فهرست مطالب

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیستم شماره 2 (تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/06/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • فاطمه بازوبند*، احسان میر صفحات 187-193

    یکی از اهداف  بلند مدت در توسعه لیزر الکترون آزاد (FEL) با بهره بالا، کاهش ولتاژ مورد نیاز باریکه الکترونی برای ایجاد یک برهم کنش قوی در دستگاه در یک بسامد معین است. لیزرهای الکترون آزاد نوسانگر (FELO) نقشی اساسی در راستای این هدف ایفا می‎کنند. در این مقاله شبیه سازی یک‎ بعدی نوسانگر لیزر الکترون آزاد با ویگلر تخت در محدوده پرکاربرد تراهرتز انجام گرفته است. اثر روش‎هایی چون پیش‎دسته‎بندی الکترون های ورودی بر افزایش بازده یا طول موثر لیزر مورد بررسی قرار گرفته‎ است. برای بررسی رفتار دستگاه، مجموعه معادلات دیفرانسیلی غیر خطی جفت شده با استفاده از روش رانگ- کوتای مرتبه چهار به‎ طور عددی حل شده و میانگین‎گیری های مربوط به پرتو الکترون با استفاده از روش سیمپسون انجام شده‎اند.

    کلیدواژگان: لیزر الکترون آزاد نوسانگر، شبیه‎سازی یک‎بعدی، ویگلر تخت، پیش‎دسته بندی، انرژی پرتو
  • مریم نصری نصرآبادی، احسان عموقربان*، علی مهدیفر صفحات 195-205

    در این مقاله با به کار بردن روابط کوانتومی ورودی- خروجی برای یک تیغه ناهمسانگرد به بررسی چلاندگی کوادراتوری و پارامتر مندل حالت همدوس چلانده عبوری از یک تیغه متاماده با ضریب شکست منفی و همچنین یک تیغه متاماده هذلولوی می پردازیم. نشان داده خواهد شد که ویژگی های غیر کلاسیکی حالت مزبور در عبور از یک تیغه متاماده با ضریب شکست منفی به شدت کاهش می یابد، در حالی که تیغه متاماده هذلولوی در ناحیه ای که ضریب جذب کوچک دارد تا حدودی ویژگی های غیرکلاسیکی نور چلانده فرودی را حفظ می کند.

    کلیدواژگان: متامواد هذلولوی، نور چلانده، چلاندگی کوادراتوری، پارامتر مندل
  • یونس عظیم زاده*، عباس علی صابری صفحات 207-214

    فیبرهای کلاژن به عنوان بخش مهمی از ماتریس بین سلولی، با توجه به جهت گیری فضایی ممکن است مانع تهاجم سلول های سرطانی شده و یا آن را تشدید نمایند. مدل های فیزیکی مانند ولگشت توانایی قابل توجهی در بازتولید رفتار حرکتی سلول ها دارند. در این مقاله، ما مدلی مبتنی بر ولگشت و حرکت جهت دار برای توصیف حرکت سلول ها پیشنهاد کردیم. ما مقدار انتظاری مربع طول مهاجرت را به عنوان عامل تعیین کننده خطر متاستاز در نظر گرفته و نقش جهت گیری فیبرها را بررسی کردیم. یافته های ما نشان می دهند که جهت گیری فیبرها، همبستگی های فضایی میان این جهت گیری ها و نحوه مهاجرت سلول ها بر خطر متاستاز موثر هستند. ما نهایتا رهیافتی کمی برای بهبود یکی از روش های شناسایی رفتار تومور ارایه کرده ایم.

    کلیدواژگان: مهاجرت سلولی، مدل ولگشت، فیبر کلاژن، تهاجم، متاستاز
  • سعید انصاری*، روح الله جعفری صفحات 215-223

    در این مقاله مدل تعمیم یافته زنجیره کیتایف یک بعدی، یعنی زنجیره ابررسانایی موج p بلند برد را مورد بررسی قرار می دهیم. در مدل بلند برد کیتایف، پارامترهای مربوط به جفت شدگی و تونل زنی فرمیون ها در هامیلتونی بلند برد هستند و شدت آنها، مستقل از یکدیگر، با عکس فاصله بین نقاط شبکه به توان یک نما- با افزایش فاصله بین نقاط شبکه- کاهش می یابد. در این مدل، وجود مدهای لبه ای بدون جرم مایورانا و همچنین مدهای لبه ای جرم دار دیراک را با روش قطری سازی دقیق و نیز با محاسبات تحلیلی بررسی می کنیم. قطری سازی دقیق حاکی از وجود هر دو نوع مد لبه ای بدون جرم و جرم دار در طیف انرژی است. همچنین با محاسبه عدد پیچش، که ناوردای توپولوژیکی است، نمودار فاز و گذار فازهای توپولوژیکی این مدل را به دست می آوریم.

    کلیدواژگان: ابررسانایی موج p، زنجیره کیتائف، گذار فاز توپولوژیکی، مدهای مایورانا، برهم کنش بلند برد
  • منصوره پشنگ پور* صفحات 225-234

    به تازگی فاز گرافین گونه از اتم های بور روی زیر لایه) 111 Al (سنتز شده است، این ماده دو بعدی که بدون زیر لایه ناپایدار است پس از ترکیب با اکسیژن به ساختار پایداری تبدیل می شود. در پژوهش حاضر، خواص مکانیکی و انتقال الکترونی اکسید بوروفین گرافین گونه (g-B2O) در چارچوب نظریه تابعی چگالی و تابع گرین غیر تعادلی مطالعه شده است. برای این منظور چگالی حالات کلی و جزیی، ساختار نوارهای انرژی، چگالی بار، ثابت های کشسانی، مدول یانگ، نسبت پواسون، رسانش کوانتمی و نمودارهای جریان- ولتاژ در کرنش های کوچک تک محوری و دو محوری محاسبه شده اند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که g-B2O فلز است و نقاط دیراکی با رابطه پاشندگی در مکان هایی بالاتر و پایین تر از تراز فرمی دارد. علاوه بر این نمودارهای جریان- ولتاژ، رفتار اهمی این ماده را نشان می دهد. نمودارهای جریان- ولتاژ نشان می دهد که کرنش مثبت باعث می شود چگالی جریان در جهت آرمچیر () کاهش و در جهت زیگزاگ () نسبت به حالت بدون کرنش افزایش یابد. کرنش های مثبت دو محوری و تک محوری در جهت آرمچیر تقریبا با رفتاری مشابه، بیشترین تغییرات را در  و  ایجاد کرده اند. کرنش منفی نیز در جهت زیگزاگ بیشترین افزایش  را سبب شده است. کرنش منفی تک محوری در جهت آرمچیر و دو محوری تقریبا با رفتاری مشابه، بیشترین (کمترین) تغییرات در را ایجاد کرده است. چگالی جریان ناهمسانگرد در راستاهای زیگزاگ و آرمچیر و همچنین قابلیت کنترل این ناهمسانگردی توسط کرنش های مثبت و منفی، استفاده از این ماده دو بعدی را در ادوات نانوالکترونیکی مناسب می سازد.

