فهرست مطالب

نانو مقیاس - سال هشتم شماره 4 (پیاپی 32، زمستان 1400)

فصلنامه نانو مقیاس
سال هشتم شماره 4 (پیاپی 32، زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/11/02
  • تعداد عناوین: 19
|
  • مهدی پورفتح*، مریم سلیمانی صفحات 1-11

    این پژوهش، مطالعه ای بر روی نانو ترانزیستور اثر میدان-خازن منفی بر پایه ماده فروالکتریک دو بعدی α-In2Se3 به منظور کاهش تاب زیر آستانه ارایه می دهد. گذار فاز و همچنین دمای کوری تک لایه α-In2Se3 با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی و مونت-کارلو بررسی شد. محاسبات نشان داد دمای کوری α-In2Se3 بالاتر از دمای اتاق است و بنابراین این ماده انتخابی برای کاربرد در نانو ترانزیستور اثر میدان-خازن منفی امیدوار کننده می باشد. در ادامه، مشخصات ترانزیستور اثر میدان-خازن منفی با کانال MoS2 و ماده فروالکتریک α-In2Se3با استفاده از استخراج ثابت های لاندایو این فروالکتریک ارزیابی شد. در این ترانزیستور تاب زیر آستانه در حدود mV/dec 59-27 برای فروالکتریک با ضخامت nm 5-25 بدست آمد، که می توان با استفاده از لایه عایق نازک تر با مقادیر بالای κ تاب زیر آستانه را کاهش بیشتری داد.

    کلیدواژگان: نانو ترانزیستور اثر میدان خازن منفی، دمای کوری، فروالکتریسیته، گذار فاز، مواد دو بعدی، In2Se3
  • نرگس انصاری*، انسیه محبی، عفت نظری صفحات 12-20

    نانوساختار دی سلنید مولیبدن MoSe2 با ساختار دوبعدی شش ضلعی، به علت ویژگی های منحصر به فرد از جمله جذب بالا و گاف نواری مستقیم انتخاب مناسبی برای کاربری های اپتوالکترونیکی می باشد. یکی از روش های افزایش جذب در این تک لایه ، قرار دادن آن به صورت نقص در ساختارهای بلور فوتونی یک بعدی می باشد. قرارگیری نقص ها در ساختار بلور فوتونی به صورت متقارن یا نامتقارن می باشد که بر تعداد و فرکانس مدهای نقص اثر می گذارد. در این مقاله برای رسیدن به جذب بالا و تنظیم پذیری طول موج مد نقص، تاثیر عواملی مانند ضخامت لایه ی نقص، ضخامت لایه ها و دوره تناوب در بلورهای فوتونی نقص دار متقارن و نامتقارن بررسی شده است. در ساختارهای متقارن بهینه به یک مد نقص با جذب کامل در وسط گاف نواری و در ساختارهای نامتقارن به دو مد نقص با جذب در حدود 70% و 80% در لبه های گاف نواری دست یافته ایم. با تغییر ضخامت لایه ی نقص و طول موج طراحی، قابلیت تنظیم پذیری طول موج مد نقص وجود دارد که برای کاربری در آشکارسازها و فیلترهای جاذب مفید می باشد.

    کلیدواژگان: بلورهای فوتونی نقص دار، تک لایه ی MoSe2، تنظیم پذیری طول موج، ساختار متقارن و نامتقارن، فیلترهای جاذب، مد نقص
  • فاطمه رحیمی حاج آبادی، فریبا تدین*، محمد صابر تهرانی، همایون احمد پناهی صفحات 21-31

    در این پژوهش، یک نانو جاذب حساس به دما بر پایه گرافن اکسید، جهت حذف انتخابی دیازینون از محلول های آبی تهیه شده است. برای تشخیص گروه های عاملی نانو جاذب از تکنیک های طیف سنجی فروسرخ(FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و آنالیز توزین حرارتی(TGA) استفاده شد. با استفاده از این روش ها مشاهده شد که گروه عاملی آمینی بر سطح نانوجاذب تشکیل شده است. جهت یافتن شرایط بهینه حذف، تاثیر پارامتر های موثر از قبیل pH، دما، مقدارجاذب، غلظت اولیه آنالیت و زمان تماس آزمایش شد. غلظت دیازینون باقی مانده درمحلول آبی با روش طیف سنجی UV-Vis اندازه گیری شد. از نانوجاذب سنتز شده می توان 7 مرتبه به طور مکرر در استخراج دیازینون استفاده کرد. همچنین، مطالعات مربوط به ایزوترم های جذبی نشان دادند که جذب دیازینون از معادله لانگمویر پیروی می کند. کاربرد نانو جاذب سنتز شده در نمونه های حقیقی نشانگر کارآیی بالای این جاذب در حذف و استخراج انتخابی دیازینون از محیط های آبی است.

    کلیدواژگان: دیازینون، گرافن اکسید، نانوجاذب بسپاری، حذف آفت کش، بسپار حساس به دما
  • محمدقاسم نژند، فرهاد خوئینی* صفحات 31-41

    در این پژوهش، نخست ساختارهای فولرن و فولرانی برای عنصر سیلیسیم مورد بررسی قرار گرفته است. سپس، از نظر ویژگی های شیمیایی با ساختارهای متناظر کربنی مقایسه شده اند. یافته های ما نشان می دهد که سیلیسیم فقط با کاهش تقارن در ساختار فولرنی قرار می گیرد و حتی در اندازه های اولیه ی هندسه ی فولرنی، نمی تواند ساختار پایداری تشکیل دهد. با این وجود فولران های سیلیسیمی، مانند فولران های کربنی متقارن و پایدار هستند و همچنین، سختی شیمیایی و الکترون خواهی بالایی دارند که این دو ویژگی آن ها را برای استفاده در حسگرهای شیمیایی مناسب می سازد. ویژگی های الکترونی ساختارهای مورد بررسی با نظریه ی تابعی چگالی تحت تابعی و توابع پایه ی B3LYP/6-31+G(d,p) انجام گرفته است و برای بدست آوردن طیف مریی-فرابنفش از محاسبات وابسته به زمان نظریه ی تابعی چگالی استفاده شده است.

    کلیدواژگان: نظریه تابعی چگالی، دودکاهدران، فولرن، نانوذرات سیلیسیم، حسگر
  • سید یوسف فضائلی، غلامرضا شاه حسینی*، سمیرا شهبازی، حامد عسگری، علیرضا نیسی صفحات 42-47

    یکی از موارد استفاده عمده ی نقاط کوانتومی (QDs) ، کاربرد آنها در توسعه نانوحسگرهای پزشکی است. تصویربرداری زیستی ، دارورسانی هدفمند و درمان فتودینامیکی از جنبه های اصلی کاربرد این مواد است. توانایی تجمع در تومورها، سمیت سلولی، توانایی اتصال با رادیو ایزوتوپ ها و رفتار فلورسانس عواملی هستند که تعیین کننده نوع نقاط کوانتومی برای استفاده در پزشکی هسته ای به عنوان عوامل ترانوستیک هستند. در این مطالعه ، اثرات  ضد باکتری (کشندگی باکتریایی) غلظت های مختلف نمونه های نقاط کوانتومی کادمیوم تلورید/کادمیم سولفید، نقاط کوانتومی کادمیوم تلورید و نقاط کوانتومی کادمیوم تلوریدآلاییده با گادولینیم برروی باکتری های بیماریزا E. coli (PTCC 1330)، S. typhi (PTCC 1609)، و P. aeruginosa (PTCC 1707) بررسی شد.  نتایج نشان داد که تغییر ساختارهای هسته/ پوسته نقاط کوانتومی، به طور قابل توجهی بر سمیت آنها تاثیر می گذارد.

