فهرست مطالب

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیست و دوم شماره 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/27
  • تعداد عناوین: 25
|
  • ارشمید نهال*، سید رضا حسینی صفحات 1-14
    از آنجایی که برای انجام درست هرکاری ابتدا باید دانش و شناخت کافی از آن موضوع پیدا کنیم، ما در بخش نخست این مقاله ابتدا به مرور بر روش های مهم و اصلی لیتوگرافی نوری و طبقه بندی آنها می پردازیم. سپس به معرفی راه های بهبود تصاویر ایجاد شده روی فتورزیست که بستر اصلی لیتوگرافی است پرداخته و لیتوگرافی با ذرات پر انرژی و لیتوگرافی نرم را بررسی می کنیم. در بخش دوم مقاله روش فتولیتوگرافی تماسی و فرایند بهبود آن که در آزمایشگاه ما انجام شده است، با جزییات معرفی و شرح داده می شود. از این روش برای لیتوگرافی جهت ساخت قطعات اپتیکی پراشی روی یک بستر شیشه ایی آلاییده شده به نانوذرات نقره توسط یک باریکه یون هلیوم استفاده کردیم. جهت کاهش اثر پراش، ما روش تماسی را برای کار خود سازگاز و بهینه سازی کردیم. راهکار ما که در این مقاله ارایه شده است برای سایر پژوهشگران در ایران عملی و در دسترس است
    کلیدواژگان: لیتوگرافی، مواد حساس به نور، فوتورزیست
  • فاطمه اشرفی، حسین مختاری*، امیر الحاجی، سید جواد هاشمی فر صفحات 15-29

    در این پژوهش، نانو پودر محلول جامد xO-1NixMg در نسبت مولی، x، در محدوده  0.4>x>و0.1با استفاده از روش جدید سل ژل خود-احتراقی غیر آلکیلوکسیدی سنتز شد. در این روش از Mg(CH3COO)2.4H2O، Ni (NO3)2.6H2O و اسید سیتریک به ترتیب به عنوان منابع یون های منیزیم و نیکل عامل ژل ساز و همچنین سوخت استفاده شد. سپس، از طریق تحلیل گرما وزن سنجی  (TGA) روند واکنش و معادله آن تعیین شد، همچنین دمای مناسب برای تشکیل ترکیب محلول جامد NixMg1-xOپایدار را نیز مشخص کردیم. تاثیر نسبت مولی (x) بر خصوصیات ساختاری و نوری نمونه ها توسط پراش پرتوی ایکس  (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی انتشار میدانی (FESEM)، بیناب سنجی انعکاس پخشی (DRS)، بیناب سنجی نورتابی (PL) و بیناب سنجی تبدیل فوریه ریزموج ,(FTIR) مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش در کسر مولی x در نمونه ها، ثابت شبکه (a) و اندازه بلورک ها (D) کاهش می یابد که نشان دهنده آلایش ساختار اکسید منیزیم به نیکل و تشکیل محلول جامد NixMg1-xO است. گاف انرژی با افزایش غلظت آلاینده، کاهش می یابد که نشان می دهد جانشانی یون های  2+Ni در ساختار MgO باعث ایجاد برخی از تغییرات در سطح انرژی و خصوصیات جذب نوری مرتبط با انواع مراکز رنگی F در اثر وجود جاخالی های اکسیژن می شود‏..

    کلیدواژگان: محلول جامد، xO-1NixMg، نانوذرات، سل ژل خود-احتراقی، ویژگی های نوری، ساختار نواری
  • محبوبه معین مقدس* صفحات 31-41

    در این مقاله معادلات پایستگی تکانه-انرژی برای یک شاره نسبیتی در فضا-زمان تخت را به دست می آوریم. در انتقال تکانه و انرژی سه ساز و کار شاره کامل، وشکسانی و انتقال گرما در نظر گرفته می شود از اثر میدان مغناطیسی دراین مقاله صرفنظر می شود. همچنین ارتباط معادلات نسبیتی و غیر نسبیتی در این مقاله دیده می شود، پس با توجه به اثراتی که در معادلات نسبیتی وجود دارد اما در معادلات غیر نسبیتی دیده نمی شود، می توان معادلات غیر نسبیتی را اصلاح کرد. روش استفاده شده در این مقاله برای به دست آوردن معادلات پایستگی و اتصال معادلات پایستگی غیر نسبیتی قابل استفاده برای انواع ساز و کار های انتقال انرژی و تکانه و نیز قابل اجرا برای تمام متریک ها است‏.