    کلیدواژگان: اکسید بوروفین گرافین گونه، نظریه تابعی چگالی، چگالی حالات، مدول یانگ، انتقال الکترونی
  • سمیه محمدی عبده وند، احسان عموقربان*، علی مهدی فر صفحات 235-244

    در این مقاله به مطالعه ی فاز هندسی یک اتم دو ترازی در مجاورت یک تیغه ی دی الکتریک می پردازیم. بدین منظور، با به کاربردن معادله ی تحول زمانی فون-نویمن، ویژه مقادیر و ویژه بردارهای عملگر چگالی کاهش یافته ی سامانه اتمی را بدست می آوریم. سپس جابجایی لمب و آهنگ های گذار سامانه اتمی را برحسب تانسور گرین الکترومغناطیسی بدست می آوریم. در نهایت با محاسبه ی تانسور گرین الکترومغناطیسی سامانه و استفاده از رهیافت سینماتیک، فاز هندسی سامانه ی اتمی در مجاورت تیغه ی دی الکتریک را بررسی خواهیم کرد. نشان خواهیم داد که می توان از فاز هندسی به عنوان یک کاوه ی حساس به امواج پلاریتون-فونون های سطحی استفاده نمود.

    کلیدواژگان: فاز هندسی، پلاریتون- فونون های سطحی، تانسور گرین، جابه جایی لمب و آهنگ های گذار
  • فاطمه یداللهی فارسانی*، مجید جعفری، الیاس شهسواری، حمیده شاکری پور، هادی سلامتی صفحات 245-257
    هدف از این مطالعه بررسی ویژگی های ترکیب La0/6Sr0/4Fe0/8Mn0/2O3-δ (LSFM) به عنوان کاتد پیل های سوختی اکسید جامد دمای میانی است. ماده LSFM با استفاده از روش سل- ژل تهیه شد. خواص ساختاری، الکتریکی و الکتروشیمیایی آن با پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، اندازه گیری مقاومت ویژه به روش چهار میله ای دمای بالا (HTRM) و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) بررسی شد. الگوهای XRD  نشان داد که LSFM دارای ساختار رومبوهدرال و گروه فضایی R-3c است و ترکیب LSFM دارای پایداری شیمیایی با الکترولیت زیرکونیای پایدار شده با ایتریم (YSZ)، است. رسانندگی ویژه (Conductivity) نمونه با افزایش دما از دمای اتاق، افزایش یافت و بیشترین رسانندگی ویژه در دمای 739 درجه سانتی گراد مشاهده شد و مقدارآن برابر با S.cm-1 64/3 به دست آمد. مقادیر مقاومت ویژه سطحی (ASR) کاتد LSFM برای دماهای 600، 650، 700، 750، 800 درجه سانتی گراد، به ترتیب 69/1، 01/1، 63/0، 52/0 و  Ω.cm2 45/0 است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی اکسید جامد، کاتد، رسانندگی ویژه الکتریکی، مقاومت ویژه سطحی
  • حمیدرضا البرزنیا*، سید تقی محمدی صفحات 259-265

    با استفاده از نظریه تابع چگالی بر پایه محاسبات اولیه، در این مقاله نانو ساختار جدید دی سولفید ژرمانیوم (GeS2) معرفی می شود. محاسبه انرژی همبستگی نشان می دهد که ساختار پیشنهادی از پایداری ترمودینامیکی خوبی برخوردار است. همچنین محاسبه نمودار پاشندگی فونونی به وسیله نرم افزار کوانتوم اسپرسو، پایداری دینامیکی این ترکیب را تایید می کند. نتایج محاسبات نشان می دهد که دی سولفید ژرمانیوم، یک نیمرسانا با گاف انرژی غیر مستقیم حدود 9/0 الکترون ولت است که با اعمال تنش و کرنش دو محوره قابل تنظیم است. محاسبات نوری نشان می دهد که نانو ساختار پیشنهادی در ناحیه مریی در برابر تابش فرودی، میزان جذب و بازتاب بسیار کمی را از خود نشان می دهد، این در حالی است که این ماده در ناحیه فرابنفش موج الکترومغناطیسی نه تنها جاذب خوبی است، بلکه بازتابش نسبتا بالایی هم دارد. این خاصیت مبین آن است که این نانو ساختار می تواند در ساخت ابزارهای نوری و به طور خاص در ساخت حفاظ نور فرابنفش مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: نظریه تابع چگالی، دی سولفید ژرمانیوم، خواص الکترونیکی، خواص نوری
  • ایمان سرگلزهی* صفحات 267-272

    سامانه کوانتومی S، در حال برهم کنش با محیط E، را در نظر بگیرید. یک موضوع مهم، در نظریه سامانه های باز کوانتومی، این است که آیا می توان تحول کاهش یافته سامانه را با یک نگاشت خطی بیان کرد یا خیر. دومینی، شبانی و لیدر، یک چارچوب کلی برای تحول کاهش یافته خطی هرمیتی ارایه کرده اند. همچنین، نشان داده شده است که، در واقع، این چارچوب کلی ترین چارچوب ممکن است: تحول کاهش یافته سامانه S خطی است اگر و فقط اگر بتوان آن را در قالب چارچوب دومینی- شبانی- لیدر فرمول بندی کرد. این نتیجه در قالبی نسبتا مجرد ارایه شده است. در این مقاله، می خواهیم همین نتیجه را به شکلی قابل استفاده تر، در مثال های فیزیکی، اثبات کنیم.