    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی، کادمیوم تلورید، اثر ضد باکتری
  • عزیزالله شفیع خانی*، سیما حکیم پور صفحات 48-53

    در این پژوهش، پدیده ی تشدید پلاسمون سطحی موضعی نقاط کوانتومی مس و کبالت در بستری از کربن شبه الماس بررسی شده است. کربن شبه الماس به روش رسوب دهی شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما با فرکانس رادیویی لایه نشانی شد. نانوذرات مس و کبالت نیز توسط کندوپاش به روش های جریان مستقیم و فرکانس رادیویی ساخته شدند. از این روش ها در یک پروسه لایه نشانی همزمان برای ساخت لایه های مورد نظر استفاده شد. سپس، نمونه ها با استفاده از طیف سنجی های فرابنفش-مریی-فروسرخ نزدیک، پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و نیروی اتمی تحلیل و بررسی شدند. همچنین نتایج حاصل از تغییر شرایط لایه نشانی بر کیفیت تشدید پلاسمونیک این نقاط کوانتومی مطالعه شد. نتایج نشان دادند که قله تشدید پلاسمون سطحی موضعی نقاط کوانتومی مس و کبالت در بستری از کربن شبه الماس به ترتیب در طول موج های 600 و 230 نانومتر رخ داده و از لایه نشانی همزمان عناصر، دو گروه طیف ترکیبی از پدیده تشدید پلاسمونیک نمونه ها به دست آمد.

    کلیدواژگان: پلاسمونیک، طیف سنجی، کربن شبه الماس، نانوفتونیک، نقاط کوانتومی
  • محسن حاجی بیگی*، سعید شفیعی نوید صفحات 49-58
    در این پژوهش، نانوچندسازه های رنگی حاوی گروه عاملی آزو با زمینه پلی آمیدی (PA) تقویت شده با نانوذرات اصلاح سطح شده منیزیم هیدروکسید تهیه شدند و ساختار و ویژگی آنها مورد بررسی قرار گرفت. PAبا واکنش بسپارش مستقیم تهیه شد و ساختار آن توسط روش های اسپکتروسکوپی فروسرخ تبدیل فوریه(FTIR) و رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) تایید شد. بررسی آزمون حلالیت نشان داد، پلی آمید تهیه شده در حلالهای آپروتیک قطبی مانند دی متیل فرمامید (DMF) در دمای محیط محلول است. نانوذرات منیزیم هیدروکسید اصلاح شده (MMH) طی دو مرحله شامل واکنش هم رسوبی و سپس، اصلاح سطح در حضور دی اسید آزو تهیه و ساختار آن با FTIR و الگوی پراش پرتو ایکس تایید شد. نانوچندسازه ها (PAN) به روش محلول و قالب ریزی توسط پلی آمید و درصدهای متفاوت از MMH در DMF تهیه شدند. نتایج حاصل از الگوی پراش پرتو X و میکروسکوپ روبشی الکترونی گسیل میدان (FE-SEM) توزیع یکنواخت مناسبی از نانوذرات را در زمینه PA نشان داد. رفتار گرمایی PA و PAN توسط روش های آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA) در اتمسفر نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج TGA، نانوذرات منیزیم هیدروکسید اصلاح شده با ترکیب آلی اثر مثبتی در بهبود ویژگی گرمایی پلی آمید داشته است. با افزایش 8 درصد وزنی از نانوذرات اصلاح شده به پلی آمید، دمای 5 و 10 درصد تخریب وزنی بسپار 30 درجه سانتی گراد افزایش نشان داد.
    کلیدواژگان: پلی آمید، نانوکامپوزیت، منیزیم هیدروکسید، مقاومت گرمایی
  • سروش ضیایی، جعفر عظمت، حمید عرفان نیا* صفحات 59-72

    یکی از پرکاربردترین ساختارهای مورد بحث در فناوری نانو که به عرصه علوم زیستی وارد شده است، نانو لوله های کربنی هستند که به دلیل اندازه کوچک، توانایی ویژه آنها در عبور از غشای سلول، می توانند به عنوان حامل دارو به منظور شناسایی و نابودی سلول های سرطانی به کار گرفته شوند. در این پژوهش، برای دستیابی به زیست سازگاری بهتر، افزودن برخی از عامل های شیمیایی به نانو لوله کربنی با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت که در نتیجه آن، باعث بهبود عملکرد دارورسانی هدفمند به واسطه اصلاح سطح شد. همچنین، برای بررسی تاثیر گروه های عاملی، ابتدا نانوساختار بدون گروه عاملی همراه با داروی ضد سرطان فلورواوراسیل بررسی شد. از آنالیز های استفاده شده برای بررسی برهمکنش دارو-نانو لوله کربنی با غشای دولایه لیپیدی POPE در محیط آبی، می توان به میانگین مربعات جا به جا یی و... اشاره کرد که در این بین، آنالیز تابع توزیع شعاعی به منظور مقایسه غلظت آب در اطراف نانولوله کربنی و آنالیز فاصله مرکز جرم برای بررسی پایداری دارو درون نانولوله کربنی گرفته شد و سپس ضرایب نفوذ نانولوله کربنی-غشا با عامل های شیمیایی متفاوت از طریق میانگین مربعات جابجایی مقایسه شد. از نتایج، مشخص شد که اتصال تترا- اتیلن گلیکول، باعث بیشتر شدن غلظت آب در اطراف نانولوله و همچنین، پایداری داروی بارگذاری شده می شود. این در حالی است که وجود تترا- اتیلن گلیکول، منجر به کاهش مقدار ضریب نفوذ نانوحامل شد.

