فهرست مطالب

  • Volume:3 Issue: 2, Winter-Spring 2020
  • تاریخ انتشار: 1399/12/02
  • تعداد عناوین: 6
|
  • صفحات 251-267

    امروزه، بهره برداری و تولید حداکثر انرژی از طیف خورشیدی یک نگرانی بزرگ است. در این مقاله، یک مطالعه عددی از یک سیستم ترکیبی جدید متشکل از یک ناودان متمرکز کننده سهموی به همراه یک مولد ترموالکتریک استوانه ای با استفاده از روش تکرار شونده گاوس-سایدل انجام شده است. برای تابش مستقیم خورشید و دمای محیط از یک شرایط اقلیمی واقع بینانه در نظر گرفته شده است. اثرات ضخامت مولد گرما الکتریکی به همراه شارش جریان گرم و سرد بر عملکرد الکتریکی و حرارتی تحلیل و بحث شده است. به منظور اعتبارسنجی نتایج مدل عددی، از روش اعتبارسنجی جدیدی استفاده شده است. نتایج بدست آمده توافق خوبی با نتایج عینی دارند. علاوه بر این، برای آهنگ شارش جرم سرد برابر با 0/25 کیلوگرم بر ثانیه، حداکثر بازده حرارتی در 60/646 درصد حاصل می شود، که همراه با بازده الکتریکی 9/72 درصد متناظر با 273/15 وات توان خروجی بیشتر است.

    کلیدواژگان: سطح و مرز مشترک فیزیکی، شیمیایی و کاربردهای آن
  • صفحات 269-275

    از آنجا که هیدروژن را می توان از منابع تجدید پذیر به دست آورد در کنار اینکه دارای مقدار گرمای بالایی است، هیدروژن یک منبع انرژی امیدوار کننده می باشد. از هیدریدهای شیمیایی مانند سدیم بوروهیدرید (NaBH4)، به عنوان منبع هیدروژن استفاده می شود. این به خاطر محتوای هیدروژن نسبتا زیاد همراه با قابلیت بازیافت آنها می باشد. در این مطالعه، کاتالیزورهای Ni-B با افزودن تیتانیوم برای واکنش هیدرولیز NaBH4آماده شدند. در تهیه کاتالیزورهای Ni-Ti-B، از روش کاهش شیمیایی استفاده شد. نمک NiCl2 به عنوان منبع Ni، در حالیکه از نمک TiCl3 به عنوان منبع تیتانیوم استفاده شد تا تعیین تغییرات فعالیت های کاتالیزور صورت پذیرد. با ارزیابی نتایج، مطالعات بعدی روی موثرترین غلظت نمک فلز تیتانیوم صورت گرفت.  اثر کاتالیزورها در نسبت های مولی مختلف Ti / (Ni + Ti) با توجه به دما ، مقدار کاتالیزور ، غلظت NaBH4 و  NaOH بررسی شده است. ریزساختار ها و تحلیل بنیادی هر کاتالیزور با استفاده از SEM و EDS تفسیر شدند. پس از تعیین بالاترین عملکرد نسبت مولی Ti / (Ni + Ti)، فرآیند تکلیس در دماهای مختلف انجام شد. برای کاتالیزورNi-B ، پنج درصد وزنی NaOH و پنج درصد وزنی NaBH4 به عنوان ترکیب سوخت بهینه تعیین شد. علاوه بر این، کاتالیزورهای با پوشش تیتانیوم نشان دادند که دوام و میزان نرخ تولید هیدروژن بالاتری برای  هیدرولیز NaBH4 دارند.

