90 است. هم چنین مقاومت الکتریکی سطحی سیستم ساخته شده (□/Ω) 1/13 به دست آمده که مقداری مناسب برای این پوشش ها محسوب می شود. میزان عبور و بازتاب اپتیکی این پوشش نشان دهنده کارکرد مناسب آن برای بهینه سازی مصرف انرژی در آب وهوای گرم است.
    کلیدواژگان: سیستم چندلایه، تراگسیل اپتیکی، بازتاب اپتیکی، مقاومت سطحی، بازتاب دهنده گرمایی
  • محمد مردانی *، حسن ربانی، محمود برزویی صفحات 67-74
    در این مقاله با استفاده از روش تابع گرین در رهیافت بستگی قوی و هم چنین تقریب نزدیک ترین همسایه رسانش الکترونی نانو نوارهای گرافینی دسته صندلی و زیگزاگ متصل به دو هادی فلزی در حضور میدان مغناطیسی موضعی را بررسی می کنیم. نتایج نشان می دهد که وجود شار مغناطیسی در یک نانو نوار دسته صندلی، باعث کوچک تر شدن گاف ذاتی نانو نوار و ایجاد دو ضدتشدید در طیف رسانش می شود. در موردی که تمام حلقه ها حاوی شار مغناطیسی یک نواخت باشند، قسمتی از ناحیه تشدیدی به ناحیه تونل زنی تبدیل شده که نشان دهنده گاف انرژی جدیدی در طیف رسانش است. هم چنین در یک نانو نوار زیگزاگ که به طور ترانس به دو هادی ساده متصل است، در غیاب میدان مغناطیسی چند تشدید فانو در طیف رسانش آن قابل مشاهده است. شار مغناطیسی می تواند آن ها را از بین برده و ضدتشدیدهای جدیدی ایجاد کند.
    کلیدواژگان: تابع گرین، بستگی قوی، نانو نوارهای گرافین، آهارانوف، بوهم
|
  • Abazar Hajnorouzi, Reza Afzalzadeh *, Faezah Ghanati Pages 1-12
    Synthesis of nano scale materials with required size has been fascinating for many researchers and different methods have been developed for controlling the dimensions of particles during synthesis phase. In this paper, the role of ultrasonic irradiations on synthesis of zinc oxide nano particles and the consequent changes of their dimensions are investigated. Primary colloid of zinc oxide was produced using magnetic stirrer and then the colloid was exposed to ultrasonic probe irradiations. For a certain time called optimum time, exposure to ultrasound improves the output of the synthesized ZnO to double the value of the initially produced one. This increase in production of ZnO nano particles is measured by amount of absorption edge. Before and after the optimum time, mean radius of the produced nanoparticles are smaller than the primary one, and linearly reduces along with increasing the exposure time to ultrasound. Similar result is previously reported partially. These experimentation on ZnO show time rate of reaction of particle size depends on pulse time and intensity of the ultrasound exposed.
    Keywords: ZnO nanoparticle colloid, Ultrasonic Probe, UV, visible absorption spectrum, Wavelength absorption edge, Ultrasonic bubble
  • Mona Rostami, Mohammad Ebrahim Ghazi *, Mortaza Izadifard Pages 13-30
    In this paper electronic structure, magnetic and optical properties of pure SnO2 and Sn1-xCoxO2 (x= 6.25%, 12.5%, 18.75% and 25%) samples and effect of Oxygen vacancies on those were investigated using density functional theory (DFT). Density of states and band structure curves show Co doping causes increase in energy surfaces near to the Fermi level. The results of this study showed the ground states of the 12.5% and 25% samples were ferromagnetic. The study of the effects of Oxygen vacancy on 12.5%Co doped- sample revealed that the introducing of vacancies causes increase in magnetic moment of the Co ions. The results were also showed that by increasing the Co concentration up to 12.5% the optical band gap decreases and then by more increasing of Co it increases. The intensity of the first peak in absorption curve increases and the intensity of the other peak above the 6eV decreases. The red shift of peak positions was also observed on absorption curves with increasing Co concentration to 12.5%.