    کلیدواژگان: سیستم دارورسانی هدفمند، نانولوله های کربنی، داروی ضدسرطان فلورواوراسیل، غشای دولایه لیپیدی، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • محمدرضا محبی فر*، طاهره کمری صفحات 73-80

    نانوسیستم شامل نقطه کوانتومی درون کاواک نوری بستری برای مطالعه پدیده های مهم کوانتومی نظیر جمع نشدگی فوتون، درهم تنیدگی، تولید تک فوتون و اطلاعات کوانتومی است. استفاده از چنین سیستمی در این فناوری ها منوط به دستیابی به حالت تزویج قوی بین نقطه کوانتومی و کاواک نوری است. در این پژوهش با استفاده از رویکرد نوری کوانتومی، ویژه مقادیر انرژی مربوط به سیستمی شامل یک نقطه کوانتومی درون یک کاواک نوری محاسبه شد. سپس، به ازای نقاط کوانتومی و کاواک های نوری متفاوت، شرایط آستانه برای دستیابی به حالت تزویج قوی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش ثابت جفت شدگی، شکافتگی ترازها بیشتر شده و آستانه برای دستیابی به حالت تزویج قوی مهیاتر می شود. آستانه شکافتگی ترازها برای نقطه کوانتومی با سرعت واهلش 2 میکروالکترون ولت درون کاواک های نوری با سرعت های واهلش 45 تا 205 میکرو الکترون ولت در ثوابت تزویج 10/75 تا 50/75 میکروالکترون ولت رخ داد. در واقع مشاهده شد به منظور دستیابی به حالت تزویج قوی در چنین سیستمهایی، باید به سراغ مهندسی کاواک هایی با سرعت واهلش کمتر رفت زیرا تغییر در نقاط کوانتومی تاثیر چشمگیری در رسیدن به این هدف ندارد. همچنین، در سیستمی با چنین نقطه کوانتومی که با ثابت تزویج 35 میکروالکترون ولت در تزویج با کاواک نوری با انرژی های 20 تا 140  میکروالکترون ولت است، فاکتور کیفیت در بازه 4930 تا 5060 است.

    کلیدواژگان: نقطه کوانتومی، کاواک اپتیکی، فاکتور کیفیت، آستانه شکافتگی ترازها
  • محمد جمالی، سارا شیخلری، سلمان مهاجرمازندرانی*، محمدحسین مجلس آرا صفحات 81-89

    تجمعات آمیلوییدبتا به عنوان شاخص وجود بیماری های متفاوت توجه پژوهشگران است. در حال حاضر، رایج ترین روش بررسی مقدار  تجمعات آمیلوییدی در حضور یک ترکیب، استفاده از تست تیوفلاوین تی است که براساس طیف نشری مولکول تیوفلاوین تی عمل می کند. بطور معمول بازشدن تجمعات پروتیین آمیلوییدبتا باعث کاهش نشر فلویورسانس تیوفلاوین تی می شود. اما این روش عاری از خطا نبوده و بنابراین، وجود تست های تکمیلی دیگر حایز اهمیت است. در این پژوهش، از روش جاروب  zبرای اندازه گیری ضریب شکست غیرخطی پروتیین آمیلوییدبتا در حضور نانوذرات نقره با غلظت های متفاوت استفاده شده است. مطابق نتایج،  نانو ذرات نقره مرتبه ی بزرگی ضریب شکست غیرخطی آمیلویید بتا را از 10-10 به 9-10 تغییر داد و با افزایش غلظت نانوذرات نقره، اندازه ی ضریب شکست غیر خطی بزرگتر شد. در هر دو تست، موثرترین غلظت ، 0.24  بود که بیشترین کاهش نشر فلورسانس وبزرگترین اندازه  ضریب شکست غیرخطی را نتیجه داد. بنابراین،  نتایج هر دو تست کاملا با هم مطابقت داشتند به صورتی که هرچه اندازه ضریب شکست غیرخطی با زیاد شدن غلظت نانوذرات افزایش پیدا کند، شدت نشر فلورسانس در آن غلظت ها کاهش می یابد. در نتیجه حضور نانوذرات نقره باعث کاهش تجمعات آمیلوییدی می شود که بصورت کمی قابل اندازه گیری است.

    کلیدواژگان: نانوذرات نقره، پروتئین آمیلوئیدبتا، نشر فلوئورسانس، ضریب شکست غیرخطی
  • شیوا توکلی نژاد، سید علی احمدی*، دادخدا غضنفری صفحات 90-96

    مقاله حاضر، با استفاده ازتیوری تابعیت چگالی در سطح کوانتومی B3LYP/6-311+G (d, p) برای تعیین ویژگی های واکنش پذیری جذب فنیل زین به عنوان داروی ضد افسردگی بر C60 (ih) به عنوان حامل دارویی در فاز گازی انجام شده است. ویژگی شیمیایی (ممان دو قطبی)، ویژگی های ترمودینامیکی (انرژی آزاد گیبس، آنتالپی، آنتروپی و همچنین، ظرفیت حرارتی) و پارامترهای الکترونیکی (σ، μ، ω،χ, و η) برای این دارو محاسبه شدند. براساس محاسبات کوانتومی انجام شده فنیل زین پایداری و واکنش پذیری مناسبی را نشان می دهد. با توجه به ساختار شیمیایی فنیل زین سه جایگاه فعال برای پیوند شیمیایی  فنیل زین با فولرن یافت شده است، که همه آنها با توجه به مقدار فرکانس مثبت و انرژی پیوندی منفی، پایداری ترمودینامیکی را نشان می دهند.

    کلیدواژگان: فنیل زین، C60، Bucky ball، فعالیت، پایداری، DFT
  • محمدجواد همتا، فاطمه استواری*، محمد جغتایی صفحات 97-103

    مشکل کمبود آب ناشی از بارندگی بسیار کم و همچنین، توزیع نامناسب آن، باعث به وجود آمدن مسایل اقتصادی و مشکلات کشاورزی شده است. همچنین، در این راستا منابع معمول تامین آب مانند چاه ها نیز به دلیل اضافه برداشت دچار عواقب جبران ناپذیر اقتصادی و اجتماعی شده اند. یکی از راه حل های موجود در دهه های اخیر استفاده از منابع موجود برای به دست آوردن آب مانند به دست آوردن آب های موجود در هوا است. در این پژوهش، به بررسی موضوع تامین آب از رطوبت هوا با لایه های بسپاری همراه با نانوذرات تیتانیم دی اکساید پرداخته ایم. بدین منظور، تاثیر مقدار غلظت های متفاوت نانوذرات تیتانیم دی اکساید بر مقدار به دست آوردن و جذب با لایه های مورد نظر در رطوبت 90 % و دمای 15 و 5 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، مقدار آب جمع آوری شده، بر حسب ساعت تا مدت 5 ساعت اندازه گیری و با توجه به مشخصات لایه ها بررسی شد. نتایج نشان می دهندکه به علت وجود دی اکساید، لایه های آماده سازی شده قابلیت جذب رطوبت هوا و تبدیل آن به قطرات آب قابل دسترس را دارا است. گرچه در دماهای پایین بازدهی لایه ها بدلیل چگالش سریع تر بخارات آب بالاتر است، نتایج نشان داده اند که تغییرات دما بر به دست آوردن آب بالایه هایی که دارای درصدهای متفاوت نانوذرات تیتانیم دی اکساید هستند تاثیر بسزایی دارد. بطوریکه در دمای 5  و 15 درجه سانتی گراد بترتیب لایه حاوی غلظت بالاتر و پایین تر نانوذرات تیتانیم دی اکساید دارای بیشترین قدرت به دست آوردن آب هستند.