    کلیدواژگان: سامانه کوانتومی باز، نگاشت هرمیتی، نگاشت خطی
  • آمنه ناصری، مرصع صمدی، علی پورجوادی، علیرضا مشفق* صفحات 273-280

    در این تحقیق، نانوالیاف هیبریدی (ZCN)  ZnO/g-C3N4 حاوی غلظت های مختلفی از نانوصفحات g-C3N4، با استفاده از روش الکتروریسی سنتز شدند و سپس در دمای 460 درجه سانتی گراد در مدت زمان یک ساعت در کوره پخت شدند. بر اساس مشاهدات تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، قطر متوسط نانوالیاف، 55 نانومتر اندازه گیری شد. با بررسی و تحلیل طیف فروقرمز تبدیل فوریه (FTIR)، حضور ZnO و نانوصفحات g-C3N4 در نانوالیاف تایید شد. فعالیت فوتوکاتالیستی این نانوالیاف، تحت نور فرابنفش (UV) بررسی شد و مشخص گردید که نانوالیاف 5/0 ZCN حاوی 5/0 درصد وزنی از g-C3N4، بیشترین فعالیت فوتوکاتالیستی را در مقایسه با دیگر فوتوکاتالیست ها از خود به نمایش گذاشته است. بر طبق تحلیل نتایج اپتیکی نمونه ها و به ویژه اندازه گیری های فوتولومینسانس (PL)، این بهبود خواص فوتوکاتالیستی می تواند ناشی از کاهش آهنگ بازترکیب حامل های بار در این نانوالیاف نسبت به نمونه های خالص ZnO و g-C3N4 باشد.

    کلیدواژگان: نانوالیاف هیبریدی ZnO، g-C3N4، الکتروریسی، فعالیت فوتوکاتالیستی، نور فرابنفش
  • محمدحسین زارعی* صفحات 281-291

    این یک موضوع شناخته شده است که با جایگزین کردن وزن های بولتزمنی مدل آیزینگ کلاسیکی در دامنه های تابع موج حالت پایه کد چنبره ای، گذار فاز کلاسیکی در مدل آیزینگ به یک گذار فاز توپولوژیکی در یک مدل کوانتومی مختل شده از کد چنبره ای نگاشته می شود. از آنجایی که چنین گذار فازهای توپولوژیکی بر خلاف گذار فاز های معمولی توسط یک پارامتر نظم موضعی قابل توصیف نیستند، بررسی این که چه پارامتر نظمی می تواند گذار فاز توپولوژیکی بالا را توصیف کند، چالش مهمی است. در این مقاله، به کمک تکنیکی ساده مبتنی بر نگاشت بین مدل آیزینگ کلاسیکی و حالت پایه کد چنبره ای، پارامتر نظمی غیر موضعی برای گذار فاز توپولوژیکی پیدا خواهیم کرد که به خوبی ماهیت توپولوژیک گذار را آشکار می کند. نشان می دهیم که این پارامتر در واقع یک نوع پارامتر نظم ریسمانی است که در برخی دیگر از مدل ها نیز به عنوان مشخصه گذار فازهای توپولوژیکی پیشنهاد شده است.

    کلیدواژگان: گذار فاز توپولوژیکی، کد کوانتومی چنبره، پارامتر نظم غیر موضعی، مدل آیزینگ
  • سید حسین هندی*، علی دهقانی صفحات 293-309

    در این مقاله، جواب های سیاه چاله ای مجانبا آنتی دوسیته گرانش جرم دار در حضور میدان الکترومغناطیسی غیرخطی نظریه توانی ناوردای ماکسول، در ابعاد دلخواه، بررسی و کنش اقلیدسی متناظر با این جواب ها ارایه می گردد. با استفاده از کنش اقلیدسی متناهی، تابع پارش گرانشی در آنسامبل کانونی در تمامی ابعاد محاسبه شده و سپس کمیت-های ترمودینامیکی متناظر با سیاه چاله های توپولوژیکی بدست می آید. با توسعه فضای فاز ترمودینامیکی، یعنی با در نظر گرفتن ثابت کیهان شناسی منفی متناسب با فشار ترمودینامیکی، قانون اول ترمودینامیک و سازگاری آن با رابطه اسمار بررسی می شود. در ادامه، معادله حالت حاکم بر سیاه چاله های توپولوژیکی در این مقاله، جواب های سیاه چاله ای مجانبا پاددوسیته گرانش جرم دار در حضور میدان الکترومغناطیسی غیرخطی نظریه توانی ناوردای ماکسول، در ابعاد دلخواه، بررسی و کنش اقلیدسی متناظر با این جواب ها ارایه می شود. با استفاده از کنش اقلیدسی متناهی، تابع پارش گرانشی در آنسامبل کانونی در تمامی ابعاد محاسبه شده و سپس کمیت های ترمودینامیکی متناظر با سیاه چاله های توپولوژیکی به دست می آید. با توسعه فضای فاز ترمودینامیکی، یعنی با در نظر گرفتن ثابت کیهان شناسی منفی متناسب با فشار ترمودینامیکی، قانون اول ترمودینامیک و سازگاری آن با رابطه اسمار بررسی می شود. در ادامه، معادله حالت حاکم بر سیاه چاله های توپولوژیکی به دست آمده و ثابت می شود که معادله نقاط بحرانی این سیاه چاله ها نشان دهنده گذارفازهای سیاه چاله ای مشابه با گذارفازهای واندروالسی، شبه واندروالسی و جامد/مایع/گاز (مرتبط با نقطه سه گانه) در دستگاه های معمول ترمودینامیکی است. به طور ویژه، گذارفاز واندوالسی در ابعاد ، گذارفاز شبه واندروالسی در ابعاد  و گذارفاز متناظر با نقطه سه گانه، یعنی گذارفاز سیاه چاله ای کوچک/متوسط/بزرگ در ابعاد  مشاهده می شوندبه دست آمده و ثابت می-شود که معادله نقاط بحرانی این سیاه چاله ها نشان دهنده گذارفازهای سیاه چاله ای مشابه با گذارفازهای واندروالسی، شبه واندروالسی و جامد/مایع/گاز (مرتبط با نقطه سه-گانه) در سیستم های معمول ترمودینامیکی است. به طور ویژه گذارفاز واندوالسی در ابعاد 4 و بیشتر ، گذارفاز شبه واندروالسی در ابعاد 6 و بیشتر و گذارفاز متناظر با نقطه سه-گانه، یعنی گذارفاز سیاه چاله ای کوچک/متوسط/بزرگ در ابعاد 6 و بیشتر مشاهده می شوند.

