فهرست مطالب

  • سال نهم شماره 4 (پیاپی 23، زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/12/01
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سمیه بهزاد* صفحات 1-11
    با استفاده از نظریه تابعی چگالی خواص الکتریکی و اپتیکی هگزاگونال بورون نیترید (h-BN) دو لایه تحت کرنش صفحه ای دو محوری بررسی می شوند. محاسبه انرژی کل دو حالت برهم چینش AA و AB نشان می دهد که حالت AB پایدارتر از حالت AA است. h-BN دو لایه دارای گاف نواری غیر مستقیم به اندازه 4.33 eV در راستایK-M است. با اعمال کرنش تراکمی، کمینه نوار رسانش در نقطه M نسبت به تراز فرمی به سمت بالا و لبه نوار رسانش در نقطه به سمت پایین جابجا می شود. به ازای -6% کرنش تراکمی گاف نواری به گاف نواری غیر مستقیم در راستای K- تبدیل می شود. با اعمال کرنش کششی، کمینه نوار رسانش در نقاط K و M نسبت به تراز فرمی به سمت پایین جا بجا می شود و گاف نواری کاهش می یابد. توابع اپتیکی h-BN دو لایه، شامل تابع دی الکتریک، طیف اتلاف انرژی و ضریب شکست، تحت کرنش کششی (تراکمی) به سمت انرژی های کمتر (بیشتر) جابه جا می شوند. محاسبات نشان می دهند که با اعمال کرنش می توان خواص الکتریکی و اپتیکی h-BN دو لایه را تغییر داد که این نتایج می تواند در طراحی نیمرساناهای جدید مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: هگزاگونال بورون نیترید دو لایه، نظریه تابعی چگالی، خواص الکتریکی، تابع دی الکتریک، طیف اتلاف انرژی، ضریب شکست
  • ربابه پناهی نیا*، سهراب بهنیا صفحات 13-24
    جستجو برای یافتن چشمه های انرژی تجدید پذیر تبدیل به چالش مهمی در پیش روی محققان شده است. در سالهای اخیر ترموالکتریسیته به عنوان یک مولد انرژی الکتریکی پاک و سبز شناخته شده است. پدیدهای ترموالکتریک در رژیم غیرخطی حوزه جدیدی در تحقیقات را تشکیل می دهند که پیش بینی می شود کارآیی ترموالکتریک را افزایش بدهند. به نظر می رسد مواد ترموالکتریک ارگانیک (TM) به دلیل دارا بودن ویژگی های خاص خود، فرصت منحصر به فردی را در توسعه مواد ترموالکتریک تجزیه پذیر زیستی، انعطاف پذیر و هوشمند فراهم می کنند. در این مطالعه، ترموالکتریک غیرخطی مبتنی برنانوملکول دی.ان.آ را توصیف می کنیم. مشاهده می شود که با استفاده از اختلاف دما بین منبع و گیرنده، جریان الکتریسیته محسوسی تولید می شود. با تنظیم اختلاف دما، پدیده مقاومت دیفرانسیلی ترموالکتریک منفی (NDTER) را می توان به دست آورد. NDTER به پدیده ای اشاره دارد که در آن جریان الکتریکی با افزایش اختلاف دما کاهش می یابد. علاوه بر این، با تنظیم تفاوت دما بین مخازن سرد و گرم و تغییر درجه حرارت مخزن داغ، جریانهای بار برای جهت در دو جهت متضاد ΔT متفاوت است. این چیزی است که یکسوساز ترموالکتریک نامیده می شود.
    کلیدواژگان: دی.ان.آ، ترموالکتریک ارگانیک زیستی، یکسوساز ترموالکتریک، مقاومت دیفرانسیل ترموالکتریک منفی
  • ابراهیم حیدری*، حمیدرضا ونایی صفحات 25-32
    در این تحقیق، ناپایداری مدولاسیونی امواج سالیتاری ناشی از اندرکنش لیزر پرشدت با یک پلاسمای الکترون- پوزیترون نسبیتی مورد بررسی قرار گرفته است. فاکتور نسبیتی و چگالی ذرات پلاسما به صورت تابعی از پتانسیل های نرده ای و برداری، دمای پلاسما، سرعت سیال پلاسما و سرعت سولیتون و به روش تحلیلی به دست آمده و با بهره گیری از آن معادله حاکم بر مولفه عمودی موج الکترومغناطیسی استخراج شده است. رابطه پاشندگی مربوط به سیستم مورد بررسی به دست آمده و با بهره گیری از کارهای عددی به بررسی تغییرات نرخ رشد ناپایداری مدولاسیونی پرداخته ایم. نشان داده ایم که ناپایداری مدولاسیونی به عدد موج و دامنه موج سالیتاری و دمای تعادلی پلاسما وابسته است. همچنین خواهیم دید که بسته به سرعت نسبی سیال پلاسما و موج سالیتاری، ناپایداری مدولاسیونی رفتارهای متضادی از خود نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ناپایداری مدولاسیونی، رشد ناپایداری، پلاسمای نسبیتی، پلاسمای الکترون- پوزیترون
  • گوهر رستگارزاده*، حسین عباس نژاد صفحات 33-41
    در کار حاضر پرتوهای کیهانی پروتون و آهن در انرژی1017 الکترون ولت و زاویه های سرسویی 20 تا 45 درجه با استفاده از کدCORSIKA و مدل های اندرکنشی انرژی های بالا (QGSJETII04)و مدل های اندرکنشی انرژی پایین GHEISHA2002d و در ارتفاع 1200 متر از سطح دریا (تهران) شبیه سازی شده اند. و با ثبت زاویه سمتی ، مکان و زمان رسیدن ذرات ثانویه نتایج شبیه سازی تحلیل و زمان خیز (rise time) ذرات ثانویه (الکترون ها و میون ها) محاسبه شده است . با بررسی وابستگی زمان خیز به فاصله از محور بهمن و زاویه سمتی ما نشان داده ایم در توزیع سمتی زمان خیز عدم تقارنی وجود دارد که میتواند برای تفکیک جرمی پرتوهای اولیه مورد استفاده قرار بگیرد.
    کلیدواژگان: پرتو کیهانی، بهمن گسترده هوایی، عدم تقارن سمتی زمان خیز، تفکیک جرمی پرتو کیهانی
  • نسا احمدزاده، زینب رشیدیان*، عبدالرحیم بهاروند صفحات 43-55
    گرافین صفحه ای از اتم های کربن است که به صورت یک تا چندلایه (حدود ده لایه) خواص دوبعدی خود را حفظ می کند. در این بین گرافین سه لایه به علت پایداری و فراوانی نسبت به دیگر ساختارها، مورد توجه است. چون تعداد و چگونگی قرارگیری لایه ها نسبت به هم خواص ترابردی ماده و طیف پاشندگی را تغییر می دهد؛ بنابراین در بررسی گرافین سه لایه ساختار برنل ABA به تحلیل هامیلتونی و ساختار نواری آن پرداخته ایم. بررسی ها یک بار در حالت نرمال و بار دیگر در حضور دو نوع پتانسیل انجام شده است. ترابرد الکتریکی قطعه ای از گرافین سه لایه در حضور سد پتانسیل بین دو قطعه نرمال بدون پتانسیل، بررسی شده و نمودار بهنجار شده ی رسانش، از رویکرد لاندائو- بوتیکر تحلیل و ترسیم شده است؛ رسانش بسته به اندازه پتانسیل اعمالی و طول ناحیه میانی می تواند ماکزیموم و مینیموم مقدار خود را داشته باشد؛ یعنی با اعمال هر دو نوع پتانسیل ترابرد بار کنترل می شود. چون تغییرات رسانش بین صفر و یک نمادی برای کاربرد قطعات نانوالکترونیک در ساخت ترانزیستورهای صنعتی on- off با ابعاد بسیار کوچک است؛ در اینجا به بررسی روش های اعمال پتانسیلی پرداخته ایم که می تواند با ایجاد سدپتانسیل الکتریکی، رسانش را در محدوده ی خاصی بین صفر و یک کنترل کند.
    کلیدواژگان: گرافین سه لایه، پتانسیل متناوب، پتانسیل گیت ثابت، رسانش، فرمول لاندائو بوتیکر
  • فرهاد ستاری* صفحات 57-67