    کلیدواژگان: استحصال آب، نانو کامپوزیت پلیمری، پلی اتیلن سبک، نانوذرات تیتانیوم دی اکساید، ریزش آب، جذب آب
  • سید محمد رضوی، زهرا دهقانی*، علی شاکری صفحات 104-111

    در این مقاله، یک ساختار جدید از ترانزیستور اثر میدان فلز-نیمه هادی کربید سیلیسیم ارایه می شود. در ساختار پیشنهادی قسمت بالای کانال در زیر گیت از نیم رسانا با چگالی ناخالصی خیلی کم و در کف کانال از نیم رسانا با چگالی ناخالصی بالا استفاده شده است. مهمترین مشخصه های الکتریکی ترانزیستور پیشنهادی از قبیل ولتاژ شکست، جریان درین، ولتاژ آستانه، میدان الکتریکی و خازن گیت شبیه سازی و با این مشخصه ها در ترانزیستور مرسوم مقایسه شده است. با توجه به نتایج شبیه سازی، ساختار پیشنهادی باعث کم شدن بیشینه ی میدان الکتریکی در کانال و در نتیجه افزایش ولتاژ شکست از 127 ولت به 136.5 ولت نسبت به ساختار مرسوم می شود. همچنین، ساختار جدید باعث افزایش 30 درصدی جریان اشباع درین نسبت به ساختار اولیه می شود. چگالی ناخالصی بالا در کف کانال باعث شیفت منفی در ولتاژ آستانه در ترانزیستور ارایه شده می شود. با توجه به نتایج به دست آمده و افزایش جریان درین و ولتاژ شکست، ترانزیستور پیشنهادی می تواند در کاربردهای با توان بالاتر مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: ترانزیستور اثر میدان فلز-نیمه هادی، جریان درین، ولتاژ شکست، ولتاژ آستانه، خازن گیت
  • فاطمه باقری، سحر افضلی، حمید هراتی زاده* صفحات 112-123

    حسگری بخار مایعات و گازهای قابل اشتعال در دماهای پایین به لحاظ رعایت اصول ایمنی و استانداردهای موجود در مراکز درمانی، پژوهشی، صنعتی، معادن و پالایشگاه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بر این اساس پژوهش حاضر، با هدف ساخت و بررسی کارایی حسگر مقاومتی بر پایه نانو ذرات روی اکسید برای شناسایی گاز اتانول تحت تابش پرتو فرابنفش در دمای پایین تعریف شد. برای ساخت قطعات حسگری مورد نیاز در این پژوهش، نانوذرات روی اکسید به ابعاد تقریبا nm 40 به روش آب گرمایی سنتز شد و پارامترهای مربوط به حسگرهای گازی تحت تابش فرابنفش برای غلظت های متفاوت گاز اتانول در دماهای پایین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شناسایی حسگر ساخته شده حاکی از آن است که این حسگر حساسیت قابل توجهی را به گاز اتانول نشان می دهد. حساسیت 40 و 113 درصدی به ppm 800 اتانول تحت تابش UV در دمای اتاق و دمای C° 80 بدست آمد. ویژگی های دیگر این حسگر مانند خطی بودن منحنی کالیبراسیون، زمان سریع پاسخ دهی، قابلیت گزینش گری و پایداری، این حسگر را برای استفاده در محیط هایی که امکان اندازه گیری تحت دمای بالا در آن محیط با خطرهای احتمالی مانند انفجار روبرو است، مناسب می سازد.

    کلیدواژگان: حسگر مقاومتی، گاز اتانول، نانوساختار، فرابنفش، اکسید روی
  • مرجانه صمدی زاده، نسرین مسن آبادی*، مهسا علیرضایی صفحات 124-138

    پژوهش حاضر که به صورت مطالعه ی کاربردی-توسعه ای انجام گرفته است و به بررسی افزایش کارایی و بهبود ویژگی نانولوله های بور نیتریدی تک دیواره آرمچیر (6و6) به عنوان نانوحامل برای داروی داکاربازین می پردازد. این بررسی به طریق نظری به بارگذاری داروی داکاربازین بر نانولوله نیترید بور (6و6) در جهات متفاوت می پردازد و اثرات ناشی از عدم استقرار الکترونی، برهمکنش های الکترواستاتیکی و دافعه های فضایی را بر ویژگی ساختاری، الکترونی و واکنش پذیری داروی داکاربازین بر بستر نانولوله نیترید بور(6و6) با طول 6 آنگستروم مورد بررسی قرار گرفت و محاسبات گفته شده با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی تیوری تابعیت چگالی،(Density Functional Theory) DFT، در سطح نظری محاسباتیB3LYP/6-31G* به کار گرفته شد. از توزیع اوربیتال های مولکولی نیز برای فهم تغییرات الکترونی ساختارها، انرژی جذب  (Ead)و هدایت الکتریکی در طی فرایند جذب استفاده شد. همچنین، از آنالیز NBO (Natural Bond Orbital analysis)، برای محاسبه اثرات انتقالات الکترونی ناشی از برهمکنش های استریوالکترونی و برهمکنش های الکترواستاتیکی و سایر ویژگی سیستم های مورد نظر به کار گرفته شد. نقش پارامترهای ساختاری، انتقالات الکترونی، انرژی اوربیتال های دهنده و پذیرنده الکترون، جمعیت های اوربیتالی و چگالی بار بر بستر نانولوله های نیترید بور در واکنش با داروی داکاربازین مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تعیین خاصیت رسانایی الکتریکی و رفتار شیمیایی نانولوله های بور نیتریدی در واکنش با داکاربازین، انرژی های الکترونی و ممان های دوقطبی مورد محاسبه قرار گرفت.

    کلیدواژگان: داکاربازین، نانولوله نیترید بور (6، 6)، انرژی جذب، تئوری تابعیت چگالی، برهمکنش های الکترواستاتیکی
  • مهدی خدایی*، سیده نگین عسکری صفحات 138-145

    در این پژوهش، برای ایجاد سطوح ابرآبگریز؛ سطوح با زاویه تماس بیش تر از °150 از طریق دستیابی به زبری سلسله مراتبی (زبری میکرو-نانو مقیاس)؛ در تیتانیم از فرایند آندایزینگ استفاده شده و اثر تغییر غلظت الکترولیت بر ریزساختار سطح مورد بررسی قرار گرفته است. در نمونه های آندایز شده که با اعمال اسید استیاریک انرژی سطحی کم را بدست آورده اند، با تغییر غلظت آمونیم فلوراید از 01/0 تا 1 مولار، زاویه ترشوندگی متفاوتی از 126 تا 154 درجه حاصل شد. نتایج بررسی ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که در نمونه ساخته شده در غلظت های کم آمونیوم فلوراید، ساختارهایی به شکل مخروط درخت کاج بر سطح رشد کرده اند که با ابعادی در مقیاس میکرومتری و متشکل از ساختار نانوورقه ای هستند و ابعاد این مخروط ها با افزایش غلظت آمونیم فلوراید به 0/5 مولار کاهش و تعداد آن ها در واحد سطح افزایش می یابد و افزون براین، ساختار نانومتخلخل بدست آمده که در این نمونه حالت ابرآبگریزی به دست آمده است. با افزایش بیشتر غلظت آمونیم فلوراید به 1 مولار، ساختارهای مخروط کاجی شکل دیده نمی شود و سطح لایه اکسیدی حاصل از آندایزینگ به صورت سطحی صاف و نانومتخلخل دیده می شود که این موضوع منجر به دستیابی به زاویه ترشوندگی 140 درجه شده است.