    کلیدواژگان: شیمی سیاه چاله ها، گرانش جرم دار، نظریه توانی ناوردای ماکسول
  • سیما رستگار*، سعید عابدین پور هرزند صفحات 311-321

    در این مقاله، ما به مطالعه ساختارهای دو لایه ای پرداخته و اثرات ناپایداری موج چگالی و استتار ناخالصی را در ساختارهای دو لایه ای بر پایه گرافین بررسی می کنیم. ما ساختارهای دو لایه ای را در نظر می گیریم که حداقل یکی از لایه ها از جنس گرافین و لایه دوم می تواند گرافین، گاز الکترونی دو بعدی یا ساختارهای دو بعدی دیگر باشد. تابع دی الکتریک استاتیک ساختارهای دو لایه ای را در تقریب فاز تصادفی (RPA) به دست آورده و امکان شکل گیری ناپایداری موج چگالی را با تغییر پارامترهای مختلف سیستم مانند چگالی الکترونی و فاصله بین لایه ها بررسی می کنیم. در این بررسی ها ملاحظه می شود که هیچ گونه ناپایداری در ساختارهای دو لایه ای شامل ترکیب های مختلفی از گرافین، گاز الکترونی دو بعدی و گرافین گاف دار، مشاهده نمی شود. در ادامه با استفاده از تابع دی الکتریک استاتیک و قرار دادن یک ناخالصی در لایه اول، بررسی می کنیم که این ناخالصی در لایه اول و دوم چگونه استتار می شود

    کلیدواژگان: گرافین، ساختارهای دو لایه ای، تابع دی الکتریک، تقریب فاز تصادفی، ناپایداری موج چگالی، استتار
  • رضا قرائی*، سارا محمدی صفحات 323-341

    بر پایه مدل میکروسکوپی واپیچش- دوگانه (DF) همراه با برهم کنش های نوکلیون- نوکلیون (NN) وابسته به چگالی (DD) از نوع نیروی های موثر M3Y-Paris (شامل DDM3Y1، CDM3Y4 وBDM3Y1)، مطالعه ای را روی ضریب کشش سطحی هسته ای γ صورتمندی مجاورت برای گذار ذره آلفا از حالت پایه 230 هسته مادر با اعداد اتمی 99-61=Z  به حالت پایه هسته های دختر متناظر انجام داده ایم. در حقیقت، مقاله حاضر را می توان تعمیمی بر پژوهش انجام شده توسط قرایی و محمدی در سال 2019 دانست که در آنجا تمرکز تنها برروی یک نسخه از نیروهای M3Y، یعنی CDM3Y6، بوده است. براساس رویکرد معرفی شده در مقاله حاضر تلاش کرده ایم تا با تلفیق دو مدل پتانسیل DF و مجاورت ضمن ارایه رویکردی جدید برای محاسبه مقادیر ضریب کشش سطحی γ در واپاشی های آلفا، به بررسی رفتار ضرایب محاسبه شده برحسب پارامتر عدم تقارن سیستم های آلفا- هسته انتخابی بپردازیم. نتایج این بررسی فرمول بندی جدیدی را برای ضریب γ پتانسیل مجاورت پیشنهاد می دهد که به طور مستقیم به انتخاب نوع برهم کنش ها وابسته است. در فاز دوم محاسبات این مقاله اعتبار فرمول پیشنهاد شده برای ضریب انرژی سطحی را مورد ارزیابی قرار دادیم. برای دستیابی به این هدف، پس از اعمال رابطه پیشنهادی در صورتمندی نسخه اصلی پتانسیل مجاورت، یعنی مدل Prox.77، مقادیر تیوری نیمه عمر را برای تمامی واپاشی های انتخابی در چارچوب تقریب WKB محاسبه کرده ایم. نتایح حاصل از مدل های اصلاح شده Prox. New (DDM3Y1)، Prox. New (CDM3Y4) و Prox. New (BDM3Y1) را با مقادیر متناظر تجربی و همچنین آنهایی که از مدل پتانسیل Prox.77 به دست آمده اند، مقایسه کرده ایم. مقایسه صورت گرفته آشکار می سازد که در بین چهار مدل پتانسیل مورد بحث، مدل های Prox. New (CDM3Y4)، Prox. New (DDM3Y1) به ترتیب کمترین میزان انحراف از داده های متناظر تجربی را در محدوده واپاشی های انتخابی ارایه می دهند. در مطالعه حاضر، وجود خاصیت لایه ای در هسته ها و همچنین اعتبار قانون گایگر- نوتال براساس مدل های اصلاح شده مجاورت مورد ارزیابی قرار گرفته است. علاوه بر این، نیمه عمرهای حاصل از مدل پیشنهادی  Prox. New (CDM3Y4)با فرمول های تجربی مختلف مقایسه شده اند. در نهایت نیز نیمه عمرهای واپاشی های آلفا در محدوده عناصر فوق سنگین با اعداد اتمی Z=117-120 تخمین زده شده اند.

    کلیدواژگان: واپاشی های آلفا، ضریب انرژی سطحی، برهم کنش های نوکلئون- نوکلئون وابسته به چگالی، دیدگاه پتانسیل مجاورت، پتانسیل واپیچش- دوگانه
  • فاطمه بامدادی، فاطمه آبیار فیروزآبادی*، رضا بهجت منش اردکانی صفحات 343-353

    در این مقاله، پایداری و خواص ساختاری و الکترونی نانو خوشه های Gen و EuGen-1 با 20 و 15، 12-2=n با استفاده از محاسبات کوانتومی با بسته نرم افزاری FHI-aims بر پایه نظریه تابعی چگالی، بررسی شده اند، سپس پایدارترین ساختار نانو خوشه های خالص ژرمانیم و ناخالص آن با یوروپیم برای بررسی اولین انرژی یونش با استفاده از روش برهم کنش پیکربندی خوشه های تقارن سازگار انتخاب شد. با بررسی انرژی اتصال برای ساختار های مختلف هر نانو خوشه، مشخص شد که با افزایش اندازه نانو خوشه، پایداری سیستم به طور کلی افزایش می یابد و پایدارترین ساختارهای نانو خوشه های EuGen به جز 11=n، از جانشین شدن یک اتم Eu به جای یک اتم ژرمانیم در پایدارترین ساختارهای Gen+1 به دست می آید، همچنین در اینجا، شکاف انرژی و اختلاف انرژی دوم (E2∆) برای نانو خوشه های پایدار خالص و آلیاژ شده، محاسبه شد. بررسی انرژی اولین یونش و اختلاف انرژی دوم تایید می کند که خوشه های 7 و 10 اتمی ژرمانیم خالص و همچنین 8EuGe و 10EuGe از خوشه های ناخالص، پایدارترین نانو خوشه ها هستند.