    با استفاده از روش ماتریس انتقال بصورت نظری به مطالعه ی خواص ترابردی اسپینی در ابرشبکه ی سیلیسینی در حضور برهم کنش اسپین-مدار راشبای خارجی و کرنش می پردازیم. به دلیل حضور برهم کنش اسپین-مدار راشبای خارجی، رسانش اسپینی و چرخش اسپینی را می توان با قدرت کرنش و برهم کنش اسپین-مدار راشبای خارجی تنظیم کرد. برای مقادیر خاصی از قدرت اسپین-مدار راشبای خارجی الکترون ها فقط در صورتی که چرخش کامل اسپینی انجام دهند مجاز به عبور از ابرشبکه ی سیلیسینی هستند. همچنین رسانش اسپینی را می توان بطور موثر با تعداد سدهای ابرشبکه کنترل کرد، هر چه تعداد سدهای ابرشبکه افزایش پیدا می کند، رسانش اسپینی کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد که با اعمال کرنش در راستای دسته صندلی بر خلاف کرنش در راستای زیگزاگ قطبش اسپینی مشاهده می شود و با افزایش قدرت برهم کنش اسپین-مدار راشبای خارجی افزایش می یابد. همچنین اندازه ی قطبش اسپینی را می توان با قدرت کرنش تنظیم کرد. بیشترین مقدار قطبش اسپینی در یک ابرشبکه ی سیلیسینی با هر تعداد سد پتانسیل در کرنش 2% رخ می دهد.