    کلیدواژگان: ابرآبگریز، تیتانیم، آندایزینگ، آمونیم فلوراید، زبری میکرو-نانومقیاس
  • ابراهیم غلامی حاتم*، میترا فلاح زاده صفحات 146-152

    در این پژوهش، به بررسی اثر کاشت یون نیتروژن بر ساختار کریستالی و سطحی فیلم نازک اکسید مس پرداخته شده است. بدین منظور لایه نازک به ضخامت  nm 150 به روش کندوپاش از جنس اکسید مس بر زیر لایه سیلیکون لایه نشانی شد. سپس، عمل کاشت یون نیتروژن با استفاده از شتاب دهنده الکترواستاتیک با انرژی keV 50 به مدت3 ثانیه و با شار 1014× 2 ذره بر سانتی متر مربع انجام شد. جریان اندازه گیری در این آزمایش با استفاده از دستگاه نمایه سنج و براش آن به تابع گاوسی در حد چند میلی آمپر به دست آمد. از نتایج آنالیزهای حاصل از XRD مشاهده شد که تعداد قله ها و ساختار بلوری تغییر کرده است. نتایج آنالیز SEM  به هم ریختن ساختار سطحی بر اثر کاشت را نشان می دهد و همچنین، از اندازه گیری پارامترهای ناهمواری  AFM مشخص شد که لایه نازک اکسید مس پس از کاشت یون یکنواخت تر شده و ناهمواری یا زمختی آن کاهش پیدا کرده است. با اندازه گیری گاف انرژی اکسید مس مشخص شد که پس از کاشت یون مقدار آن از eV 26/2 به eV 34/2 افزایش پیدا کرده است که می توان برای ساخت انواع حسگرها گاف انرژی آنرا تغییر داد.

    کلیدواژگان: اکسید مس، کاشت یون، گاف انرژی
  • امین دادرس محبوب، راضیه ثانوی خشنود*، داود ثانوی خشنود صفحات 153-166

    این پژوهش، با هدف بررسی اثر فوتوکاتالیست نانوچندسازه هسته-پوسته مگنتیت- مس (II) اکسید بر میزان تخریب داروی بیزاکودیل با استفاده از نور لامپ دیود نورگسیل با طول موج 200 تا 500 نانومتر با توان 20 وات انجام شده است. برای این منظور، خصوصیات مربوط به نانوچندسازه بوسیله تصویر میکروسکوپ الکترونی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف تبدیل فوریه فروسرخ و آنالیز (XRD) مشخص شد. تاثیر پارامترهای غلظت دارو، مقدار نانوچندسازه، pH محلول، اثر هم زدن محلول و اثر اکسیژن محلول تحت فرایند فوتوکاتالیستی بررسی شده است. یافته های پژوهش، کارایی موثر نانوچندسازه هسته-پوسته مگنتیت- مس (II) اکسید را در تخریب فوتوکاتالیستی داروی بیزاکودیل در شرایط بهینه غلظت بیزاکودیل20 میلی گرم بر لیتر، مقدار نانوچندسازه های هسته-پوسته مگنتیت- مس(II) اکسید 0/1 گرم، pH محلول 7 و سرعت هم زدن rpm 750  در اتمسفر هوا نشان می دهد. به طوری که حذف کامل دارو در شرایط بهینه پس از90 دقیقه به دست آمد.

    کلیدواژگان: فوتوکاتالیست، نانوچندسازه هسته-پوسته مگنتیت- مس(II) اکسید، بیزاکودیل
  • مریم حیدری رامشه، مژده فروزنده، سید محمد مهدوی*، نیما تقوی نیا صفحات 167-181
    در سلول خورشیدی پروسکایتی، لایه  جاذب  بین لایه های انتقال دهنده الکترون (ETM) و حفره (HTM) قرار می گیرد. لایه های ETM و HTM، نقش مهمی در عملکرد فتوولتاییکی ایفا می کنند. تاکنون بهترین بازدهی با استفاده از spiro-OMeTAD به عنوان HTM حاصل شده است. اما قیمت بالا و فرایند سنتز پیچیده ممکن است که کاربرد انبوه آن را محدود نماید. یک نیم رسانا معدنی مثل Cu2ZnSnS4(CZTS)، بدلیل تحرک پذیری بالا، پایداری مناسب، قابلیت سنتز و لایه نشانی به روش محلول ساده و ارزان، می تواند جایگزین امیدبخشی باشد. در این مطالعه، خمیر کربنی دما پایین به همراه نانوجوهر CZTS برای انتقال و جمع آوری حامل های حفره استفاده شد. همچنین، از ترکیب CIS (CuInS2) به عنوان HTM مرجع استفاده شد. نانوذرات CZTS سنتز شده به روش گرمادهی تدریجی دارای فاز بلوری ورتزیت و یک ترکیب غنی از Zn هستند. حضور لایه HTM در فصل مشترک پروسکایت/کربن، اساسا تاثیر بسزایی بر روی  بهبود عملکرد فتوولتاییکی دارد. سرعت چرخش و تعداد دفعات لایه نشانی نانوجوهر به روش پوشش دهی چرخشی مورد بررسی قرار گرفت. در حالت دو بار ترسیب نانوجوهر، حداکثر بازدهی 12/61، 13/38، 10/74 و 11/40 %  بترتیب برای سرعت چرخش 3000 ، 4000 ، 5000 و rpm 6000 بدست آمد. افزایش تعداد لایه های HTM باعث کاهش بازدهی و چگالی جریان می شود. شرایط بهینه برای سرعت چرخش rpm4000 و دو بار ترسیب جوهر، بدست آمد. افزاره مبتنی برCIS به عنوان مرجع، بازدهی 5/15% را نشان داد. عملکرد بهتر افزاره مبتنی بر CIS در مقایسه با CZTS، تحت تاثیر نقص های ذاتی کمتر و کیفیت پوشش دهی سطح پروسکایت است که با آنالیزهای EIS، PL، VOC decay و AFM تایید شد.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی، پروسکایت، لایه انتقال دهنده حفره، نیمه هادی کالکوژناید، Cu2ZnSnS4
|
  • Mahdi Pourfath *, Maryam Soleimani Pages 1-11

    This work proposes and presents a study of a negative-capacitance field effect nano transistor (NCFET) based on two dimensional α-In2Se3 as the ferroelectric in order to reduce the sub-threshold swing. Phase transition as well as Curie temperatures of monolayer α-In2Se3 were studied, by employing Monte Carlo and ab-initio molecular dynamics simulations. The estimated Curie point is above room temperature, making monolayer α-In2Se3 a promising candidate for negative-capacitance field effect nano transistor devices. The Landau constants of monolayer α-In2Se3 are extracted which were utilized for analyzing the characteristics of a negative capacitance-field effect transistor with a monolayer MoS2 as the channel material. Sub-threshold swings in the range of 27-59 mV/dec for ferroelectric thicknesses between 25-5 nm were achieved.