    کلیدواژگان: معادلات پایستگی شاره نسبیتی، ارتباط معادلات نسبیتی و غیر نسبتی، تاثیر انتقال گرما در معادلات
  • علی نهانی، صادق میری، الناز یزدانی* صفحات 43-54
    در این پژوهش ویژگی های نورتابی بلورهای محصورشده پروسکایت متیل آمونیوم سرب برمید (CH3NH3PbBr3) ددر میان لایه های نازک آلومینیوم اکسید متخلخل مطالعه می شود. این لایه های متخلخل با استفاده از روش الکتروشیمیایی آندش ساخته می شود. ابتدا لایه نازک آلومینیوم با روش کندوپاش مغناطیسی لایه نشانی شده و سپس با تغییر ولتاژ آندش، الگو های مختلفی از لایه های آلومینیوم اکسید متخلخل ساخته می شود. در نهایت به منظور سنتز نانو بلورهای پروسکایت CH3NH3PbBr3 در میان ساختار متخلخل از روش لایه نشانی چرخشی تک مرحله استفاده می شود. ریخت شناسی لایه های نازک آلومینیوم اکسید متخلخل با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و نتایج میکروسکوپ نیروی اتمی مورد بررسی قرار می گیرد. با هدف بررسی پاسخ نوری بلورهای محصورشده پروسکایت CH3NH3PbBr3 نسبت به مشخصات ساختاری لایه های نازک متخلخل نیز از تحلیل طیف سنجی فوتولومینسانس استفاده شده است. نتایجی که از مطالعات ساختاری به دست آمده است نشان می دهند با افزایش ولتاژ آندش، میانگین قطر نانوحفره های ساخته شده و تعداد آنها افزایش می یابد. همچنین به وسیله طیف سنجی فوتولومینسانس، وابستگی مشخصات تابشی بلورهای محصور شده به اندازه قطر حفره ها معلوم است، به طوری که کاهش قطر حفره ها سبب جابه جایی آبی طیف فوتولومینسانس مشاهده شد. در نهایت با مقایسه نتایج حاصل از مطالعات ساختاری و نوری با نتایج حاصل از رابطه  بروس ، ساخت نانو بلورهای پروسکایت CH3NH3PbBr3 داخل قالب الگودار شده آلومینیوم اکسید بررسی شده است.
    کلیدواژگان: محصورسازی، پروسکایت، فوتولومینسانس، آندش، متخلخل
  • سید علی حسینی منصوری*، مرتضی رفیعی صفحات 55-69
    در این مقاله، در ابتدا با استفاده از رهیافت تجزیهADM، حل سیاه چاله بدون باری را برای گرانش گاوس بونت سازگار با 4 بعد ($D\to 4$) به دست می آوریم. سپس خصوصیات ترمودینامیکی چنین حلی را در نزدیکی نقطه بحرانی با بهره مندی از هندسه ترمودینامیکی NTG بررسی خواهیم نمود. به بیانی دقیقتر، نمایه-های بحرانی تغییر چگالی عددی $\Delta n$.، پذیررفتاری دمایی${{\kappa}_{T}}$، خمش ذاتی بهنجارشده${{R}_{N}}$ و خمش خارجی بهنجار شده ${{K}_{N}}$ را در نزدیکی نقطه گذار برای فاز سیا ه چاله های کوچک و بزرگ محاسبه می شوند. نتایج ما نشان می دهد که دامنه های مربوط به خمش های ترموینامیکی بهنجار شده در نزدیکی نقطه بحرانی مستقل از مقادیر ثابت جفت شدگی گاوس بونت هستند که نشان دهنده خاصیت جهان شول بودن آنهاست.
    کلیدواژگان: سیاه چاله گوس بونت، تجزیه ADM، خمش ذاتی و خمش خارجی
  • مریم قلی زاده آرشتی*، لیدا بابازاده حبشی، منیر کمالیان، ابراهیم حسنی صفحات 71-78
    نانوذرات کادمیوم تلوراید با روش تبخیر حرارتی در دمای زیرلایهC °200 و فشار  بر روی زیرلایه های شیشه ای که با لایه های نازک شفاف و رسانای اکسید ایندیم آلاییده به قلع (ITO) و اکسید قلع آلاییده شده با فلورین (FTO) پوشش داده شده است، لایه نشانی شد. ضخامت لایه های تهیه شده حدود nm200 تعیین شد. ساختار، خواص اپتیکی، الکتریکی و ریخت شناسی سطح لایه ها به ترتیب توسط پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فرابنفش- مریی (UV-Vis)، مشخصه یابی جریان-ولتاژ (I-V) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تحلیل شدند. طیف های XRD ساختار مکعبی لایه نازک کادمیوم تلوراید لایه نشانی شده بر روی هر دو زیرلایه ITO و FTO را نشان می دهند. جهت گیری ترجیحی فیلم های لایه نشانی شده نیز از راستای (111) برای زیرلایه ITO به (220) برای زیرلایه FTO تغییر کرد. اندازه بلورینگی لایه ها روی ITO و FTO در این راستاها به ترتیب برابر با حدود 23/41 و 34/84 نانومتر به دست آمد. با استفاده از طیف سنجی UV-Vis در محدوده طول موج nm 200-1200 طیف های عبور از لایه های نازک مشخص شد. گاف انرژی اپتیکی لایه های نازک روی زیرلایه های ITO و FTO به ترتیب eV 1/60 و  eV1/63 محاسبه شد. منحنی I-V رسانایی الکتریکی بیشتر لایه نازک کادمیوم تلوراید بر روی FTO را در مقایسه با ITO نشان می دهد. تصاویر ریخت شناسی سطح، همگنی و یکنواختی سطح را نشان می دهد‏.
    کلیدواژگان: کادمیوم تلوراید، لایه نشانی تبخیر حرارتی، گاف انرژی، اندازه بلورینگی، ضریب خاموشی
  • منا رستمی*، فریدون بابائی صفحات 79-98
    در این پژوهش، جفت شدگی پلاریتون-پلاسمون سطحی و پلاریتون- اکسیتون سطحی در یک ساختار چند لایه ای از محیط فلزی و لایه های نازک ستونی دی الکتریک با حایل اکسیتونی در پیکربندی کریشمن با استفاده از روش ماتریس انتقال به طور نظری تحقیق شد. تاثیر پارامترهای ساختاری از قبیل طول ستون های لایه های نازک ستونی و زاویه رشد آنها، ضریب شکست منشور ، کسر حجمی هوا در لایه های نازک ستونی و ضخامت محیط اکسیتونی روی جفت شدگی مطالعه شد. نتایج نشان داد که با کاهش طول ستون های محیط دی الکتریک و ضریب شکست منشور، جفت شدگی قوی تر می شود. با کاهش کسر حجمی هوا در لایه نازک ستونی، همزمان با افزایش ضخامت محیط اکسیتونی نیز جفت شدگی قوی تر می شود و جفت شدگی فوق قوی در 0/2=fv به دست آمد. طیف انرژی شاخه های پلکسیتونی برحسب بسامد واکوکی نشان دهنده رفتار غیر متقاطع مدهای پلکسیتونی است که قدرت جفت شدگی مدها از ناحیه متوسط تا فوق قوی را شامل می شود‏.
    کلیدواژگان: پلکسیتون، پیکر بندی کریشمن، روش ماتریس انتقال، جفت شدگی قوی، انرژی شکافتگی رابی
  • راضیه طالبی* صفحات 99-111
    در این پژوهش، اثر زمان نوردهی بر پدیده فوتوکرومیسم چندرنگی در لایه نازک نقره-کلرید نقره بررسی شده است. اثر فوتوکرومیسم چندرنگی در لایه نقره-کلرید نقره با تابش پرتو لیزر پیوسته-موج در مدت زمان کوتاه، ایجاد می شود. تابش پرتو تکفام و قطبیده خطی لیزر در ناحیه مریی به لایه زیرطول موجی نقره-کلرید نقره، پدیده های فوتوکرومیسم چندرنگی و القاء ناهمسانگردی را به طور همزمان ایجاد می کند. ناهمسانگردی در این لایه ها ناشی از به خط شدن نانوذرات نقره در امتداد قطبش نور است؛ در حالی که فوتوکرومیسم چندرنگی ناشی از تغییر اندازه نانوذرات نقره، متناسب با طول موج نور فرودی است. پدیده جالب توجه در لایه های نازک نقره-کلرید نقره امکان حذف هر دو اثر ایجاد شده، با تابش پرتو فرابنفش است. همچنین، در این پژوهش نش ان داده ایم، اگر چه پدیده فوتوکرومیسم چندرنگی با نگارش لیزری در مدت زمان کوتاه ایجاد می شود، حذف کامل این اثر با تابش پرتو لامپ فرابنفش، آنی نیست و به مرور زمان انجام می شود. بنابراین، استفاده از لایه های نازک نقره-کلرید نقره نه تنها برای چاپ رنگی چندباره کاربرد دارد، بلکه پتانسیل به کارگیری به منظور دزیمتری پرتو فرابنفش نیز دارد‏.
    کلیدواژگان: نقره-کلرید نقره، پرتو فرابنفش، تشدید پلاسمون سطحی، فوتوکرومیسم، بیناب جذب
  • مانیا ملکی*، مهدیه محمدی صفحات 113-120
    ما در این مطالعه شکل تابع سرعت و فشار شاره ای در حال نوسان بین دو صفحه موازی شیشه ای را که تشکیل سلول هل-شاو دایره ای می دهند، بررسی کرده ایم. جریان شاره شعاعی، تراکم ناپذیر و آرام در نظر گرفته شده است. معادله نویه - استوکس وابسته به زمان در مختصات استوانه ای با استفاده از تبدیل فوریه حل شده است و سرعت شاره نوسانی در سراسر ضخامت سلول در زمان های مختلف به دست آمده است. تابع سرعت شاره در حالت غیر پایا به مولفه عمودی مختصات به صورت توابع سهموی و همچنین با عکس مولفه شعاعی  متناسب است. وابستگی به زمان به صورت هماهنگ ساده با بسامدی برابر با بسامد نوسان ظاهر می شود. سرعت شاره در میانه سلول در راستای ارتفاع سلول بیشینه است و از میانه سلول به سمت صفحه بالا و یا پایین، به تدریج کم می شود و به صفر می رسد. فشار به ارتفاع بستگی ندارد و با شعاع به صورت لگاریتمی تغییر می کند. وابستگی فشار به زمان نیز به صورت هماهنگ ساده با بسامد خارجی است، ولی نسبت به سرعت اختلاف فاز دارد‏.
    کلیدواژگان: سلول هل-شاو، شارش نوسانی، شارش شعاعی، شارش پوازوی
  • حسین داودی یگانه*، محمود مهدیان، رضا محمدی آقدرق صفحات 121-128
    مدل آیزینگ کوانتومی یک بعدی برای توصیف بسیاری از سیستم های فیزیکی به کار می رود، از این رو محاسبه انرژی حالت های پایه و ابرنگیخته آن که کاربردهای زیادی در مکانیک آماری دارد، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ما با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تقریبی کوانتومی که از نوع الگوریتم های ترکیبی کوانتومی-کلاسیکی است، حالت های پایه و برانگیخته این مدل را به دست می آوریم. برای این منظور، ابتدا با استفاده از الگوریتم بهینه سازی تقریبی کوانتومی حالت پایه را پیدا می کنیم سپس با اضافه کردن یک جمله هم پوشانی این الگوریتم را تعمیم می دهیم تا حالت های برانگیخته به دست آید. ما انرژی حالت پایه و برانگیخته را برای ضرایب مختلف جفت شدگی محاسبه کرده ایم که سازگاری بسیار بالایی با محاسبات دقیق دارد.‏
    کلیدواژگان: مدل آیزنیگ یک بعدی، حالت پایه و برانگیخته، الگوریتم بهینه سازی تقریبی کوانتومی، الگوریتم ترکیبی کوانتومی-کلاسیکی
  • محمد ترکیهای اصفهانی*، زینب سادات ایمانی، امیدرضا کاکویی، مهسا معظمی قمصری صفحات 129-137