    کلیدواژگان: ابرشبکه ی سیلیسینی، برهمکنش اسپین-مدار راشبا خارجی، کرنش، چرخش اسپینی، قطبش اسپینی
  • فاطمه مطرودی*، اومبرتو کابررا، دوروتا کورت صفحات 69-75

    در این تحقیق، توانایی روش طیف‌سنجی عدسی نورگرمایی با چیدمان دو لیزر پمپ و پروب پیوسته برای آشکارسازی مقادیر جزیی ناخالصی در آب مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور، غلظت‌های مختلف یون آهن محلول در ترکیب چهار به یک آب و اتانول، مطالعه شد. جهت افزایش حساسیت روش از تقویت‌کننده قفل‌شونده و مدولاسیون شدت باریکه پمپ استفاده شد. همچنین، وابستگی شدت سیگنال نورگرمایی به‌دست آمده بر حسب فرکانس مدولاسیون باریکه پمپ بررسی شد و فرکانس بهینه بر اساس افزایش شدت سیگنال و کم بودن انحراف معیار آن، Hz 6 انتخاب شد. در فرکانس بهینه، حد آشکارسازی این روش برای نمونه یون آهن دو بار یونیزه 20 نانوگرم بر لیتر به‌دست آمد.

    کلیدواژگان: طیف سنجی، عدسی نورگرمایی، یون آهن، آب
  • فرشته چزانی شراهی، مجید منعم زاده*، عباس عبدلی آرانی صفحات 77-85
    در این مقاله، تتراکوارک به عنوان حالت مقید چهار کوارکی با دو پادکوارک سنگین bb ودو کوارک سبک ss، در نظر گرفته می شود. همچنین تتراکوارک، به عنوان یک سیستم دو جسمی متشکل از دو مزون فرض شده، که هر مزون، از یک کوارک سبک و یک پادکوارک سنگین تشکیل شده است. با توجه به سنگین بودن هر مزون، می توان از تقریب بورن-اپنهایمر استفاده نمود. بنابراین معادله شرودینگر، با جایگذاری پتانسیل bb بدست آمده از شبکه QCD، حل خواهد شد. با حل معادلات بدست آمده از معادله شرودینگر، انرژی بستگی و تابع موج تتراکوارک، برای حالت اسکالر ss بدست می آید. در نهایت مقادیر بدست آمده برای انرژی بستگی با مقادیر تعیین شده در سایر مقالات مقایسه می گردد. همچنین، با توجه به نمودارهای تابع موج این ذره، شعاع تتراکوارک تخمین زده می شود.
    کلیدواژگان: انرژی بستگی، تتراکوارک، هادرون های ناشناخته، تابع موج، شبکه QCD
  • یوسف یوسفی*، فاطمه رمضان پور، محمدرضا بنام صفحات 87-95
    پدیده تونل زنی اسپین در آهن ربای تک ملکولی Mn12 با استفاده از روش محاسبه اینستانتونی مطالعه و از حالت همدوس در پارامتر حقیقی در گروه SU(2) به عنوان تابع اولیه استفاده شده است. برای این آهن ربای تک ملکولی، شکافتگی ترازهای انرژی حاصل شده (پله های حلقه پسماند مغناطیسی) مربوط به جمله ای در کنش کلاسیکی می باشد که از فاز بری نتیجه می شود و این جمله باعث تداخل بین مسیرهای تونل زنی (اینستانتون ها) می شود. در محاسبات تحلیلی انجام شده، از فرض خطی بودن جواب های اینستانتونی بر حسب میدان مغناطیسی اعمالی استفاده شده و مشاهده می شود تعداد نقاط خاموش شوی پدیده تونل زنی مغناطیسی ، که همان تعداد پله ها در حلقه پسماند مغناطیسی می باشد، با تعداد نقاط بدست آمده از محاسبات عددی برابر است. البته موقعیت نقاط (اندازه ی میدانی که در آن دامنه تونل زنی صفر می شود) متفاوت است.
    کلیدواژگان: حالت همدوس، تونل زنی اسپین، اینستانتون، برانگیختگی دوقطبی
|
  • Somayeh Behzad * Pages 1-11
    In this study, the electronic and optical properties of bilayer h-BN under in-plane biaxial strain were investigated using density functional theory. The total energy calculations show that the AB stacking configuration is more stable than AA stacking configuration. The strain-free bilayer h-BN has an indirect band gap of 4/33 eV along the K M direction. By applying the compressive strain the conduction band minimum at the M point moves upward and the conduction band edge at the point moves downward. The optical spectra of bilayer h-BN, including the dielectric function and electron energy loss spectrum, move to lower (higher) energies under tensile (compressive) strain.
    Keywords: Bilayer hexagonal boron nitride, Density functional theory, Dielectric function, Electron energy loss spectrum
  • Robabeh Panahinia *, Sohrab Behnia Pages 13-24
    Sources of renewable energy are a major global concern for researchers. In recent years, the thermoelectric power generation from waste heat has appeared as a green and clean energy competitor. Recently, nonlinear thermoelectric phenomena constitute a new area of research, anticipated to enhance thermoelectric response. Organic thermoelectric materials (TM) has been appeared as superior TMs, since they are non-toxic, eco-friendly, and low cost. Herein, bio-organic materials provide a unique opportunity in developing bio-degradable, flexible and smart TM. In this work, we describe nonlinear phonon-thermoelectric DNA based nano devices, driven by temperature biases. Remarkably, we found that by applying