    Keywords: Negative capacitance-field effect nano transistor, Curie temperatures, Ferroelectricity, Phase transition, Two dimensional materials, In2Se3
  • Narges Ansari *, Ensiyeh Mohebbi, Efat Nazari Pages 12-20

    MoSe2 two-dimensional nanostructure is a suitable candidate for optoelectronic applications due to its unique properties such as high absorption and direct band gap. One way to increase the absorption in such a monolayer is to place it as a defect in one-dimensional photonic crystal (PC). The location of defect in the PC can form either symmetrical or asymmetric PC, which affects the number and frequency of defect modes. In this paper, in order to achieve high absorption and adjustability of the defect mode wavelength, the effect of defect layer thickness, PC layers thickness, and periodicity are investigated in both symmetric and asymmetric PCs. In the optimal design, we have achieved a perfect absorption in the asymmetric structures with one defect mode in the middle photonic band gap and in asymmetric PCs with two defect modes the absorption was found to be 70%~80% On both sides photonic band gap. By changing the thickness of the defect layer and the wavelength of the design, the wavelength of the defect mode can be adjusted, which is useful for application in detectors and absorbent filters.

    Keywords: Absorbent filters, Defective photonic crystals, Defect mode, MoSe2 monolayer, wavelength adjustment, absorption, symmetric, asymmetric structure
  • Homayoun Ahmad Panahi Pages 21-31

    In this study a graphene oxide nanoparticles were synthesized based on the temperature-sensitive absorbent to selectively absorb diazinon from aqueous solutions. Infrared spectroscopy (FTIR), morphology (SEM) and thermal balance analysis (TGA) techniques were used to detect nanosorbent functional groups. Using these techniques, it was observed that the amine functional group was formed on the surface of the nanosorbent.To find the optimal removal conditions, the effect of effective parameters such as pH, temperature, adsorbent amount, initial analyte concentration and contact time were tested. The concentration of residual diazinon in aqueous solution was measured by Uv-Vis spectrophotometry. The synthesized nanosorbent can be used 7 times repeatedly to extract diazinon. Also, studies on absorption isotherms have shown that diazinon uptake follows the Langmuir equation. The application of synthesized nanosorbents in real samples indicates the high efficiency of this adsorbent in the selective removal and extraction of diazinon from aqueous environment.

    Keywords: Diazinon, Graphene oxide, Polymer nanosorbent, Pesticide removal, Temperature sensitive polymer
  • Mohamad Qasemnazhand, Farhad Khoeini * Pages 31-41

    In this research, first sila-fullerene and sila-fullerane structures have been investigated, then in terms of chemical properties, they have been compared with the corresponding carbon structures. Our findings show that silicon enters the fullerene structure only by decreasing symmetry, even at smaller sizes of fullerene geometry, it cannot form a stable structure. However, sila-fullerenas are as symmetrical and stable as carbon fulleranes; and also, have high chemical hardness and electron affinity, these two features make them suitable for use in chemical sensors. The electronic properties of the studied structures have been performed with density functional theory (DFT) under functional and basis set of B3LYP/6-31+G(d,p), and Time-dependent DFT calculations have been used to obtain the UV-VIS spectrum.

    Keywords: density functional theory, Dodecahedrane, Fullerene, Silicon nanoparticle, sensor
  • Yousef Fazaeli, Gholamreza Shahhosseini*, Samira Shahbazi, Hamed Askari, Alireza Neisi Pages 42-47

    A major use of quantum dots (QDs) is their use in the development of biomedical nanosensor applications.Bioimaging, targeted drug delivery, and photodynamic therapy are main aspects of the applications of these materials.Four factors determine that which QDs are suitable for use in nuclear medicine applications as theranostics: (1) the ability to accumulate in tumors, (2) cytotoxicity, (3) ability to bind with radioisotopes and (4) fluorescence behavior. In this study, the bactericide effects of different concentrations of QDs sample (CdTe/CdS, CdTe and CdTe/Gd) were evaluated on pathogenic bacteria (E. coli (PTCC 1330), S. typhi (PTCC 1609) and P. aeruginosa (PTCC 1707)). The results showed that altering core/chell structures of QDs affected the toxicity of them considerably.

    Keywords: Quantum dots, cadmium telluride, antibacterial effect
  • S. Hakimpour, A. Shafiekhani* Pages 48-53

    In this study, the localized surface plasmon resonance of Copper and Cobalt quantum dots embedded in diamond-like Carbon films, fabricated through radiofrequency plasma-enhanced chemical vapor deposition, were investigated. In addition, the Cobalt and Copper nanoparticles were fabricated through radiofrequency and direct current sputtering methods via co-deposition in a simultaneous sputtering process. Then, the ultravioletvisible-near-infrared spectroscopy, energy dispersive x-ray spectroscopy, atomic force microscopy and field emission scanning electron microscopy were used to analyze the samples and the effect of changes in sputtering conditions on plasmon resonance of Copper and Cobalt quantum dots were also studied. The results showed that the localized surface plasmon resonance of Copper and Cobalt quantum dots embedded in diamond-like Carbon occurred at wavelengths of about 600 and 230 nanometers, respectively. Furthermore, the simultaneous sputtering of elements led to the formation of two types of spectra from plasmon resonance of the samples.

    Keywords: Plasmonics, Spectroscopy, Diamond-like-Carbon, Nanophotonics, Copper, and Cobalt Quantum dots
  • Mohsen Hajibeygi *, Saeed Shafee Navid Pages 49-58
    In this work, self-coloured nanocomposites containing Azo functional groups based on polyamide (PA) reinfoced with surface modified magnesium hydroxide nanoparticles were prepared, and their structure and properties were investigated. PA was synthesized by direct polycondensation and its structure confirmed by FTIR and NMR. The solubility test results indicated that the synthesized PA easily dissolved in aprotic organic solvents such as dimethyl formamide (DMF) at room temperature. Modified magnesium hydroxide nanoparticles (MMH) were prepared via two steps including coprecipitation reaction and then surface modification in the presence of azo dicarboxylic acid. Nanocomposites (PAN) were prepared with PA and appropriate amounts of MMH via casting solution method. The results of XRD and FE-SEM indicated that nanoparticles were uniformly dispersed in the PA matrix. Thermal properties of PA and related nanocomposites were studied by using thermogravimetric analysis (TGA). According to TGA results, MMH had a good effect on the thermal stability of polyamide. With addition of 8 mass% of modified nanoparticles in the PA matrix, T5 and T10 values increased 30ᵒC.
    Keywords: Polyamide, nanocomposite, Mg(OH)2, thermal stability
  • S.Ziaei, J.Azamat, H.Erfan-Niya* Pages 59-72

    One of the most widely used structures in nanotechnology, which has entered the field of biological sciences, are carbon nanotubes, which due to their small size, special ability to cross the cell membrane, can be used as a drug carrier to identify and kill cancer cells. In this research, to achieve better biocompatibility, the addition of some chemical groups to carbon nanotube was studied using molecular dynamic simulation, which resulted in improved targeted drug delivery performance by surface modification. Also, to evaluate the effect of functional groups, first, the nanostructure without functional group along fluorouracil anticancer drug was investigated. Among the analyzes used to investigate the drug-carbon nanotube interaction with the POPE lipid bilayer membrane in the aqueous medium, we can mention the mean squared displacement, etc that Among these, the analysis of the radial distribution function to compare the water concentration around carbon nanotube and Mass center distance analysis was performed to evaluate the stability of the drug inside the carbon nanotube and then the diffusion coefficients of the carbon nanotube-membrane were compared with different chemical agents through the mean squared displacement. From the results, it was found that the binding of tetraethylene glycol increases the concentration of water around the nanotube as well as the stability of the loaded drug. However, the presence of tetraethylene glycol Led to a decrease in the diffusion coefficient of the nanocarrier.