    کلیدواژگان: نانو خوشه ژرمانیم، نرم افزار FHI-aims، پتانسیل کامل، انرژی اولین یونش، اختلاف انرژی دوم، شکاف انرژی
  • حمیدرضا رستگار سدهی*، رضا خرداد صفحات 355-363

    در این مقاله، گرمای ویژه یک گرافن تک لایه ای در حضور اثر پولارون بررسی می شود. بدین منظور، در ابتدا الکترونی را در نظر می گیریم که با یک فونون آکوستیکی در سطح گرافن با ناخالصی کولنی قرار دارد. سپس، حالت پایه انرژی این پولارون را با استفاده از روش وردشی و تبدیل یکانی به دست می آوریم. برای محاسبه گرمای ویژه در مواد مختلف نظیر سیلیسیم کاربید، اکسید هافنیم، بورن نیترید و اکسید سیلیس از ترمودینامیک نافزونور استفاده می کنیم. تغییرات گرمای ویژه را با پارامتر کولنی، میدان مغناطیسی، دما و بار الکتریکی برای این مواد مورد مطالعه قرار می دهیم.

    کلیدواژگان: گرافن، گرمای ویژه، پولارون، آنتروپی سالیس
  • رسول عالی پور*، محمدتقی توسلی صفحات 365-371

    در این مقاله روشی جدید برای اندازه گیری همدوسی فضایی باریکه های نوری با استفاده از نقش پراش فرنل تشکیل شده از پله یک بعدی در بازتاب ارایه می شود. تابع همدوسی فضایی از نسبت دامنه تبدیل فوریه توزیع شدت پراش باریکه نور چشمه دلخواه از پله به دامنه تبدیل فوریه توزیع شدت پراش باریکه نور همدوس از پله تعیین می گردد. نقاط قوت این روش امکان بررسی همزمان همبستگی تمام جفت نقاط در یک امتداد، استفاده از چیدمان تجربی بسیار ساده و ارزان، و عدم نیاز به اندازه گیری در بیش از دو نقش پراش است. با استفاده از این روش همدوسی فضایی باریکه های شل گاوسی به صورت نظری و تجربی بررسی می شود.

    کلیدواژگان: همدوسی فضایی، پراش فرنل، پله فاری، تبدیلات فوریه
  • روح الله فرقدان*، ریحانه عبدی صفحات 373-382

    در این مقاله به بررسی امکان تولید جریان الکتریکی وابسته به اسپین، با استفاده از تابش نور بر نانونوارهای آرمچیری دی کالکوژنید فلزات واسطه می پردازیم. به منظور شبیه سازی جریان های اسپینی القا شده توسط نور، از برهم کنش نور با ماده در مدل تابع گرین غیر عادلی استفاده می شود. با توجه به جفت شدگی اسپین- مدار ذاتی در ساختار MoS2، WS2،MoSe2  و  WSe2به عنوان معروف ترین ترکیبات دی کالکوژنید فلزات واسطه، جریان الکتریکی نوری وابسته به اسپین بدون نیاز به هیچ یک از عوامل مغناطیسی خارجی ایجاد می شود. با اعمال میدان الکتریکی عرضی مناسب می توان مقدار و محل وقوع قله های نمودار بازده کوانتومی را تنظیم و جریان الکتریکی نوری وابسته به اسپین را بهینه سازی کرد. جریان الکتریکی نوری با قطبش کامل اسپینی، بازده کوانتومی بالا (تقریبا تا 50 درصد)، جذب نور در محدوده وسیعی از طول موج ها از فرابنفش تا فروسرخ، تفاوت در نتایج اپتیکی با توجه به نوع اسپین حامل های بار به صورتی که تمام موارد فوق با اعمال میدان الکتریکی عرضی مناسب قابل تنظیم خواهند بود، بیانگر کارایی بالای آشکارسازهای نوری- اسپینی مبتنی بر نانونوارهای دی کالکوژنید فلزات واسطه و اهمیت تلاش برای بهبود بخشیدن به طراحی و عملکرد این نوع از آشکارسازها در زمینه اسپین- اپتوالکترونیک هستند.

    کلیدواژگان: اسپین- اپتوالکترونیک، نانونوارهای دی کالکوژنید فلزات واسطه، بازده کوانتومی، قطبش کامل اسپینی
  • حسگر حالت جامد نانو میله های اکسید روی برای تشخیص گاز متان در دمای اتاق
    شه روز نصیریان*، سعید کاردر صفحات 373-382

    در تحقیق حاضر، نانومیله های اکسید روی (ZnO) توسط روش ساده ی هیدروترمال سنتز شده و خصوصیات حسگری گاز متان آنها تحت حجم های مختلف گاز و رطوبت های نسبی متفاوت در دمای اتاق مطالعه شده است. خصوصیت یابی نانو میله های ZnO با استفاده از پراش پرتو (XRD) X و میکروسکوپ الکترونی روبشی اثر میدانی (FE-SEM) بررسی شد. نتایج ایجاد فاز وورتزیت در ساختار شش گوشه ای بلورینه شده با معماری متخلخل را نشان داده است. بیشترین پاسخ %1/77 در 15/0 درصد حجمی گاز متان و رطوبت نسبی 30% بدست آمده، اگر چه کمترین پاسخ %2/32 در 037/0 درصد حجمی گاز متان و رطوبت نسبی 90% حاصل شده است. همچنین حداقل زمان پاسخ/زمان باز احیایی برابر با 4/95 ثانیه/ 9/45 ثانیه در غلظت 15/0 درصد حجمی گاز بدست آمده است. حسگر حالت جامد نانو میله های ZnO پاسخ زیاد و انتخاب پذیری مناسبی به حضور گاز متان نسبت به دیگر اجزاء هوا و در شرایط محیطی نشان داده است. در نهایت، به تفضیل ساز و کار حسگری گاز متان در حسگر نانومیله های ZnO مورد بحث قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: نانو میله های اکسید روی، حسگر گاز، گاز متان، دمای اتاق، رطوبت نسبی
  • محمد بخشیان*، حسین عباسی صفحات 393-399

    آشکارسازی سیگنال های ضعیف از جمله مسایل مهم در طیف سنجی است. از مهم ترین پارامترهای این حوزه نسبت سیگنال به نوفه است که تاثیر قابل توجهی در دقت داده های نهایی دارد. در همین راستا یکی از موفق ترین راهکار ها برای افزایش نسبت سیگنال به نوفه، استفاده از روش مدولاسیون شدت است. در این روش، ابتدا شدت سیگنال اولیه مدوله می شود و پس از ورود به دستگاه طیف سنج، به وسیله تقویت کننده قفل فازی، دمدوله، تقویت و در نهایت از بین نوفه های مختلف سیگنال مورد نظر بازیابی می شود. شبیه سازی ابزاری بسیار مفید برای این منظور است.  شبیه سازی، این امکان را به کاربر می دهد تا پارامترهای مرتبط را در شرایط اولیه مختلف بررسی کند و آنها را بهینه سازد. مقاله حاضر با استفاده از زبان برنامه نویسی گرافیکی لب ویو، به طراحی تقویت کننده قفل فازی اختصاص دارد.