a temperature difference between the source and drain, the sensible electric current is generated. The temperature of the hot thermostat and the temperature bias are considered as a control parameter. By modulating the temperature bias, NDTER phenomenon can be achieved. NDTER is referred to a phenomenon in which the charge current decreases by increasing the temperature bias. Moreover, by fixing the temperature bias between cold and hot reservoirs and varying the temperature of hot reservoir, the charge currents are different for the forward and reverse directions of ∆T. This is what called as a thermoelectric rectification.
    Keywords: DNA, bio-organic thermoelectric, Thermoelectric rectification, Negative differential thermoelectric resistance
  • Ebrahim Heidari *, Hamid Reza Vanaie Pages 25-32
    In this study, the modulational instability growth rate of solitary waves due to the interaction of high-intensity laser with relativistic electron-positron plasma is investigated. The relativistic factor and the density of plasma particles are derived analytically as a function of the scalar and vector potentials, plasma temperature, plasma fluid velocity and soliton velocity, and using it the governing equation of vertical component of electromagnetic wave is derived. The dispersion relation of the system is obtained and the variations of the modulational instability growth rate is investigated numerically. It is shown that the modulational instability depends on the wave number and the amplitude of the solitary wave and the unperturbed plasma temperature. Moreover, it is seen that depending on the relative velocity of the plasma fluid and the solitary wave, modulational instability shows opposing behaviors.
    Keywords: Modulational instability, Instability growth, Relativistic plasma, Electron-positron plasma
  • Gohar Rastegarzadeh *, Hossein Abbasnejad Pages 33-41
    In this work, using CORSIKA simulation code with QGSJETII04 and GHEISHA2002d as high and low energy interaction models respectively, proton and iron cosmic ray primaries with 1017 eV energy and 20-45o zenith angle are simulated at the Tehran observation level (1200m above sea level). By using azimuth angle, arrival time and local coordinates of the muon and electron secondaries, rise times of received pulses are calculated. By investigating on the rise time as a function of the distance to the Shower Core for different azimuth angle, It is shown that there is an azimuthal asymmetry in the rise time distribution which can be used for mass discrimination of primary cosmic rays.
    Keywords: Cosmic ray, extensive air shower, Rise time azimuthal asymmetry, Cosmic ray mass discrimination
  • Nesa Ahmadzadeh, Zeinab Rashidian *, Abdolrahim Baharvand Pages 43-55
    Graphene is a two-dimensional carbon-arranged structure in the hexagonal lattice, each cell of which is non- Bravais and consists of two A, B substructures of atoms that can be maintained in ( of one to several layers maximum of its) two-dimensional properties. Trilayer graphene has been studied due to its stability and abundance over other structures. Considering the type and number of layers and how are placed in relation to each other in the properties of the material, causing a different dispersion spectrum, we will see different transport properties in the structures. Thus, in the study of trilayer graphene, the three distinct layers of AAA, the ABA and the ABC–stackeds were introduced and then analyzed by the Hamiltonian analysis and the Bernal strip structure. Investigations have been carried out once in normal and again in the presence of two types of potential, because in the analysis of electrical transport we consider a piece of three-layer graphene in the presence of a potential sandwiched between two normal these are without potential. The electrical transport properties by analyzing the flow diagram, derived from the Landaure-Buttiker approach, indicate that the use of trilayer graphene in the production and construction of transistors.
    Keywords: Trilayer Graphene, Staggered Potential, Gate Potential, Conductance, Landaure Buttike Formula
  • Farhad Sattari * Pages 57-67