    Keywords: Density Functional Theory, Magnetic properties, Co doped SnO2, Optical properties, Vacancy, Electronic structure
  • Morteza Zargar Shoushtari *, Bahman Rostami, Mansour Farbod Pages 31-40
    SmBa2Cu3O7-δ (SBCO) superconductor is synthesized through the solid state reaction method and also the alumina (γ-Al2O3) nanoparticles with the average size of 70 nm were made through the sol-gel self-combustion method and they were compared with the SIGMA Al2O3 nanoparticles. Then the SBCO superconductor was doped with different percentage of the alumina nanoparticles and its properties were studied and also the oxygen content of the samples was measured by iodometric titration. It was found that the oxygen content and critical temperature of the doped samples reduced. The study of resistivity versus temperature of the samples showed a semiconducting behavior in the normal state; i.e. by increasing the temperature, the resistivity decreased. The critical current density of 0.1 percent doped sample increased significantly, but it decreased by further doping. X-ray diffraction patterns of the doped samples showed that the alumina nanoparticles did not inter into the crystal structure of the superconductor. Also, a few peaks of the X-ray diffraction patterns of the doped samples were absent and the width of the peaks was broadened compared with the undoped sample. SEM images showed that the alumina nanoparticles spread on the surface of the grains and boundaries of the doped samples.
    Keywords: Superconductor, SmBa2Cu3O7-?, Al2O3, Nanoparticles, Iodometric titration
  • Tahereh Sadat Seyedi Arani, Fatemeh Shahshahani, Reza Sabet Dariani, Batoul Sajad *, Seyedeh Zahra Shoorshini Pages 41-50
    In this paper reflection index, absorption coefficient and optical constants of p-type silicon wafer with (100) orientation have been experimentally studied by using reflection spectrum from silicon surface. This wafer has been used as a substrate for fabrication of waveguide, so its optical properties have certain importance. In this paper, optical constants of Si wafer is calculated by using Kramers-Kronig method and reflection spectrum experimental data and then our results are compared with some references. The results have good agreement between optical constants of the references and reflection spectrum experimental data and calculated for existence sample in the Lab by using Kramers-Kronig method.
    Keywords: Optical constants, Silicon wafer, Reflection spectrum, Kramers-Kronig method
  • Hamdollah Salehi *, Bahareh Tavakoli Nejad Pages 51-58
    In this paper the electronic ,structure and optical properties of strontium sulfide in rocksalt phase have been studied. The calculation have been performed using pseudopotential method in the framework of density functional theory (DFT) by Abinit package.in this calculation we used of localized density approximation(LDA) and generaliezed geradient (GGA) approximation. The obtained result have been good agreement with other theory and experimental results.
    Keywords: Charge disturibution, Density of state, Density functional theory, SrS
  • Mohsen Ghasemi Varnamkhasti *, Esmaeil Shahriari Pages 59-66
    In this paper, heat reflecting nanometric multilayer of ZrO2/Ag/ZrO2 (ZAZ) for optimizing energy consumption has been designed. The optimum thickness of ZrO2 and Ag layers was calculated by using the Film Wizard code. In optimized sample, ZrO2and Ag films were deposited by RF sputtering and thermal evaporation technique, respectively. Electrical and optical properties of optimized ZAZ system such as sheet resistance, figure of merit, optical transmittance and reflectance were investigated and compared with the theoretical predictions. According to the results, there is well coincidence between them. The measured value for optical transmittance in visible region and optical reflectance in infrared region was found to be 93% and 90%, respectively. Also, the sheet resistance of ZAZ system was 13.1((□/Ω, which is suitable amount for this coating. The optical transmission and reflection of this coating demonstrate that this structure has good performance for optimization energy consumption in warm climate.
    Keywords: Multilayer system, Optical transmittance, Optical reflectance, Sheet resistance, Heat reflecting
  • Mohammad Mardani *, Hasan Rabani, Mahmoud Borzouei Pages 67-74
    In this paper, we study the electronic conductance of armchair and zigzag graphene nanoribbons in the presence of a local magnetic field by using Green’s function technique at the nearest neighbor tight-binding approach. The results show that the existence of magnetic flux in an armchair nanoribbon causes that the intrinsic gap of the nanoribbon becomes smaller and two anti-resonances are created in the conductance spectrum. Whenever, all rings contain the uniform magnetic flux, a part of resonance region can be converted to a tunneling region which represent a new gap energy. Moreover, in a zigzag nanoribbon which is connected to two simple leads through the trans connection, some Fano resonances can exist at the conductance spectrum in the absence of magnetic flux.
    Keywords: Green's function, Tight, binding, Graphene nanoribbons, Aharonov, Bohm