    در این تحقیق نانوسیم های آلیاژ CoZn در قالب اکسید آلومینیوم متخلخل توسط تپ جریان متناوب (ac) انباشت شدند. قالب اکسید آلومینیوم از طریق آنودایز نرم دو مرحله ای ورقه آلومینیوم خالص ساخته شد و ریخت شناسی آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی مشخص شد.به منظور مطالعه سیستماتیک نمونه ساخته شده، از روش های غیرمخرب تحلیل با باریکه یونی استفاده شد. از بین این روش ها تحلیل طیف پس پراکندگی رادرفود با برخورد یون های پروتون با انرژی keV 2000 و keV 2500 و یون های هلیوم با انرژی keV 2500 با ماده انجام شد. تحلیل و بررسی طیف RBS نمونه به همراه شبیه سازی های انجام شده با کد SIMNRA، امکان تعیین غلظت، نمایه عمقی عناصر موجود در نمونه و تعیین استوکیومتری قالب آلومینا در عمق های متفاوت را فراهم کرد. بهترین نتایج به دست آمده مربوط به تحلیل با پروتون keV 2500 است که عمق نانوسیم های آلیاژ CoZn را برابر 10 الی 14 میکرومتر به دست آورد. همچنین برای صحت سنجی نتایج، از نمونه تصاویر FE-SEM تهیه شد که موید همخوانی با نتایج به دست آمده از روش RBS است.

    کلیدواژگان: تحلیل با باریکه یونی، طیف سنجی پس پراکندگی رادرفورد، اکسید آلومینیوم آندی، نمایه عمقی عناصر، نانو سیم CoZn
  • محمدرضا محمدی مظفر*، کمیل بابائی ولنی صفحات 139-147

    در این مقاله با استفاده از دوگانی گرانش-پیمانه ای به بررسی آنتروپی خالص سازی در یک نظریه میدان دارای اتلاف تکانه پرداخته ایم. هندسه دوگان یک فضازمان مجانبی پاددوسیته است که از اضافه کردن یک میدان اکسیونی به کنش اینشتین-هیلبرت ساخته شده است. مطالعه ما نشان می دهد که فاصله بحرانی برای گذار فاز آنتروپی خالص سازی با افزایش پارامتر اتلاف کاهش یافته و در نتیجه از همبستگی کل بین دو زیرناحیه کاسته می شود‏.

    کلیدواژگان: دوگانی گرانش-پیمانه ای، آنتروپی خالص سازی، میدان اکسیون
  • رضا پورایمانی*، سید محسن مرتضوی شاهرودی صفحات 149-163
    دانش الگوی توزیع و انتشار عناصر پرتوزای طبیعی و مصنوعی و سطح تابش آنها در محیط زیست برای ارزیابی تاثیرات آن بر سلامتی انسان ها و موجودات زنده بسیار مهم است. در این پژوهش، فعالیت ویژه عناصر پرتوزای طبیعی و مصنوعی برای 30 نمونه جمع آوری شده از رسوبات بالادست و دهانه خروجی رود قره سو به خلیج گرگان و همچنین رسوبات قسمت شرقی خلیج گرگان با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی اندازه گیری و نقشه توزیع آنها با استفاده از نرم افزار  سرفر و GIS ترسیم شد. فعالیت ویژه Ra226، Th232، K40 و Cs137 به ترتیب از 8/80 تا 31/92 ، از 11/16تا 43/19، از 183/77 تا 562/88  و از 0/83 تا 12/72 بر حسب Bq/kg  به دست آمد. در بالادست سرچشمه رود قره سو، میانگین غلظت Ra226، Th232، K40 و Cs137 در نمونه های خاک کنار رود قره سو بیشتر از رسوبات کف این رودخانه بود که نشان دهنده شستتشوی رسوبات و حمل عناصر پرتوزا توسط جریان آب و انتقال این عناصر به نقاط پایین تر است. در دهانه رود قره سو و خلیج گرگان، الگوهای توزیع 232Th و 40K تقریبا مشابه یکدیگر هستند و بالاترین غلظت عناصر Ra226، Th232و K40 مربوط به رسوبات دهانه رود قره سو است. غلظت Cs137 در دهانه رود قره سو کمترین مقدار را دارد و با فاصله گرفتن از دهانه به سمت قسمت های میانی خلیج گرگان بر غلظت آن افزوده می شود که این الگوی انتشار نشان دهنده حرکت پذیری بالا و تمایل به رسوب گذاری در نقاط آرام تر برای Cs137 است. مقادیر اندازه گیری شده برای کمیت های پرتوشناختی و شاخص های خطرپذیری ناشی از تابش های هسته ای در این پژوهش در محدوده مجاز هستند و میزان تابش های هسته ای موجود، سلامتی ساکنین منطقه را تهدید نمی کند.
    کلیدواژگان: پرتوزایی، الگوی انتشار، Cs137، خلیج گرگان، رود قره سو
  • محمد کرمی، سعید گلشن خواص، فرخ سررشته داری* صفحات 165-172
    فیلترطیف اتمی فاراده، یک فیلتر میان گذر باریک اپتیکی است که کاربردهای زیادی در سامانه های مختلف کوانتومی و لیزری دارد. در این فیلترها با مهندسی پارامترهای سامانه از جمله دمای گاز و همچنین شدت میدان مغناطیسی می توان فیلتر را با پهنای طیفی و میزان عبور مشخص طراحی کرد. در این کار یک فیلترطیف اتمی برای طول موج گذار D1 سزیم (894/6 نانومتر) پیاده سازی و مشخصه یابی شده و تاثیر پارامترهای سامانه در مشخصات فیلتر به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که حداکثر نور عبوری از فیلتر در دمای 40 درجه سانتی گراد سلول و میدان مغناطیسی 390 گوس حاصل می شود که در این شرایط فیلتری به صورت تک قله و با پهنای 0/24 گیگاهرتز ایجاد می شود‏.
    کلیدواژگان: فیلتر طیف اتمی، گذار D1 سزیم، اثر فاراده، اسپکتروسکوپی جذب اتمی
  • سید میر ابوالحسن واعظی*، امیرحسین ساعدپناه صفحات 173-181
    یکی از قوی ترین و محبوب ترین روش های محاسباتی کوانتومی برای شبیه سازی و مطالعه ی سیستم های هم بسته ی قوی یک بعدی و شبه دو بعدی، روش گروه بازبهنجارش ماتریس چگالی (DMRG) است که بنیان آن درهم تنیدگی کوانتومی می باشد. هر چه درهم تنیدگی کوانتومی میان درجات آزادی سیستم کمتر باشد، این روش دقت بالاتری دارد. در عین حال درهم تنیدگی کوانتومی میان دو جزء یک سیستم بسته به نحوه ی توزیع درجات آزادی میان آن دو وابسته است و بنا بر این در حالت کلی تحت تبدیلات یکانی دلخواه ناوردا نمی باشد. درهم تنیدگی تنها تحت آن دسته از تبدیلات یکانی که درجات آزادی دو جزء را مخلوط نمی کنند، ثابت می ماند. با توجه به این مشاهدات، یک پرسش اساسی این است که آیا می توان به صورت روشمند تبدیلات یکانی خاصی طراحی کرد که درهم تنیدگی میان درجات آزادی سیستم را کمینه کند تا به واسطه ی آن دقت روش DMRG بیشینه شود؟ پاسخ این پرسش در حالت کلی بسیار سخت است. در این مقاله ما مدل های فرمیونی برهم کنشی را مطالعه می کنیم و با محدود کردن تبدیلات یکانی به تبدیلات یکانی تک ذره ای، روشی نوین و کارآمد را برای یافتن تبدیلات بهینه معرفی می کنیم. در این چارچوب نشان می دهیم که دقت روش DMRG به ازای یک بعد پیوندی ثابت با اعمال الگوریتم ما بیشتر می شود، انرژی اندازه گیری شده ی سیستم کاهش می یابد و به مقدار درست خود نزدیک تر می شود. روش ما راه را برای یافتن تبدیلات یکانی پیچیده تر (بس ذره ای) بهینه، باز می کند و به فهم بهتر رفتار فرمیون ها در سیستم های هم بسته ی قوی کمک می کند.
    کلیدواژگان: درهمتنیدگی، گروه بازبهنجارش ماتریس چگالی، بازبهنجارش درهمتنیدگی، سیستم های هم بسته ی قوی، تبدیلات یکانی تک ذره ای
  • محسن رضائی، پروین کریمی، فاطمه رضائی* صفحات 183-193
    در این مقاله، با استفاده از تکنیک طیف سنجی فروشکست القاییده لیزری، غلظت های عناصر موجود در آلیاژهای استاندارد آلومینیوم به طور کمی اندازه گیری شده است. لیزر تپی Nd:YAG در طول موج nm 1064 روی نمونه های استاندارد آلومینیوم تابیده شده است و با استفاده از پلاسمای ایجاد شده، تحلیل ها انجام شده است. از بین روش های مختلف تحلیل جهت براورد غلظت عناصر موجود در نمونه های آلومینیم، روش های شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم تخمین گر بردار پشتیبان، میانگین متحرک خودبرگشت تجمعی، مدل رگرسیون بردار پشتیبان مبتنی بر کرنل و مدل ترکیبی KSVR-ARIMA، برای پیش بینی غلظت عناصر آهن، مس، روی، منیزیم، منگنز و سیلیس مورد استفاده قرار گرفته اند و نتایج به دست آمده از این روش ها با هم مقایسه شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش ترکیبی KSVR-ARIMA، بهترین مقادیر پیش بینی را با کمترین خطا برای اغلب عناصر اشاره شده گزارش می کند‏.
    کلیدواژگان: طیف نمایی فروشکست القائیده لیزری، آلومینیوم، شبکه عصبی مصنوعی، آریما، رگرسیون بردار پشتیبان
  • محسن دایی محمد* صفحات 195-211
    هدف این مقاله بررسی خواص دینامیکی یک نوسانگر هماهنگ جفت شده با یک حمام غیر تعادلی درغیاب تقریب موج چرخان است. در ابتدا به بررسی نظری این مدل می پردازیم و معادلات حرکت هایزنبرگ را برای عملگرهای نابودی نوسانگر و حمام درغیاب و درحضورتقریب موج چرخان به دست می آوریم. بعد آن رابطه نوسانی و نوسانی - اتلافی را به ترتیب درغیاب و در حضورتقریب موج چرخان برای عملگر نابودی حمام غیر تعادلی به دست می آوریم. سپس به بررسی فرو افت مدهای سیستم با استفاده ازتقریب ویگنر- ویسکوف می پردازیم. در آخر طیف وابسته به زمان مدهای میدلن کاواک جفت شده با یک حمام غیر تعادلی را محاسبه می کنیم. نشان می دهیم حتی در محدوده اعتبار تقریب موج چرخان (برهم کنش ضعیف) اثرات جملات پاد چرخان روی کمیت های فیزیکی مانند ضریب پخش، چگالی انرژی، پهنای خط و جا به جایی بسامد بسیار مهم است‏.
    کلیدواژگان: تقریب موج چرخان، جملات پاد چرخان، فوتون های مجازی، تقریب ویگنر- ویسکوف، معادله لانژون، ضریب پخش
  • اسماعیل طیب فرد*، محسن شایسته، روح الله رضوی نژاد، مهدی عشقی یار عزیز صفحات 213-227