  • رجب یحیی زاده*، زهرا هاشم پور صفحات 277-285
    در این مقاله طیف جذب نوری چاه های کوانتم چند گانه Al_0.3 Ga_0.7 N/GaN تحت فشار هیدروایستاتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. برای بدست آوردن پارامتر های Al_0.3 Ga_0.7 N/GaN ، نظیر چگالی الکترون و حفره، گاف نوار، انرژی گذار بین باندی، توابع موج الکترون و حفره، جرم موثر و ثابت دی الکتریک، اثر فشار الکتروایستاتیکی در نظر گرفته شده است. در این ساختار از روش اختلاف کم برای بدست آوردن ویژه مقادیر و ویژه حالت های الکترونی و از روش k.p 6×6 برای ویژه حالت های حفره تحت فشار هیدروایستاتیکی استفاده شده است. بعد از بررسی به این تیجه رسیدیم که عمق چاه های کوانتم، نوارهای انرژی، ناپیوستگی نواری و چگالی الکترون و حفره تحت فشار هیدرو ایستاتیک افزایش می یابند. همچنین با افزایش فشار همپوشی توابع موج الکترون و حفره کم ، دامنه ضریب جذب افزایش و انرژی بستگی اکسایتون کاهش می یابد. افزایش فشار به مقدار 10GPa باعث می شود که پیک های جذب مربوط به حفره های سبک و سنگین به اندازه32nm به سمت طول موج های کم منتقل شوند.
    کلیدواژگان: فشار هیدروایستاتیکی، جذب نوری، اکسایتون، چاه کوانتم چند گانه
  • پریناز حسین پور* صفحات 287-295
    جفت شدگی اسپین-مدار راشبا در نانوساختارها یک پارامتر مهم می باشد و بر روی خواص فیزیک آنها تاثیرگذار است. از اینرو، نشان داده شده است که خواص نوری غیرخطی نقطه کوانتومی از قبیل تولید هماهنگ دوم و یکسوساز نوری می تواند توسط جفت شدگی اسپین-مدار راشبا کنترل شود. همچنین، تاثیر میدان الکتریکی و پتانسیل محبوس سازی نیز بر روی خواص نوری غیرخطی بررسی شده است. مطالعات عددی نشان می دهند که مقدار SHG وقتیکه قدرت جفت شدگی افزایش می یابد، بیشتر می شود، در حالیکه مکان پیک آن جابجا نمی شود. بعلاوه، با افزایش میدان الکتریکی، میزان یکسوسازی نوری نقطه کوانتومی نامتقارن به سمت طول موجهای با انرژیی بیشتر جابجا می شود.
    کلیدواژگان: نقطه کوانتومی نامتقارن، خواص نوری غیرخطی، اندرکنش اسپین-مدار راشبا، جهت میدان الکتریکی
  • محمدرضا صلاح پور، سید علی سبط*، آنا خواجه نژاد صفحات 297-304
    برای تشکیل فاز منظم ترکیبی L10 در نانو ذرات FePt، دمای بالای 600 درجه سانتیگراد در طی فرآیند ساخت لازم است. نانو ذرات L10-FePt، فرومغناطیس با ناهمسانگردی مغناطیسی بالا هستند. به لحاظ عملی، نظم دیگری که مورد نیاز است، جهت گیری محور c بلوری آن ها به طور عمود بر صفحه نانو لایه است. در این کار، اثرات حضور Ag در کاهش دمای گذار و هم راستا کردن نانو بلورهای FePt در فاز L10-FePt، مطالعه و تعیین شده است. نتایج آنالیز XRD نشان می دهند که در ساخت با استفاده از روش کندوپاش همزمان، اولا، حضور Ag قبل از گرمادهی موجب کاهش پارامتر c شبکه بلوری می شود. این نتیجه آنالیز XRD، با نتیجه مدل برهم کنش تبادلی RKKY به عنوان یک تایید تجربی این مدل مقایسه شده است. ثانیا، در طی گرمادهی، با تشکیل نانو ساختار FePt-Ag، محور آسان نانو ذرات FePt در فاز L10-FePt، موازی با یکدیگر ظاهر می شوند. این نتایج که پیامد حضور Ag می باشند، از مطالعه تصاویر FE-SEM، طرح های XRD و مشخصه مغناطیسی به دست می آیند.
    کلیدواژگان: نانو ذرات L10-FePt، جهت گیری، کندوپاش همزمان، برهم کنش RKKY
  • داریوش مهرپرور*، نادر قبادی صفحات 305-310
    در این کار مسیر سنتز محلول ساده برای لایه های نازک نانوساختار CoSe با استفاده از روش رسوب حمام شیمیایی ارایه شده است. غلظت یونی که بر تکامل پیکربندی نازک فیلم نازک و شکاف باند نوری در آرایه های نانو ذرات CoSe تاثیر می گذارد ، بررسی شده است. داده های تجربی نشان داد که غلظت پیون ها می توانند بر شکاف باند نوری ، توپوگرافی سطح و پیکربندی لایه نازک تاثیر بگذارند از همان طریق بر روی شکاف باند نوری و ضخامت لایه نازک. از روش ضخامت ناکارآمد مشتق برای تعیین فاصله باند نوری و انتقال شاخص بدون هیچ گونه فرض در مورد انتقال طبیعی استفاده شد.داده های عددی مفید برای توصیف توپوگرافی سطح استخراج شده از داده های میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی شده است. تاثیر غلظت یونها بر مورفولوژی سطح 3-D لایه های نازک ساختار نانوساختار کبالت سلنید (CoSe) تهیه شده با روش رسوب حمام شیمیایی در نظر گرفته شده است.
    کلیدواژگان: فیلم های نانو ذره نیمه هادی، رسوب حمام شیمیایی، غلظت یونها، توپوگرافی سطح
|
  • Abderrahim Habchi *, Bouchaib Hartiti, Hicham Labrim, Salah Fadili, Naoual Belouaggadia, Mohammed Benaissa, Abdelilah Benyoussef, Hamid Ez-Zahraouy, Mehmet Ertugul, Esidor Ntsoenzok Pages 251-267