    Based on the transfer-matrix method, we theoretically investigate the spin-dependent transport properties in silicene superlattice, with extrinsic Rashba spin–orbit interaction (RSOI), in the presence of strain. Due to the RSOI coupling, spin-inversion can be achieved. The spin resolved conductance and spin- inversion effect can be efficiently tuned by RSOI and strain strength. In addition, for particular values of RSOI strength, electrons with perfect spin-inversion transmit through the silicene superlattice. It is found that the spin conductance can be efficiently controlled by the number of barriers. As the number of barriers increases, spin conductivities decrease. The results indicate that for the armchair direction strain, unlike the zigzag direction the spin polarization can be observed and it increases with increasing the RSOI strength. The magnitude and sign of spin polarization can be manipulated by strain strength. The spin polarization in silicene superlattice for any number of barriers reaches a maximum value at 2% strain.

    Keywords: Silicene superlattice, Extrinsic Rashba spin–orbit interaction, Strain, Spin-inversion, spin polarization
  • Fatemeh Matroodi *, Humberto Cabrera, Dorota Korte Pages 69-75

    In this paper, we studied the potential of photothermal lens spectroscopy technique in detection of trace amounts of contaminants in water. We used experimental setup with two continuum lasers as pump and probe beams. Different concentrations of iron ion solved in combination of 4 to 1 water to ethanol solvent was studied. To increase the technique sensitivity, lock-in amplifier and intensity modulation of the pump beam have been used. Also, the photothermal signal dependence on modulation frequency was investigated and the best working frequency according to signal enhancement and low standard deviation was 6 Hz. The obtained Limit of detection for doubly ionized iron at the optimum frequency was as low as 20 ng/L.

    Keywords: Spectroscopy, Photothermal lens, Iron ion, water
  • Fereshteh Chezani Sharahi, Majid Monemzadeh *, Abbas Abdoli Arani Pages 77-85
    In this paper, Tetraquark is considered as a bound state of 4-quark systems containing two heavy-heavy antiquarks and two light-light quarks ss. Tetraquark is also assumed as a 2-body system consisting of two mesons; each containing a light quark and a heavy quark. BornOppenheimer approximation could be employed due to the mesons’ heavy weight. Hence, the Schrödinger equation may be solved by replacing the ensuing potential from lattice QCD. Having solved the equations, the binding energy and tetraquark wave function are then obtained in scalar ss channel. Finally, obtained values for binding energy are compared with those reported in the literature, and considering the wave function diagrams for the particle, its tetraquark radius is estimated.
    Keywords: Binding Energy, Tetraquark, Exotic hadrons, Wave Function, Lattice QCD
  • Yousef Yousefi *, Fathemah Ramezanpoor, Mohammad Reza Benam Pages 87-95
    Spin tunneling effect in Single Molecule Magnet Mn12 is studied by instanton calculation technique using SU(2) spin coherent state in real parameter as a trial function. For this SMM, tunnel splitting ( steps in hysteresis loop) arises due to the presence of a Berry phase in action, which causes interference between tunneling trajectories (instantons). In the analytical calculation, the assumption of the linearity of the instanton solution in term of applied magnetic field is used. It is observed that the number of quenching points of magnetic tunneling, the number of steps in hysteresis loop, are equal to the number of points obtained from numerical calculation. Of course, the position of the points (the magnitude of the field in which the tunneling amplitude is zero) is different.
    Keywords: coherent state, Spin Tunneling, Instanton, dipole Excitation