    هدایتگرها نقش اساسی در تمرکز باریکه نوترونی و افزایش شار، برای یک سامانه هدایت نوترون دارند. در این پژوهش، به بررسی نقش پارامترهای شعاع انحناء و طول، بر شدت نوترون روی نمونه، برای هدایتگر S- مانند پرداخته شده و نتایج حاصل از آن برای سه نوع هندسه متفاوت مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در این کار، از روش شبیه سازی مونت کارلو با نرم افزار  McStas استفاده شده است. نتایج نشان می دهد در یک شعاع ثابت با افزایش طول، هدایتگر به سمت خمش بیشتر پیش می رود و نوترون های با انرژی کمتر را از خود عبور می دهد و بر عکس در یک طول ثابت با افزایش شعاع، هدایتگر کم کم از حالت خمیده خارج و به سمت هدایتگر مستقیم میل می کند و همه محدوده طیف انرژی نوترون را عبور می دهد. شعاع انحناء 70 متر و طول 4 متر به دلیل عبور دادن محدوده بیشتری از شار نوترون های حرارتی برای هدایتگر S- مانند انتخاب شد. شعاع هدایتگر می تواند منجر به یک طول موج قطع برای نوترون ها شود. همچنین این هدایتگر می تواند موجب حذف نوترون های سریع و پرتوهای گاما می شود. ‏.

    کلیدواژگان: هدایتگرها، باریکه نوترونی، کد McStas
  • سمیه احمدی سلطانسرائئ* صفحات 229-236
    در این مقاله تحرک پذیری و خواص ترموالکتریکی دیامان های  (Cl و F و C2X (X= H با استفاده از نظریه تابعی چگالی و بسته محاسباتی کوانتوم اسپرسو و بولتزراپ مطالعه می شود. در تمامی ساختارهای (Cl و F و C2X (X=H تحرک پذیری حفره ها کوچک تر از تحرک پذیری الکترون ها است. این امر ناشی از شکل ساختار نواری هر ساختار است. برای ساختارهای  C2H، C2F و C2Cl با آلایش نوع p بیشینه ضریب سیبک به ترتیب برابر است با µV/K 2733، 2811 و 2201 و برای آلایش نوع n، بیشینه ضریب سیبک مواد فوق به ترتیب  2767،- 2696- و 2269- µV/K است. در تمامی ساختارها پارامترهای ترموالکتریکی از جمله رسانندگی الکتریکی، رسانندگی گرمایی الکتریکی و ضریب توان در مقادیر مثبت پتانسیل شیمیایی بیشینه هستند. در نتیجه این مواد با آلایش نوع n می توانند مواد ترموالکتریکی مناسب تری باشند. همچنین هر سه ساختار در بازه دمایی 200-500 کلوین بیشینه ضریب توان را دارند‏.
    کلیدواژگان: تحرک پذیری، ترموالکتریک، رسانندگی الکتریکی، رسانندگی گرمایی، ضریب سیبک، نظریه تابعی چگالی
  • فرخ خوش احوال*، امیر کریمی جعفری، مرتضی اکبری صفحات 237-254
    رشد جمعیت، توسعه صنعتی و همچنین محدودیت منابع سوخت فسیلی، انگیزه ای در مطالعه سایر انرژی ها به ویژه انرژی هسته ای ایجاد کرده است. راکتور های کوچک ماژولار به دلیل ایمنی بیشتر، حمل ونقل آسان، تولید الکتریسیته و شیرین سازی آب حتی برای مناطق دور از دسترس، به عنوان منبع انرژی کارآمد معرفی شده اند. بهینه سازی در مدیریت سوخت هسته ای برای بهبود عملکرد و صرفه جویی در مصرف انرژی به طراحی مقرون به صرفه با راندمان بالاتر و ایمنی مناسب تر منجر می شود. در این تحقیق بهینه سازی آرایش مجتمع های سوخت راکتور کوچک ماژولار اسمارت (SMART) با استفاده از الگوریتم جدید سنجاقک مورد توجه قرار گرفته است. کارآیی بهینه سازی آرایش مجتمع های سوخت علاوه بر الگوریتم انتخابی به تعریف تابع هدف نیز بستگی دارد. تابع دو هدفه شامل مسطح کردن توزیع قدرت و بیشینه سازی ضریب تکثیر موثر برای این تحقیق در نظر گرفته شده است. محاسبات و شبیه سازی مجتمع های سوخت و قلب راکتور به ترتیب توسط کد محاسبات سلولی دراگون و کد محاسبات قلب پارکس انجام شد. با توجه به نتایج نهایی، افزایش طول چرخه و ضریب تکثیر موثر به ترتیب به مقدار 185 روز و pcm 582 و همچنین کاهش تابع برازندگی از مقدار 0/905931 به 0/194527، کارایی روش پیشنهادی را تایید می کند‏.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم سنجاقک، راکتور کوچک ماژولار، مدیریت سوخت
  • محسن محمدنژاد*، افشین ارقند حصار صفحات 255-267
    در این مقاله، تشکیل غلاف و ویژگی های آن در یک پلاسمای مغناطیده برخوردی شامل الکترو ن های نافزونور و یون های حرارتی مورد مطالعه قرار می گیرد. با استفاده از مدل سیالی، معیار بوهم به صورت تابعی از پارامترهای پلاسما برای سرعت یون ها به دست آمده و نشان داده می شود که برخورد یون-خنثی حد (کران) بالایی برای معیار بوهم تحمیل می کند. همچنین نشان داده می شود که انحراف از توزیع ماکسولی مشخصه های غلاف را تحت تاثیر قرار می دهد. به علاوه، اثرات میدان مغناطیسی، دمای یونی، نافزونوری و بسامد برخورد یون- خنثی بر پتانسیل غلاف و چگالی یون بررسی می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهند که با اعمال میدان مغناطیسی می توان ضخامت غلاف را کنترل کرد
    کلیدواژگان: غلاف پلاسمایی، پلاسمای مغناطیده، معیار بوهم، نافزونوری، یون های حرارتی
  • سعید نبی پور، سید کامران مویدی* صفحات 269-276