    کلیدواژگان: طیف سنجی، نسبت سیگنال به نوفه، مدولاسیون شدت، دمدولاسیون، تقویت کننده قفل فازی، لب ویو
|
  • F .Bazouband *, E .Mir Pages 187-193

    One of the long-term objectives in the development of high gain free electron lasers (FEL) is to reduce the necessary electron beam voltage for a strong FEL interaction at a given frequency. FEL oscillators (FELOs) play the main role to this end. In this paper, the simulation of one dimensional FELO with planar wiggler is done at the applicable Tera-hertz regime. The effect of pre-bunched electron beam on the gain improvement or on the laser length is investigated. To study the evolution of system, a set of self-consistent nonlinear differential equations are solved numerically by the Runge-Kutta method and the averaging of electron beam is done by the Simpson method.

    Keywords: free electron laser oscillator, one dimensional simulation, planar wiggler, energy, pre-bunching of beam
  • M .Nasri Nasrabadi, E. Amooghorban *, A. Mahdifar Pages 195-205

    In this paper, by using the quantum input-output relations for an anisotropic slab, we investigate the quadrature squeezing and Mandel parameter of the transmitted squeezed coherent state through a metamaterial slab with negative refractive index and also a hyperbolic metamaterial slab. It will be shown that the nonclassical properties of the aforementioned state decrease sharply in passing through the negative refractive index slab. While, the hyperbolic metamaterial slab with a small absorption coefficient can somewhat retain the nonclassical properties of the incident squeezed light.

    Keywords: hyperbolic metamaterial, squeezed light, quadrature squeezing, Mandel parameter
  • Y. Azimzade *, A. A. Saberi Pages 207-214

    Collagen fibers can both inhibit and promote cellular migration, based on their orientation. Physical models such as Random walk can regenerate cellular migration. As such, we proposed a model based on (biased) random walk to study migration on collagen fibers. We took mean squared displacement as the determinant factor for metastatic risk and found that direction of fibers, spatial correlations and migration mode together regulate the risk and we proposed an approach to quantify an existing prognostic approach.

    Keywords: cellular migration, random walk, collagen fiber, invasion, metastasis
  • S .Ansari *, R. Jafari Pages 215-223

    In this paper, we have considered the extended version of the Kitaev model in one dimension, i.e., a long-range p-wave superconducting wire. In the long-range Kitaev chain, the superconducting hopping and pairing terms in the Hamiltonian decay, independently, in a power-law fashion  , where l is the distance between the two sites and x is some positive constant. We have studied the appearance of Majorana zero-energy edge modes and also, massive Dirac edge modes by exact diagonalization, as well as analytical computations. Exact diagonalization indicates the existence of both kinds of massless and massive edge modes in the energy spectrum. Furthermore, we obtain the phase diagram and the  topological phase transitions by calculating the winding number, which is the topological invariant.

    Keywords: p-wave superconductivity, Kitaev chain, topological phase transition, Majorana modes, long-range interaction
  • M. Pashangpour * Pages 225-234

    The graphene-like phase of boron atoms was recently synthesized on Al (111) substrate. This two dimensional material which is unstable without the substrate is improved to a stable structure after being combined with oxygen. In this research, mechanical and electronic transport properties of graphene-like borophene oxide (g-B2O) has been investigated within density functional theory framework and non-equilibrium Green’s function, for this purpose total and partial density of states, energy band structure, charge density, elastic constants, Young's modulus, Poisson's ratio, quantum conductance, and current-voltage characteristics have been calculated by applying small uniaxial and biaxial strains. The results show that g-B2O is a metal and has a Dirac point like graphene with a linear dispersion energy at a position above the Fermi level. In addition, the current-voltage curves display the Ohmic behavior of this material and exhibit that positive strain reduces the current density in armchair direction ( ) and increases the current density in zigzag direction of ( ) compared to without strain . The positive biaxial and uniaxial strains in armchair direction with almost similar behavior have the most variations in and . Besides, the negative strain in zigzag direction causes the most increasing. The negative uniaxial strain in armchair direction and negative biaxial strain with almost analogous behavior caused the most (the least) changes in ( ). The anisotropic current density along zigzag and armchair directions as well as the ability to control this anisotropy by positive and negative strains make this material suitable to usage in nanoelectronic devices.

    Keywords: graphene-like borophene, density functional theory, density of states, Young’s modulus, electronic transport
  • S. Mohamadi Abdhvand, E. Amooghorban *, A. Mahdifar Pages 235-244

    In this paper, we study the geometric phase of a two-level atom near a dielectric slab. For this purpose, by applying the Von-Neumann equation, we obtain eigenvalues and eigenvectors of the reduced density operator of the atomic system. Then, we obtain the Lamb shift and transition rates of the atomic system in term of the electromagnetic Green tensor. Finally, by calculating the electromagnetic Green tensor of the system and making use of the kinematic approach, we study the geometric phase of the atomic system near the dielectric slab. We show that the geometric phase can be used as a sensitive probe to the surface-phonon polariton waves.

    Keywords: geometric phase, surface polariton-phonon, green tensor, lamb shift, transition rates
  • Fatemeh Yadollahi Farsani *, Majid Jafari, Elyas Shahsavari, Hamideh Shakeripour, Hadi Salamati Pages 245-257
    The aim of this study is to investigate the  properties of the  La0.6Sr0.4Fe0.8Mn0.2O3-δ (LSFM)compound as cathode of intermediate temperature solid oxide fuel cells. The LSFM compound was synthesized by the  sol-gel process. Thestructural, electrical and electrochemical properties of LSFMwere tested via X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), high temperature four-probe resistivity measurement (HTRM) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The X-ray pattern showed  that sample had a Rhombohedra structure and space group symmetry of LSFM is R-3c; also, the LSFM had  good chemical compatibility with YSZ electrolyte. The conductivity of the sample was increased with raising the temperature. The maximum electrical conductivities for the LSFM compound were  equal to  3.64 S.cm-1 in air at 739 ℃. The cathode area specific resistance of LSFM was 1.69, 1.01, 0.63, 0.52, and 0.45 Ω cm2 at 600, 650, 700, 750, and 800 ℃, respectively
    Keywords: solid oxide fuel cell, cathode, electrical conductivity, area specific resistance
  • H. R .Alborznia *, S .T .Mohammadi Pages 259-265

    Electronic and optical properties of pentagonal GeS2 monolayer are investigated by first principles calculations in the framework of the density functional theory. The stability of the nanostructure is confirmed by cohesive energy calculation, as well as phonon dispersion calculation. The electronic properties simulation indicates that GeS2 monolayer is an indirect band gap semiconductor with a band gap of about 0.9 eV. Furthermore, the optical properties investigation reveals that the material exhibits a very low absorption and reflectivity in visible region of the electromagnetic spectrum. However, it has a considerable absorption and reflectivity in the ultra violet region. The results of this study, therefore, suggest that the considered structure has a good potential application in the  new generation of opto-electronic devices, especially as a UV protection layer.