    Nowadays, exploitation and production of maximum energy from the solar spectrum is a major concern. In the present paper, a numerical study of a new hybrid system consisting of a parabolic trough concentrator coupled with a cylindrical thermoelectric generator is performed using the Gauss-Seidel iterative method. A realistic climatic condition is used regarding direct sunlight and ambient temperature. The effects of thermoelectric generator thickness together with hot and cold flow on the electrical and thermal performance are analyzed and discussed. In order to validate the results of the numerical model, a new validation method has been used. The obtained results show a good agreement with the exact results. Furthermore, for a cold mass flow rate of 0.25 kg/s, the maximum thermal efficiency is attained at 60.646%, along with an electrical efficiency of 9.72% corresponding to 273.15 W in addition to power output.

    Keywords: Hybrid parabolic trough, thermoelectric generator, power output, Efficiency, cold, hot mass flow rate
  • Jülide Hazal Türkcan *, Kadir Sağir, Öğuz Ozdemir Pages 269-275

    Since it can be obtained from renewable sources and has a high heat value, hydrogen is a promising energy source. Chemical hydrides, such as sodium borohydride (NaBH4), are used as hydrogen resources. This is due to their relatively high hydrogen content together with their recyclability. In this study, Ni-B catalysts with Ti addition were prepared for the hydrolysis reaction of NaBH4. In the preparation of Ni-Ti-B catalysts, the chemical reduction technique was used. NiCl2 salt was used as the Ni source, where TiCl3 salt was preferred as the Ti source as the variations of the catalyst activities were determined. With the evaluation of the results, subsequent studies were carried out with the most effective Ti metal salt concentration. The effect of catalysts in different Ti/(Ni+Ti) molar ratios was examined according to the temperature, catalyst loading amount, NaBH4, and NaOH concentrations. The microstructure and elemental analysis of each catalyst were explained by SEM-EDS. After determining the highest performance Ti/(Ni+Ti) molar ratio, the calcination process was performed at different temperatures. For Ni-B catalysts, 5 wt.% NaOH and 5 wt.% NaBH4 were determined as the optimum fuel composition. Moreover, the Ti doped catalysts demonstrated longer durability and hydrogen production rate for hydrolysis of NaBH4.