    در نظریه الکتروستاتیک ماکسول، پتانسیل الکتروستاتیکی مربوط به یک بار نقطه ای در مکان قرار گرفتن بار بی نهایت است. در این مقاله یک مدل فاقد تکینگی برای پتانسیل بار نقطه ای در حضور یک برش تکانه  p max براساس یک دگرگونش تک پارامتری از جبر هایزنبرگ در یک فضای فاز  بعدی ارایه می شود. به ازای ∞→pmax نتایج به دست آمده در این مقاله به نتایج حاصل از الکتروستاتیک ماکسول معمولی برای یک بار نقطه ای تبدیل می شوند‏.

    کلیدواژگان: فضای فاز، جبر هایزنبرگ دگرگون شده، الکتروستاتیک ماکسول، برش تکانه، پتانسیل بار نقطه ای
  • صدیقه میرابوطالبی*، نوید رمضانلو صفحات 277-283
    در نظریه های متفاوت گرانش کوانتومی از قبیل نظریه ریسمان، نسبیت خاص دوگانه و فیزیک سیاه چاله ها، وجود یک طول کمینه از درجه بزرگی مقیاس طول پلانک مطرح می شود. برای اعمال این طول کمینه در مکانیک کوانتمی معمولی لازم است که اصل عدم قطعیت معمول هایزنبرگ اصلاح شده و تعمیم یابد. در این روش تکانه سیستم اصلاح می شود و هامیلتونی عباراتی اضافی به دست می آورد. بنابراین، با فرض وجود طول کمینه، انتظار می رود طیف انرژی هر سیستم فیزیکی تصحیح شود. در این مقاله، این اثرات بر سطوح انرژی پتانسیل نمایی در حالت پایه با اعمال روش اختلالی مورد بررسی قرار می گیرد. به عنوان یکی از متداول ترین موارد استفاده از پتانسیل نمایی، توصیف حالت مقید دوترون با استفاده از آن است. در اینجا، تصحیح طیف انرژی دوترون با فرض وجود کمینه طول، محاسبه می شود‏.
    کلیدواژگان: معادله شرودینگر، پتانسیل نمایی، اصل عدم قطعیت تعمیم یافته، کمینه طول، طیف انرژی دوترون
  • سینا صابر*، عباسعلی صابری صفحات 285-290
    در این مقاله نمایش ماتریس تصادفی برای یک مدل تراوش پیوندی دو بعدی ارایه می شود. می توان رفتار مدل ماتریسی را تنها با دو بزرگ ترین ویژه مقدار آن تعیین کرد. دومین ویژه مقدار روی لبه نیم دایره تابع توزیع ویژه مقادیر قرار دارد و مکان آن به صورت تابعی از P، تغییر می کند در حالی که اولین ویژه مقدار به صورت یک توزیع گوسی مجزا از سایر ویژه مقادیر ظاهر شده و مسیول ایجاد ویژگی های مقیاسی در همسایگی نقطه بحرانی است. شبیه سازی عددی انجام شده بیانگر واگرایی های قانون توانی است که به واسطه ادغام دو بزرگ ترین ویژه مقدار در حد ترمودینامیک ایجاد می شوند. همچنین قانون مقیاسی ارایه می شود که با استفاده از مجموعه ای از نماهای مقیاسی، رفتار کامل مقیاسی افت و خیز های بزرگ ترین ویژه مقدار در اندازه های سیستم متناهی را بیان می کند‏.
    کلیدواژگان: نظریه ماتریس تصادفی، نظریه تراوش، توزیع تریسی-ویدام، جهان شمولی
  • هدیه یاراحمدی، رضا سپهری نیا* صفحات 291-295
    سهم ذاتی رسانندگی هال ناهنجار را در حضور میدان مغناطیسی عمود مطالعه کرده ایم. رویکرد نیمه کلاسیک برای محاسبه رسانندگی در حضور فاز بری غیر بدیهی مورد استفاده قرار گرفته است. این روش مبتنی بر معادلات حرکت نیمه کلاسیک با تصحیح سرعت ناهنجار و معادله ترابرد بولتزمن است. فرمول بندی رسانندگی هال ناهنجار را در این رویکرد معرفی می کنیم. برای سیستم دو بعدی که با هامیلتونی دیراک توصیف می شود محاسبه صریح انجام می دهیم. در حد میدان مغناطیسی صفر، نتایج ما بر نتایج قبلی که هم به روش نیمه کلاسیک و هم از فرمول کوبو به دست آمده منطبق است. در حد میدان مغناطیسی قوی رسانندگی هال به صورت توانی با میدان کاهش می یابد. نمای مربوط به رفتار توانی برای نوار انرژی نامحدود 1/3 و برای نوار انرژی محدود ابتدا  1/3 و سپس به 1 تغییر می کند.
    کلیدواژگان: رسانندگی هال ناهنجار ذاتی، فاز بری، میدان مغناطیسی، رویکرد نیمه کلاسیک
|
  • Arashmid Nahal *, Seyed Reza Hosseini Pages 1-14
    In the first part of the present article, the important and main methods of photolithography are reviewed and discussed. Then we introduce the ways to improve the images created on the photoresist, which is the main material of lithography. Lithography with high-energy particle and soft lithography are then described. In the second part, the contact-photolithography method and its improvement process, which we use in our laboratory, are introduced and described in detail. We used this method for lithography to make diffraction optical elements on a glass substrate, doped by silver nanoparticles, using a helium ion beam. Light diffraction from the created lithography masks prevents access to very small images. To reduce the diffraction influence on the quality of the produced elements, we adapted and optimized the contact-lithography method for our project. Our solution, presented in this article, is practical and available for other researchers in Iran
    Keywords: lithography, light-sensitive materials, photoresist
  • Fatemeh Ashrafi, Hossein Mokhtari *, Amir Alhaji, S J Hashemifar Pages 15-29

    In this paper, the NixMg1-x O (0.1 ≤ x ≤ 0.4) solid solution nano-powder was synthesized by new and soft non-alkoxide sol-gel self-combustion method. In this method, Ni(NO3)3·6H2O, Mg(CH3COO)2·4H2O and Citric acid (CA), were used as Ni2+, Mg2+ ion and gelling and combusting source, respectively. Then, by thermal gravimetric analysis (TGA) the chemical reaction and the appropriate temperature to form a stable compound were determined. The influences of molar ratio of component (x) on structural and optical properties of samples have been investigated by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscope (FESEM), diffuse reflectance spectroscopy (DRS), photoluminescence (PL), and Fourier transform infrared (FTIR) analysis. By increasing in x, all the samples are shown decreasing ecreasing in lattice parameter (a) and crystallite size (D), which indicates the contamination of magnesium oxide with nickel and the formation of NixMg1-xO solid solution. The Band gap was decreased by increasing in x which shows that Ni2+ ions in MgO structure causes some modifications in the energy levels and the optical absorbance characteristics associated with F centers due to oxygen defect centers.