    Keywords: graphene-like structures, density functional theory, GeS2 monolayer, electrical properties, Optical properties
  • I .Sargolzahi * Pages 267-272

    Consider an open quantum, system interacting with its environment. Whether the reduced dynamics of the system   can be given by a linear map or not is an important question in the theory of open quantum systems. Dominy, Shabani and Lidar have proposed a general framework for linear Hermitian reduced dynamics. In addition, it has been shown that their framework is, in fact, the most general one: The reduced dynamics of the system is linear if and only if it can be formulated within the Dominy-Shabani-Lidar framework. This result has been given in a rather abstract way. Here, we want to give another proof for it, in a more illustrative manner.

    Keywords: open quantum systems, Hermitian maps, linear maps
  • A Naseri, M Samadi, A Pourjavadi, A Moshfegh * Pages 273-280

    ZnO/g-C3N4 hybrid nanofibers containing different concentrations of g-C3N4 nanosheets  were  prepared using electrospinning technique; this was  followed by annealing at 460 ˚C for one hour in a box furnace. Based on scanning electron microscopy (SEM) image analysis,  the mean diameter of the nanofibers was measured to be  ~ 55 nm. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy  confirmed the presence of ZnO and g-C3N4 in the prepared nanofibers. The photocatalytic activity of the nanofibers was examined under UV photoirradiation, showing  that the ZCN0.5 nanofibers containing 0.5 wt% of g-C3N4 exhibited the highest performance, as compared to other photocatalysts. The observed improvement in photodegradation over the optimized photocatalyst could  be due to retardation in the  charge carriers’ recombination rate in the ZCN0.5 photocatalyst sample,  as compared with the pure ZnO and pure g-C3N4.

    Keywords: hybrid ZnO, g-C3N4 nanofiber, electrospinning, photocatalytic activity, UV light
  • M. H. Zarei * Pages 281-291

    It has been known that by encoding the  Boltzmann weights of a classical Ising model in the amplitudes of the wave function of the ground state of the toric code model, the classical phase transition in Ising model is mapped to a topological phase transition in a perturbed toric code model. Since such topological phase transitions cannot be characterized by any local order parameter, it will be an important challenge to find an order parameter which describes the above topological phase transition. In this paper, using a simple technic based on mapping between classical Ising model and the ground state of the toric code model, we find a non-local order parameter which well reveals the topological nature of the above phase transition. We show that such an order parameter is, in fact, a kind of string order parameter which has been recently introduced for some topological phase transitions.

    Keywords: topological phase transition, quantum toric code, non-local order parameter, Ising model
  • H. Hendi *, A. Dehghani Pages 293-309

    In this paper, asymptotically AdS black hole solutions of massive gravity in the presence of nonlinear electromagnetic field arisen from the power theory of Maxwell invariant are investigated and the associated Euclidean on-shell action is presented. Using the Euclidean on-shell action, the gravitational partition function in the canonical ensemble is computed in arbitrary dimensions and then thermodynamic quantities of topological black holes are obtained. By extending the thermodynamic phase space, i.e., treating negative cosmological constant as thermodynamic pressure, the first law of thermodynamics as well as associated Smarr formula are examined. Next, the equation of state of topological black holes is obtained and it is proven that the critical point equation of these solutions can exhibit black hole phase transitions similar to those of van der Waals, van der Waals like and solid/liquid/gas (related to triple point) phase transitions in usual thermodynamic systems. Especially, the van der Waals phase transition is observed in 4 and higher dimensions, van der Waals type phase transition can be seen in 6 and higher dimensions, and phase transitions associated with triple point, i.e., small/intermediate/large black hole phase transition may happen in 6 and higher dimensions.

    Keywords: black hole chemistry, massive gravity, power theory of Maxwell invariant
  • S .Rastegar *, S. Abedinpour Harzand Pages 311-321

    In this study, we investigate the density-wave instability and impurity screening in graphene-based double-layer structures. We assume that at least one of two layers is graphene, while the second layer could be made of graphene, conventional two-dimensional electron gas, or any other two-dimensional structure. We calculate the static dielectric function of this graphene-based double-layer structure whitin the random phase approximation, and look for the possibility of density-wave instability, changing different system parameters like the electronic density and layer spacing between two layers. In this investigation we have not seen any instability in double-layer structures consisting of coupled layers of graphene, the 2D electron gas and the gapped graphene. Finally, using static dielectric function and considering a charged impurity placed in the first layer, we show that how this impurity is screened in the first and second layers.

    Keywords: graphene, double-layer structures, dielectric function, random phase approximation, density-wave instability, screening
  • R. Gharaei *, S .Mohammadi Pages 323-341

    This study investigates  the nuclear surface tension coefficient, γ, of the proximity formalism by using the microscopic double-folding (DF) model with the realistic density-dependent (DD) nucleon-nucleon interaction of the effective M3Y forces type (including DDM3Y1, CDM3Y4 and BDM3Y1) for the ground-state to ground-state α transition of 230 parent nuclei with Z = 61-99. In fact, the present work can be considered as an expansion of the previous study which has been performed by Gharaei and Mohammadi using CDM3Y6 version in 2019. Within the propsed approach, we have tried to present a new approach for  the calculation of the surface energy coefficient, γ, in alpha-decay by integrating the proximity and DF potential models. In addition, we present a new dependency of the surface energy coefficient, γ, on the asymmetry parameter, , of the considered α-nuclei systems by fitting all of the calculated values. The obtained results suggest a new formalism for the coefficient γ that is dependent directly on the selection of the interaction type. We also test the validity of the suggested formula. To this aim,  by using the the obtained formula of the coefficient γ in the original version of the proximity potentials, we calculate the theoretical values of the alpha-decay half-lives for different nuclei in the framework of the WKB approximation. The calculated results are compared with the corresponding experimental data and those obtained from the original proximity potential 1977. It is shown that the modified forms of the proximity potential model, labeled as Prox. New (DDM3Y1), Prox. New (CDM3Y4) and Prox. New (BDM3Y1), provide better descriptions of the experimental α-decay half-lives than the proximity potential 1977 (Prox. 77). Further, the best results are obtained using the Prox. New (CDM3Y4) potential model for our selected mass range. Using the modified forms of the proximity potential, we examined the closed-shell effects in nuclei and the validity of the Geiger-Nuttall law. Additionally, the results of the Prox. New (CDM3Y4) potential model are compared with the various empirical formulas for alpha decay half-lives. Ultimately, the prediction of alpha decay half lives is made for superheavy nuclei with Z=117-120.