    Keywords: Nickel titanium boride, Sodium borohydride, Ternary catalyst, Hydrogen generation
  • Rajab Yahyazadeh *, Zahra Hashempour Pages 277-285
    The current paper investigates the optical absorption spectrum of Al_0.3 Ga_0.7 N/GaN multi-quantum well (MQW) under hydrostatic pressure. To obtain the parameters of Al_0.3 Ga_0.7 N/GaN MQW, such as electron and hole density, bandgap, interband transition energy, electron-hole wave functions, effective mass and dielectric constant, and the hydrostatic pressure effects are taken into account. Finite difference techniques have been used to acquire energy eigenvalues and their corresponding eigenfunctions of  Al_0.3 Ga_0.7 N/GaN  MQW and the hole eigenstates are calculated via a 6 × 6 k.pmethod under an applied hydrostatic pressure. It was found that the depth of the quantum wells, bandgaps, band offset, the electron, and hole density increases with the hydrostatic pressure. Also, as the pressure increases, the electron and hole wave functions will have less overlap, the amplitude of the absorption coefficient increases, and the binding energy of the excitons decreases. A change in pressure of up to 10 GPa causes the absorption coefficients peaks of light and heavy holes to shift to low wavelengths of up to 32 nm.
    Keywords: hydrostatic Pressure, optical absorption, Exciton, multi-quantum well
  • Parinaz Hosseinpour * Pages 287-295
    The Rashba spin-orbit coupling in nanostructures is an important parameter that can affect their physical properties. Hence, it is demonstrated that the nonlinear optical properties of quantum dot such as second harmonic generation and optical rectification can be controlled by the Rashba spin-orbit coupling. Also, the effect of electric field and confinement potential strength on the nonlinear optical properties is examined. Our numerical study shows that magnitude of the second harmonic generation raises when the Rashba strength increases, while its peak position is not shifted. Moreover, the optical rectification of doped asymmetric quantum dot shifts to higher energies when the electric field enhances.
    Keywords: asymmetric quantum dot, nonlinear optical properties, Rashba spin-orbit interaction, direction of electric field
  • Mohammadreza Salahpour, Seyed Ali Sebt *, Ana Khajehnezhad Pages 297-304
    Temperature above 600°C during the fabrication process is required to form the L10 compound ordering phase in FePt nanoparticles. The L10-FePt nanoparticles are ferromagnetic with high magnetic anisotropy. Practically, another ordering that is required is the orientation of their crystal c axis perpendicular to the plane of the nanolayer. The effects of the presence of Ag in reducing the transition temperature and making FePt nanocrystals in the L10-FePt phase aligned, in this work, have been studied and determined. The results of XRD analysis indicate that in fabrication using the co-sputtering method, firstly, the presence of Ag before annealing gives rise to the decline of the c parameter of the crystal lattice. This result of XRD analysis has been compared with the result of the RKKY exchange interaction model as an experimental confirmation of this model. Secondly, during annealing, with the formation of FePt-Ag nanostructure, the easy axis of FePt nanoparticles in the L10-FePt phase appears parallel to each other. These results, which are the consequence of the presence of Ag, are obtained by studying FE-SEM images, XRD patterns, and magnetic characterization.
    Keywords: L10-FePt nanoparticles, FePt-Ag, Orientation, co-sputtering, RKKY interaction
  • Dariush Mehrparvar *, Nader Ghobadi Pages 305-310
    In this work, a simple solution synthesis route for CoSe nanostructure thin films using the chemical bath deposition method is presented. The ions concentration role that affects the evolution of the nanostructure thin film configuration and optical band gap in CoSe nanoparticle arrays are investigated. The experimental data showed that the ions concentration can affect the optical band gap, surface topography, and configuration of a thin layer in the same way as they affect the optical band gap and thin film thickness. Derivation ineffective thickness method has been employed for optical band gap determination and index transitions without any presumption about the transition nature. The useful numerical data for characterization of the surface topography extracted from atomic force microscopy data has been examined. The influence of the ions concentration on the 3-D surface morphology of cobalt selenide (CoSe) nanostructure thin films prepared by the chemical bath deposition method has been considered.
    Keywords: Semiconductor Nanoparticle films, Chemical bath deposition, Ions concentration, Surface topography