    Keywords: NixMg1-xO Solid solution, nano particles, self-combustion sol gel, Optical properties, band structure
  • Mahboobe Moeen Moghaddas * Pages 31-41

    In this paper we obtain the conservation equations of momentum-energy of a relativistic fluid in the flat space-time. Three mechanisms for energy and momentum transferring are considered, which are: perfect fluid, stress viscosity and heat transfer mechanisms. The effect of magnetic field is ignored in this paper. Also, the connection of relativistic and non-relativistic equations are seen in this paper, so, the non-relativistic equations can be modified with the relativistic influences. The method of deriving energy and momentum conservation equations and connection of relativistic and non-relativistic conservation equations of this paper, is available to use for a variety of energy and momentum transfer mechanisms, also, applicable to all metrics.

    Keywords: relativistic conservation equations, non- relativistic conservation equations, transferring mechanisms of energy-momentum, connection of relativistic, non-relativistic fluids
  • Ali Nahani, Sadegh Miri, Elnaz Yazdani * Pages 43-54
    In this work, the photoluminescence emission properties of CH3NH3PbBr3 perovskite crystals which encapsulated among the porous thin films of aluminum oxide are studied. These porous layers are made by electrochemical anodizing method. First, aluminum thin film has been deposited by magnetron sputtering deposition method and then by changing anodic voltage, different patterns of porous aluminum oxide films are fabricated. Finally, CH3NH3PbBr3 nanocrystals are synthesized on the Al2O3 porous thin film by one step spin coating method. Morphological studies of porousaluminum oxide thin films are investigated by field emission scanning electron microscopy images and Atomic Force Microscope results. In order to study optical response of  CH3NH3PbBr3 erovskite pto structural characteristics of  porousthin films, photoluminescence spectroscopy has been employed too. By structural characterization, it is found that the number and the average diameter of the nano-pores are increased by anodic voltage raising. Also, the dependence of the emission properties of the encapsulated crystals on the size of the pores has been determined by the photoluminescence spectroscopy. So that, blue-shifted photoluminescence emission has been observed by the pores diameter reduction. Eventually, by comparing the results of structural and optical characterizations with Bruce model, the fabrication of  CH3NH3PbBr3 perovskite nanocrystals within the patterned aluminum oxide mold is confirmed.
    Keywords: confinement, perovskite, photoluminescence, anodize, porous
  • Seyed Ali Hosseini Mansoori *, Morteza Rafiee Pages 55-69
    In this paper, using Arnowitt-Deser-Misner (ADM) decomposition formalism, we first obtain a neutral black hole solution for consistent $D\to 4$ Gauss-Bonnet gravity. Then, we study its thermodynamic properties near the critical point by employing new formalism of thermodynamic geometry (NTG). More precisely, critical exponents of the number density difference $\Delta n$, the isothermal compressibility ${{\kappa }_{T}}{{P}_{c}}$, the normalized intrinsic and the normalized extrinsic ${{K}_{N}}$ curvatures are calculated near the critical point for the small/large black holes phase. Our findings show that the critical amplitude of the normalized thermodynamic curvatures are independent of the Gauss-Bonnet coupling values that indicates their universal feature.
    Keywords: Gauss-Bonnet black hole, ADM decomposition, intrinsic curvatures, extrinsic curvature
  • Maryam Gholizadeh Arashti *, Lida Babazadeh Habashi, Monir Kamalian, Ebrahim Hasani Pages 71-78
    Cadmium telluride (CdTe) nanoparticles were deposited on glass substrates coated by indium tin oxide (ITO) and fluorine doped tin oxide (FTO) as transparent conducting films at 200 °C under pressure of 2×10-5 mbar. The thickness of the prepared films prepared was about 200 nm. The structure, optical, electrical, and morphological properties of the layers were analyzed by x-ray diffraction (XRD), ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, current-voltage (IV) characterization, and scanning electron microscopy (SEM), respectively. XRD patterns show the cubic structure of the deposited CdTe thin film on both ITO and FTO substrates. The preferred orientation of deposited films also changed from (111) for ITO substrate to (220) for FTO substrate. The crystallite size of films on ITO and FTO in these orientations were about 23.41 and 34.84 nm, respectively. The thin-film transmittance spectra were determined using UV-Vis spectroscopy in the wavelength range of 200-1200 nm. The optical energy bandgap of thin films on ITO and FTO substrates was calculated to be 1.60 and 1.63 eV, respectively. The I-V curve shows more electrical conductivity of the CdTe thin film on the FTO compared to the ITO. The surface morphology images show homogeneity and uniformity of the surface.
    Keywords: Cadmium Telluride, Thermal evaporation deposition, Energy bandgap, Crystallite size, extinction coefficient
  • Mona Rostami *, Ferydon Babaei Pages 79-98
    In this research, the coupling of surface plasmon-polariton and surface exciton-polariton in a multilayer structure of metallic medium and columnar dielectric thin film with excitonic spacer in Kretschmann configuration theoretically is investigated; using transfer matrix method. The effect of structural parameters such as the length of columns of columnar thin film and the rise angle of them, the refractive index of prism, the void fractions of columnar thin film and the thickness of excitonic medium on coupling are studied. The results showed that the coupling becomes strength by decreasing the length of columns of dialectic medium and refractive index of prism. Also, by reducing the volume fraction of air in columnar thin film, the coupling becomes stronger as the thickness of the excitonic medium increases and the ultra- strong coupling was obtained at fv=0.2. The energy spectrum of plexciton branches in terms of detuning frequency indicates the anti-crossover behavior of plexciton modes, which includes the coupling strength of the modes from the medium to ultra-strong region.
    Keywords: Plexciton, Kretschmann Configuration, transfer matrix method, strong coupling, Rabi splitting energy
  • Razieh Talebi * Pages 99-111
    In this research, the effect of exposure time on the phenomenon of multicolor photochromism in silver-silver chloride thin film has been investigated. The effect of multicolor photochromism in the silver-silver chloride layer is created by continuous-beam laser radiation in a short time. Irradiating the subwavelength silver-silver chloride layer by monochromatic and linear polarized laser beam in the visible light region, creates multicolor photochromism phenomenon and induced anisotropy simultaneously. Anisotropy in these layers is due to the alignment of silver nanoparticles along the polarization of light; whereas multicolor photochromism due to the resizing of silver nanoparticles is proportional to the wavelength of the incident light. An interesting phenomenon in silver-silver chloride thin films is the possibility of removing both effects by ultraviolet radiation. Also, in this study, we showed that although the phenomenon of multicolor photochromism is caused by laser writing in a short time, the complete removal of this effect by irradiation of ultraviolet light is not instantaneous and is done over time. Therefore, the use of silver-silver chloride thin films is not only useful for multiple color printing, it also has the potential to be used for dosimetry of ultraviolet light.
    Keywords: silver-silver chloride, ultraviolet radiation, surface plasmon resonance, photochromism, absorption spectrum
  • Maniya Maleki *, Mahdieh Mohammadi Pages 113-120
    In this study, we have investigated the form of velocity and pressure functions of a fluid oscillating between two parallel glass sheets that form a circular Hele-Shaw cell. The flow has been considered to be radial, incompressible and laminar. The time-dependent Navier-Stokes equation has been solved in cylindrical coordinates using Fourier transform, and the oscillating flow velocity across the thickness of the cell has been obtained at different times.  The flow velocity function in the unsteady state is related to the vertical component of the coordinates in the form of parabolic functions and also to the inverse of the radial component. The time dependence appears as a simple harmonic with a frequency equal to the oscillation frequency. The velocity of the flow is maximum at the middle of the cell along its height and gradually decreases from the middle towards the top or bottom plane and reaches zero. Pressure does not depend on the height and changes logarithmically with the radius. The dependence of pressure on time is also a simple harmonic with the external frequency, but it has a phase shift with respect to the velocity.
    Keywords: Hele-Shaw cell, oscillatory flow, radial flow, Poiseuille flow
  • Hossein Davoodi Yeganeh *, Mahmoud Mahdian, Reza Mohammadi Aghdaragh Pages 121-128
    The one-dimensional quantum Ising model is used to describe many physical systems, therefore the calculation of ground and excited state energies of Ising model that has many applications in statistical mechanics, has been paid attention.  We obtain the ground and excited states of this model by using the Quantum Approximate Optimization Algorithm(QAOA), which is a kind of hybrid quantum-classical algorithms. For this purpose, first, we find the ground state with quantum approximate optimization algorithm, then we generalize this algorithm by adding an overlap term to obtain excited states. We calculated ground state energy and excited states energies for different coupling coefficients which is compatible with exact calculation.
    Keywords: The one-dimensional Ising model, ground, exited states, Quantum Approximate Optimization Algorithm(QAOA), hybrid quantum-classical algorithm
  • Mohammad Torkiha *, Zeinab Sadat Imani, Omid Reza Kakuee, Mahsa Moazzemi-Ghamsari Pages 129-137