    Keywords: Targeted drug delivery system, Carbon nanotubes, Fluorouracil anticancer drug, Lipid bilayer membrane, Molecular Dynamics Simulation
  • M. Mohebifar *, T. Kamari Pages 73-80

    A nanosystem containing a quantum dot within an optical cavity is a platform for the study of important quantum phenomena such as photon antibunching, entanglement, single photon generation, and quantum information. The use of such a system in these technologies depends on achieving a strong coupling mode between the quantum dot and the optical cavity. In this study, using a quantum optical approach, the energy Eigen values of a system including a quantum dot within an optical cavity were calculated. Then, for different quantum dots and optical cavities, the threshold conditions were studied to achieve strong coupling mode. The results showed that with increasing the coupling constant, the energy levels splitting increases and the threshold conditions are more favorable for achieving strong coupling mode. The energy level splitting threshold for the quantum dot with a decay rate of 2 μeV within optical cavities with a decay rate of 45 to 205 μeV occurred at a coupling constant of 10.75 to 50.75 μeV. In fact, it was observed that in order to achieve a strong coupling mode in such systems, it is necessary to go to the engineering of cavities with lower decay rates because the change in quantum dots does not have a significant effect on achieving this goal. Also, in a system with such a quantum dot, which has a coupling constant of 35 μeV within an optical cavity with energies of 20 to 140 μeV, the quality factor is in the range of 4930 to 5060.

    Keywords: Quantum dot, Optical cavity, Quality factor, Energy level splitting threshold
  • Mohammad Jamali, Sara Sheikhlari, Salman Mohajer Mazandarani *, Mohamadhossein Majlesara Pages 81-89

    Amyloid aggregations are the major biomarkers of various chronic diseases. Currently, one of the most common tests for in-vitro quantification of amyloid fibrillation kinetics is Thioflavin T assay, which is based on the flurescence emission of Thioflavin T. Inspite of its helpfulness, still has some drawbacks, and hence, introducing other tests to confirm its results is indispensible. Herein, we used Z-scan method to find the nonlinear refractive indices of silver nano particles at various concentrations. According to the results, silver nano particles altered the order of the aggregations from 10-10 to 10-9 such way that the magnitude of the nonlinear refractive indices and the florescence intensities increased and decreased, respectively with increment in the concentrations. Having the maximum diminution in the fluorescence intensity and the and the largest magnitude of nonlinear refractive index, 0.24 μg/ml was recorded as the optimal concentration. Therefore, the results of Thioflavin T and Z-scan, aligned perfectly with each other in a way that the more the concentrations of the silver nano particles were, the more the magnitude of the nonlinear refractive indices, and the more decrement in the fluorescence intensities, and thus, silver nano particles can wipe out the aggregations, which is quantitatively measurable.

    Keywords: Silver nanoparticles, Amyloid beta protein, Fluorescence emission, Nonlinear refractive index
  • Sayadali Ahmadi * Pages 90-96

    The present paper is performed using the density functional theory at the quantum level of B3LYP / 6-311 + G (d, p) to determine the reactivity properties of phenylzine adsorption as an antidepressant on C60 (ih) as a drug carrier in the gas phase. Chemical properties (dipole moment), thermodynamic properties (Gibbs free energy, enthalpy, entropy and heat capacity) and electronic parameters (σ, μ, ω, χ, and η) were calculated for this drug. Based on quantum calculations, phenylzine shows good stability and reactivity. Due to the chemical structure of phenylzine, three active sites have been found for the chemical bonding of phenylzine with fullerene, all of which show thermodynamic stability with respect to the positive frequency value and the negative bond energy.

    Keywords: DFT, phenelzine, C60, Bucky ball, Reactivity, stability
  • Mohammad Javad Hamta, Fatemeh Ostovari*, Mohammad Joghataei Pages 97-103

    The problem of water shortage due to very low rainfall and its improper distribution has caused economic and agricultural problems. In this regard, the usual sources of water supply, such as water wells, have suffered irreparable economic and social consequences due to over-harvesting. One of the solutions available in recent decades is the use of available resources in water harvesting such as the water harvesting in the air. In this research, we have investigated the issue of water supply from air humidity by polymer layers with titanium dioxide nanoparticles. For this purpose, the effect of different concentrations of titanium dioxide nanoparticles on the rate of water harvesting by the desired layers at 90% humidity and at the temperature 15 and 5 ° C was investigated. Also, the amount of water collected was measured in terms of hours for 5 hours and according to the characteristics of the layers were analyzed. The results showed that the prepared layers have the ability to absorb air moisture and convert it into available water droplets due to the presence of TiO2nanoparticles in the layers. Although the efficiency of the layers is higher at low temperatures due to the faster condensation of water vapor, the results show that temperature changes have a significant effect on dew harvesting of water by layers with different percentages of TiO2nanoparticles, as the layers containing higher and lower concentrations of TiO2 nanoparticles have the highest power dew harvesting of water at temperatures of 5 and 15 ° C, respectively.

    Keywords: Dew harvesting, Polymer nanocomposite, Polyethylene, Titanium dioxide Nanoparticles, Water spill, water absorption
  • S. M. Razavi, A. Shakeri, Z. Dehghani * Pages 104-111

    In this paper, a new structure of the SiC metal-semiconductor field effect transistor (SiC-MESFET) is presented. In the proposed structure of the upper part of the channel under the gate, a semiconductor with very low impurity density is used and at the bottom of the channel, a semiconductor with a high impurity density is used. The most important electrical characteristics of the proposed transistor such as breakdown voltage, drain current, threshold voltage, electric field and gate capacitor are simulated and compared with these characteristics in conventional transistor. According to the simulation results, the proposed structure reduces the maximum electric field in the channel and thus increases the breakdown voltage from 127 V to 136.5 V compared to the conventional structure. The new structure also increases the saturation drain current by 30% compared to the conventional structure. The high density of impurities in the channel bottom causes a negative shift in the threshold voltage in the provided transistor. According to the obtained results and increasing the drain current and the breakdown voltage, the proposed transistor can be used in high power applications.

    Keywords: Metal semiconductor field effect transistor (MESFET), Drain current, Breakdown voltage, Threshold voltage, Gate capacitance
  • Fatemeh Bageri, Sahar Afzali, Hamid Haratizadeh * Pages 112-123

    The safety and standard rules of industrial, medical, and research centers have restricted using heat sources for sensing the flammable and toxic gases because of the reduction of the probable risks. Accordingly, in this work, ZnO nanoparticles were synthesized by the hydrothermal method. The resistive gas sensors were fabricated based on the as-prepared ZnO nanoparticles to detect ethanol gas. The results obtained indicated that the performance of the sensors was significantly improved for sensing ethanol. Sensitivity of 40 and 113% to 800 ppm ethanol was obtained under UV irradiation at room temperature and 80 ° C, respectively. The other features of this sensor include short response time, selectivity, and stability, linear calibration curve. Therefore, this sensor could be applied in environments where operating sensors at high temperatures have many challenges due to potential risks.