    Keywords: alpha decay, nuclear surface tension coefficient, proximity potential, double-folding model
  • F. Bamdadi, F. Abyar *, R. Behjatmanesh Ardakani Pages 343-353

    In this work, the stability, structure and electronic properties of the nanoclusters of germanium (Gen) and europium atom doped germanium clusters (EuGen-1) with n=2 to 12, 15 and 20 were investigated. First, the stability of nanoclusters such as Gen and EuGen-1 was addressed using FHI-aims as a software package based on the density functional theory. Then the lowest-energy structures were selected for calculating  the first vertical ionization with the symmetry adapted cluster-configuration interaction General-R (SAC-CI-General-R) method. The results of this research show that there is a good agreement between calculation and experiment ionization potential for Gen nanoclusters. Generally, the analyses of binding energies show that increasing the size of nanoclusters leads to more stability for nanoclusters. The most stable nanoclusters for EuGen can be created with exchanging the Eu atom in the most stable Gen+1 nanoclusters, but there is an exception for n=11 case. Here,  the second difference in energy (∆2E) and gap energy are computed for the stable nanoclusters. The results of ionization energy and second difference in energy confirm that Ge7 and Ge10 also EuGe8 and EuGe10 have the most stability.

    Keywords: germanium nanoclusters, fhi-aims, full potential, first ionization energy, second difference in energy, gap energy
  • H. R .Rastegar Sedehi *, R. Khordar Pages 355-363

    In this paper, we have investigated the specific heat of the monolayer graphene under the polaron effect. For this purpose, we have first considered an electron coupled to the longitudinal acoustic (LA) phonon on the surface of the graphene with Coulomb impurity. Then, we have obtained the ground state energy of the polaron by employing the variational method and unitary transformation. We have used non-extensive thermodynamics to calculate specific heat different substrates like SiC, HfO2, h-BN, and SiO2. The specific heat variation with Coulomb bound parameter, magnetic field, temperature, and charge is then studied for these different substances.

    Keywords: graphene, Specific Heat, bound polaron, Tsallis entropy
  • R .Aalipour *, M. T. Tavassoly Pages 365-371

    In this paper, we present a new method for measuring the spatial coherence of optical beams by utilizing the Fresnel diffraction patterns formed by a 1D phase step in reflection. The spatial coherence function is obtained from the ratio of the amplitude of Fourier transform of the intensity distribution of diffraction of the light beam of an arbitrary source from the step to the amplitude of Fourier transform of intensity distribution of the diffraction of a coherent light from the step. The advantages of this method are possibility of simultaneous study of correlation between all pairs points along a line, simple and inexpensive setup, and recording no more than two diffraction patterns. Using the introduced method, the spatial coherence of a Schell-model beam is investigated theoretically and experimentally.

    Keywords: spatial coherence, Fresnel diffraction, phase step, Fourier transforms
  • R. Farghadan *, R .Abdi Pages 373-382

    In the present study, we introduce a concept to generate the spin-polarized current in armchair transition metal dichalcogenide nanoribbons (TMDNs) by  using light irradiation. For simulating the opto-spin current, we use electron-photon interaction in non-equilibrium Green's function methods. Because of the intrinsic spin-orbit coupling, light irradiation produces spin-photocurrent in TMDNs without applying any external magnetic element. Moreover, transverse electric field modifies the magnitude and position of optical absorption peaks, as well as the magnitude of the spin-photocurrent. Finally, the fully spin-polarized photocurrent, the high quantum efficiency with a maximum of approximately 50%, the wide-wavelength-range operation from ultraviolet to infrared and optical spin-filtering effects are tunable with transverse electric field indicate the high performance of this spin-photodetector based on armchair TMDNs, thereby paving the way  toward the improved design and performance of this photodetector in spin-optoelectronics.

    Keywords: spin-optoelectronic, transition metal dichalcogenide nanoribbons, quantum efficiency, full spin polarization
  • Solid state sensor of zinc oxide nanorods for methane gas detection at room temperature
    Sh Nasirian *, S Karder Pages 373-382

    In present work, zinc oxide (ZnO) nanorods were synthesized by a simple hydrothermal method and its methane gas sensing features was studied under different gas concentrations and various relative humidity at room temperature. ZnO nanorods characterization investigated by X-ray diffraction (XRD) and Field effect scanning electron microscopy (FE-SEM). The results were showed the wurtzite phase of the crystallized hexagonal structure with porous architecture. A high response of 77.1% was obtained under 0.15 vol% methane gas concentration at 30% relative humidity, while a low response of 32.2% was achieved toward 0.037 vol% methane gas level at 90% relative humidity. Moreover, the low response/recovery time of 95.4/45.9 s was obtained under 0.15 vol% gas concentration. The solid state sensor of the ZnO nanorods displayed high response and good selectivity to methane gas than that other air components at environmental conditions. Finally, the methane gas sensing mechanism of the ZnO nanorods sensor was discussed as well.

    Keywords: zinc oxide nanorods, gas sensor, methane gas, room temperature, relative humidity
  • M bakhshian*, H Abbasi Pages 393-399

    Detection of weak signals is one of the important issues in spectroscopy. The most important parameters of this field is the signal to noise ratio, which has a significant effect on the accuracy of the final data. In this regard, one of the most successful methods to increase the signal-to-noise ratio is to apply the intensity modulation method. In this method, first, the intensity of the initial signal is modulated, and after entering in the spectrometer, it is demodulated and amplified by a lock-in amplifier and eventually, the desired signal is recovered from various noises. The simulation allows the user to examine and optimize the related parameters for different initial conditions. The present article is dedicated to designing a lock-in amplifier by applying a LabVIEW graphical programming language.

    Keywords: spin-optoelectronic, transition metal dichalcogenide nanoribbons, quantum efficiency, full spin polarization