    In this research, the CoZn alloy nanowire arrays were deposited in a porous aluminum oxide template by alternative current pulse electrodeposition. The aluminum oxide template was fabricated through two-step soft anodization of pure aluminum foils and its morphology was determined using a scanning electron microscope.In order to systematically study the constructed sample, non-destructive ion beam analysis techniques were used. Among these methods, Rutherford backscattering spectrum analysis was performed by interaction of proton ions with energy of 2000 keV and 2500 keV and helium ions with energy of 2500 keV with the sample. Analysis of the RBS spectrum of the sample along with simulations performed by SIMNRA code made it possible to determine the concentration, depth profile of the elements in the sample, and determination of stoichiometry of the alumina template at different depths. The best results are related to a proton with energy 2500 keV, which reported the depth of 10 to 14 μm for CoZn alloy nanowire. Also, for validation of the results, FE-SEM images were prepared from the sample, which confirms the agreement with the results obtained from the RBS method.

    Keywords: Ion beam analysis, Rutherford backscattering spectroscopy, anodic aluminum oxide, depth profile of elements, CoZn nanowire
  • MohammadReza Mohammadi Mozaffar *, Komeil Babaei Velni Pages 139-147

    We study the entanglement of purification in a field theory with momentum relaxation using gauge/gravity duality. The dual geometry is an asymptotically AdS spacetime which is a solution to Einestein-Hilbert action coupled to axionic fields. Our study show that the critical separation for the transition of entanglement of purification decreases as we increase the dissipation parameter, hence the total correlation between the subsystems decreases.

    Keywords: : gauge, gravity duality, Entanglement of Purification, Axionic Fields
  • Reza Pourimani *, Seyed Mohsen Mortazavi Shahroudi Pages 149-163
    Knowledge of distribution and emission pattern of natural and artificial radioactive elements and their radiation level in the environment is very important to assess its effects on human health and living organisms. In this study, the specific activity of natural and artificial radioactive elements for 30 soil and sediment samples collected from upstream and the outlet of Qarasu River to Gorgan Bay as well as sediments in the eastern part of Gorgan Bay were measured using High-Purity Germanium detector and their distribution map with using SURFER and GIS software was drawn. Specific activity of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs was obtained from 8.80 to 31.92, from 11.16 to 43.19, from 183.77 to 562.88 and from 0.83 to 12.72 in Bq/kg respectively.  Upstream of the Qarasu River, the average concentration of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs in the soil samples beside the Qarasu River was higher than the sediments of the river, which indicates the washing of sediments and the transport of radioactive elements by water flow and transfer of these elements to lower areas. In Qarasu estuary and Gorgan Bay, 232Th and 40K distribution patterns are almost similar and the highest concentrations of 226Ra, 232Th and 40K elements are related to Qarasu estuary sediments. The concentration of 137Cs in the mouth of Qarasu River has the lowest value and increases with its distance from the mouth to the middle parts of Gorgan Bay, which indicates a high mobility and a tendency to sediment in calmer places for 137Cs. The measured values for radiological parameters and risk indices due to nuclear radiation in this study are within the allowable range and the amount of available nuclear radiation does not threaten the health of the inhabitants of the region‎‎‎.‎
    Keywords: Radiation, emission pattern, 137Cs, Gorgan Bay, Qarasu River
  • Mohammad Karami, Saed Golshan Khavas, Farrokh Sarreshtedari * Pages 165-172
    Atomic spectral line filter is a narrow band pass optical filter which has many applications in quantum and laser systems. By engineering the system parameters like gas temperature and intensity of magnetic field, the filter with desired characteristics could be obtained. In this work, an atomic spectral line filter for Cesium D1 line (894.6nm) is implemented and characterized. The effect of system parameters on the filter transmission and its bandwidth is investigated. It is observed that by applying a magnetic field of 390 Gauss and adjusting the gas cell temperature on 40°C, a single peak filter with maximum filter transmission and FWHM of 0.24 GHz could be obtained.
    Keywords: Atomic line filter, Cesium D1 transition line, Faraday effect, atomic absorption spectroscopy
  • Abolhassan Vaezi *, Amirhossein Saedpanah Pages 173-181
    One of the most powerful and popular quantum entanglement-based computation methods for the simulation of one-dimensional and quasi-two-dimensional strongly correlated materials is the Density Matrix Renormalization Group (DMRG) technique. A lower quantum entanglement between the system’s degrees of freedom will result in a higher accuracy of the method. However, quantum entanglement between two complementary subsystems of a closed system depends on how the degrees of freedom have been distributed between them, and therefore, it is not in general invariant under arbitrary unitary transformations. Entanglement is invariant only under those unitary transformations which do not mix the degrees of freedom associated with the two subsystems. Consequently, a fundamental question is that if it is possible to construct, algorithmically, unitary transformations which minimize entanglement between degrees of freedom of the system and therefore maximize the DMRG technique? A general solution to this problem is highly nontrivial in general. In this paper, we study interacting fermionic models and by considering single-particle unitary transformations only. We define a novel and efficient method to find the optimal single-particle unitary transformations. In this framework, we show that using our algorithm, the accuracy of the DMRG method at a given bond dimension is increased and the ground-state energy is decreased and approaches to its exact value. Our method paves the way toward finding more general (many-particle) optimized unitary transformations and helps us to better understand the behavior of fermions in strongly correlated materials.
    Keywords: entanglement, density matrix renormalization group, entanglement renormalization, strongly correlated systems, single-particle unitary transformations
  • Mohsen Rezaei, Parvin Karimi, Fatemeh Rezaei * Pages 183-193
    In this paper, by using of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) method, the elemental concentrations existed in standard aluminum alloys are measured quantitatively. Pulse laser of Nd:YAG at 1064 nm is irradiated on Al standard samples and analysis is performed by created plasma. Among different methods for estimation of concentration of existed elements in aluminum samples, artificial neural network (ANN), Support vector regression, autoregressive integrated moving average model (ARIMA), kernelized support vector regression (KSVR) and combined method of KSVR-ARIMA are utilized for prediction of element concentrations of Fe, Cu, Zn, Mg, Mn, and Si and obtained results from these methods are compared together. The extracted results show that the combined method of KSVR-ARIMA reports the best prediction values by the least error for the most of the elements.
    Keywords: Laser Induced Breakdown Spectroscopy, Aluminum, Artificial neural network ARIMA, Support vector regression
  • Mohsen Daeimohammad * Pages 195-211
    The aim of this paper is to investigate dynamical properties of a harmonic oscillator coupled to a non-equilibrium bath without the rotating wave approximation. At first, we investigate the theory of this model and obtain the Heisenberg equations of motion for the oscillator and bath annihilation operators in the absence and in the presence of a rotating wave approximation. Then, we obtain the fluctuation and fluctuation-dissipation relations in the absence and in the presence of a rotating wave approximation for the non-equilibrium bath annihilation operator, respectively. After that, we study the decay of system modes using the Wigner-Weisskopf approximation. Finally, we calculate the time-dependent spectrum of a cavity field mode coupled to a non-equilibrium reservoir. We show that even under the condition in which the RWA is considered to be valid (weak interaction), there are significant effects of virtual-photon field on the diffusion coefficient, the energy density, line width and the shift frequency.
    Keywords: The rotating wave approximation, counter-rotating terms, virtual-photon, Wigner-Weisskopf approximation, Langevin equation, diffusion coefficient
  • Esmaeil Tayebfard *, Mohsen Shayesteh, Ruhollah Razavinezhad, Mahdi Eshgi Pages 213-227