    Keywords: Resistive sensor, Ethanol gas, nanostructure, ZnO, UV-irradiation
  • M.Samadizadeh, N.Masnabadi*, M.Alirezayi Pages 124-138

    The present study is an applied-developmental study that investigates the increase in efficiency and improvement of the properties of single-walled boron nitride nanotubes (6,6) as nanocarriers for dacarbazine. In this research, the loading of dacarbazine on boron nitride nanotube (6,6) was investigated theoretically and the electron delocalization effects, electrostatic interaction, steric repulsion effects on the structural, electronic properties, and reactivity of dacarbazine on the boron nitride nanotube substrate were studied using quantum mechanical calculations of DFT (Density Functional Theory) evaluated at the B3LYP/6-31G* level of theory. The molecular orbitals distribution was investigated to understand changes in the electronic structures, adsorption energies (Ead), and electrical conductivity during the adsorption process. Frequency calculations were performed to determine the thermodynamic functions and vibrational frequencies in the gas phase. NBO (Natural Bond Orbital analysis) analysis was used to calculate the electronic transition effects as well as electrostatic interactions and other properties of the studied systems. The role of structural parameters, electron transfers, donor-acceptor orbital energies, orbital populations, and NBO charges on the boron nitride nanotube in interaction with dacarbazine were discussed. To determine the electrical conductivity and chemical properties of boron nitride nanotubes reacting by dacarbazine, electron energies, the dipolar moment was calculated and investigated.

    Keywords: “Dacarbazine”, “Boron nitride nanotube (6, 6)”, “Adsorption energy”, “Density functional theory (DFT)”, “Electrostatic interaction”
  • M. Khodaei*, Seyyede Negin Askari Pages 138-145

    A In this study, to create superhydrophobic surfaces on titanium; surfaces with contact angles higher than 150 ° by achieving hierarchical roughness (micro-nanoscale roughness); the anodizing process has been used and the effect of changing the electrolyte concentration on the surface microstructure is investigated. In anodized samples, which obtained the low surface energy by applying stearic acid, a different wetting angle of 126 to 154 degrees was obtained by changing the concentration of ammonium fluoride from 0.01 to 1 M. The results of scanning electron microscopy showed that Pine cone-shaped structures had grown on the surface with micrometer-scale dimensions consisting of a nanoflake structure in the sample made at low concentrations of ammonium fluoride. The dimensions of these Pine cones decrease with increasing the concentration of ammonium fluoride to 0.5 M and the number of them increases per unit area. In addition, the nanoporous structure is obtained, which resulted in the superhydrophobicity in this sample. By further increasing the concentration of ammonium fluoride to 1 M, the Pine cones structure are vanished and the surface of the oxide layer resulting from anodizing is seen as a smooth and nanoporous surface, which has led to a wetting angle of

    Keywords: Superhydrophobicity, Titanium, Anodizing, Ammonium fluoride, Micro-nanoscale roughness
  • E.Gholami Hatam*, M.Falahzadeh Pages 146-152

    In this research, the effect of nitrogen ion implantation on the crystalline and surface structure of copper oxide thin film has been investigated. For this purpose, a thin film with a thickness of 150 nm was deposited on the silicon substrate by copper oxide sputtering method. Then, the nitrogen ion implantation was performed using an electrostatic accelerator with 50 keV energy for 3 seconds with a fluence of 2×1014 particles per square centimeter. The measured current in this experiment was obtained using a profile device and its fitting to a Gaussian function in the range of several milliamperes. From the results of XRD analyzes, it was observed that the number of peaks and the crystal structure have changed. The results of SEM analysis show that the surface structure is defected due to implantation and the measurement of AFM roughness parameters showed that the thin layer of copper oxide became more uniform after ion implantation and its roughness or stiffness is decreased. By measuring the energy gap of copper oxide, it was found that after ion implantation, its value increased from 2.26 eV to 2.34 eV, which can be tuned to make different types of sensors.

    Keywords: Copper oxide, Ion implantation, Band gap energy
  • Amin Dadras Mahboob, Razieh Sanavi Khoshnood *, Davoud Sanavi Khoshnoud Pages 153-166

    The aim of this study was to investigate the photocatalytic effect of magnetocite-copper(II) oxide core-shell nanocomposites on the rate of degradation of bisacodyl using 20 W light emitting diode lamp. For this purpose, the effect of parameters such as drug concentration, nanocomposite content, pH of the solution, the effect of stirring the solution and the effect of dissolved oxygen under photocatalytic process has been investigated. research findings showed the effective efficiency of core-shell magnetite-copper(II) oxide nanocomposite and 20 W light emitting diode lamp in photocatalytic degradation of bisacodyl drug in optimal parameters, ie bisacodyl concentration of 20 mg / L, amount of core-shell magnetite-copper(II) oxide nanocomposite 0/1 g and the pH of solution 7 and stirring speed 750 rpm in air atmosphere. In this study, the results obtained in the process of photocatalytic degradation of bisacodyl using nanocomposites of core-shell magnetite-copper oxide in the presence of 20 watt light emitting diode lamp, shows the effective efficiency of this analytical method.

    Keywords: photocatalyst, core-shell nanocomposite-magnetite-copper (II) oxide, bisacody
  • Maryam Heidariramsheh, Mozhdeh Forouzandeh, Nima Taghavinia Pages 167-181
    In a perovskite solar cell, the photoactive layer is sandwiched between the electron and hole transfer layers (ETL and HTL). ETL and HTL play a very important role in photovoltaic performance. So far, record efficiency has been achieved using spiro-OMeTAD as HTL. But the high cost and complex synthesis process may limit its large-scale application. Inorganic semiconductors are a promising alternative due to their high mobility, stability, and the ability to synthesize and deposition by simple and inexpensive solution-based methods. In this study, a low-temperature carbon paste with Cu2ZnSnS4 (CZTS) nanomaterials were applied to transport and collect hole carriers. CuInS2 NPs were applied as the reference HTM. CZTS nanoparticles which are synthesized by heating-up method have a crystalline phase of wurtzite and a Zn-rich composition. The presence of the HTM layer at the perovskite/carbon interface has a significant effect on improving photovoltaic performance. The spin rate and number of HTM layers were investigated by spin-coating method. In the case of two-time deposition of nanomaterials, the maximum efficiencies of 12.61%, 13.38%, 10.74%, 11.40% were obtained for spin rates of 3000, 4000, 5000 and 6000 rpm, respectively. Increasing the number of HTM layers reduces the efficiency and current density. The spin rate of 4000 rpm and two-times deposition were obtained as optimal conditions. CIS-based device as a reference showed an efficiency of 15.5%. High performance compared to CZTS is affected by less defects and quality of perovskite surface coverage, which was confirmed by EIS, PL, VOC decay and AFM analyzes.
    Keywords: Solar Cell, Perovskite, Hole transfer Layer, chalcogenide semiconductor, Cu2ZnSnS4