    Guides play a key role in concentrating the neutron beam and increasing the flux for a neutron guide system. In this research, the role of a radius of curvature and length parameters on neutron intensity on the sample for the S-shape guide has been investigated and the results have been analyzed for three different types of geometry. In this work, the Monte Carlo simulation method is used with McStas software. The results show that at a constant radius with increasing length, the guide moves more towards bending and passes neutrons with less energy. Conversely, at a constant length with increasing radius, the guide gradually deviates from the curved state and it leads directly to the straight guide, all of the neutron energy spectra passes. A radius of curvature of 70 m and a length of 4 m were chosen for the S-shaped guide due to the passage of a larger range of thermal neutron fluxes. The guide radius can lead to a cut-off wavelength for neutrons. This guide can also eliminate fast neutrons and gamma rays..

    Keywords: guides, beam neutron, McStas software ‎‎
  • Somaieh Ahmadi Soltansaraie * Pages 229-236
    In this paper, mobility and thermoelectric properties of diamanes C2X (X = H, F, Cl) are studied using quantum espresso and Boltztrap computational package based on density functional theory. In all structures of C2X (X = H, F, Cl), the mobility of holes is smaller than the mobility of the electrons, which is due to the shape of the band structure of each structure. Maximum of Seebeck coefficient is 2733, 2811, 2201 µV/K for n-type C2H, C2Fand C2Cl and it is -2767, -2696 and -2269 µV/K for p-type C2H, C2Fand C2Cl, respectively. In all structures, thermoelectric parameters such as electrical conductivity, electrical thermal conductivity and power factor are maximum in positive values of chemical potential. As a result, these materials can be more suitable thermoelectric materials with n-type doping. Also, all three structures have a maximum power factor in the temperature range of 200-500 Kelvin.
    Keywords: mobility, thermoelectric, electrical conductivity, thermal conductivity, Seebeck coefficient, density functional theory‎‎
  • Farrokh Khoshahval *, Amir Karimi Jafari, Morteza Akbari Pages 237-254
    Population growth, industrial development as well as limited fossil fuel resources have motivated the study of other energies, especially nuclear energy. Small modular reactors have been introduced as an efficient energy source due to their greater safety, easy transport, electricity generation and water desalination, even in remote areas. Optimization in the nuclear fuel management to improve performance and save energy leads to cost-effective design with higher efficiency and better safety. In this research, core loading pattern optimization of system-integrated modular advanced reactor (SMART) has been considered using the new dragonfly algorithm. In addition to the selected algorithm, the efficiency of optimizing loading pattern also depends on the definition of the objective function. Two-objective functions including flattening the power distribution and maximizing the effective multiplication factor are considered. Simulations of the reactor fuel assemblies and reactor core were performed by DRAGON lattice calculation and PARCS core calculation codes, respectively. According to the final results, the cycle length and effective multiplication factor are increased for 185 days and 582 pcm, respectively. Also the fitness function is decreased from 0.905931 to 0.194527.
    Keywords: optimization, Dragonfly algorithm, Small Modular Reactor, fuel management
  • Mohsen Mohammadnejad *, Afshin Arghand-Hesar Pages 255-267
    Sheath formation and its characteristics are studied in collisional magnetized plasma consisting of nonextensive electrons and thermal ions. Using two-fluid model, the Bohm criterion for ion velocity is deduced as a function of plasma parameters and shown that ion-neutral collisions impose an upper limit for the Bohm criterion. It is also found that deviation from the standard Maxwellian distribution significantly affects the sheath characteristics. Sheath potential and ion density are considered under the effects of magnetic field, ion temperature, nonextensivity and ion-neutral collision frequency. The results indicate that by applying an external magnetic field, it is possible to control the sheath thickness.
    Keywords: Plasma sheath, Magnetized plasma, Bohm criterion, nonextensivity, thermal ions
  • Saeed Nabipour, Seyed Kamran Moayedi * Pages 269-276

    In Maxwell electrostatics the electrostatic potential of a point charge is singular at the position of the point charge. In this paper, a nonsingular model for a point charge potential is presented in the presence of a momentum cutoff pmax based on a one-parameter deformation of the Heisenberg algebra in a 2D-dimensional phase space. For pmax→∞, the results of this paper reduce to the results of ordinary Maxwell electrostatics for a point charge.

    Keywords: phase space, deformed Heisenberg algebra, Maxwell electrostatics, momentum cutoff, point charge potential ‎‎
  • Sedigheh Miraboutalebi *, Navid Ramezanloo Pages 277-283
    In the framework of different theories of quantum gravity, such as string theory, dual special relativity, and the physics of black holes, the existence of a minimal length is proposed. It is necessary to modify and generalize the usual Heisenberg principle of uncertainty to incorporate the minimal length into the ordinary quantum mechanics. In this scenario, the momentum of the system is modified, and the Hamiltonian obtains additional terms. It is expected that the energy spectrum of any physical system is modified under the hypothesis of minimal length. In this article, these effects on the spectra of the exponential potential for the ground state are studied by applying a perturbation method. As a popular application of the exponential potential, the deuteron bound state can be explained by using this potential. Here, the modification of the energy spectrum of deuteron under the supposition of the existence of a minimal length is calculated.
    Keywords: Schrödinger equation, exponential potential, generalized uncertainty principle, minimal length, deuteron energy spectrum
  • Sina Saber *, Abbas Ali Saberi Pages 285-290
    In this letter, the random matrix theory representation of a bond-percolation model on square lattice is presented. The behavior of random matrix model can be determined only by its two largest eigenvalues. The second largest eigenvalue sits exactly on the edge of semicircle part of eigenvalue’s distribution and its position is a function of p, on the other hand the first largest eigenvalue is disjointed from other eigenvalues and its distribution is Gaussian. Also the first largest eigenvalue is responsible for scaling properties near criticality. Numerical simulations show power-law divergences emerged from coalescence of two largest eigenvalues near critical point at the thermodynamic limit. In this letter a scaling formalism is presented which describes complete scaling behavior of largest eigenvalue’s fluctuations with a set of scaling exponents in finite-size systems.
    Keywords: Random matrix theory, Percolation Theory, Tracy-Widom distribution, universality
  • Hediye Yarahmadi, Reza Sepehrinia * Pages 291-295
    We have studied the intrinsic contribution to anomalous Hall conductivity in presence of the normal magnetic field. A semiclassical approach for calculating the Hall conductivity in presence of the nontrivial Berry phase is used. This method is based on the semiclassical equations of motion with anomalous velocity correction and the Boltzmann transport equation. We present the formulation of anomalous Hall conductivity in this approach. We perform explicit calculations for a two-dimensional system which is described by Dirac Hamiltonian. At zero magnetic field, our results coincide with previous results which are obtained both using the semiclassical method and Kubo formalism. For the strong magnetic field, Hall conductivity decreases as a power-law. The exponent of the power-law behavior for the infinite energy band is 1/3 and for the finite energy band, there is a crossover from 1/3 to1.
    Keywords: intrinsic anomalous Hall conductivity, Berry phase, magnetic field, semiclassical approach