فهرست مطالب

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال بیست و دوم شماره 3 (پاییز 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/01
  • تعداد عناوین: 25
|
  • جمال بن ساهل*، احمد یوسفی صفحات 51-59

    این مطالعه تجربی با هدف بررسی اثر چرخه بسته گردش هوا بر عملکرد حرارتی کلکتور هوای خورشیدی با باله های متصل، در موقعیت الاغواط در الجزایر، تحت شرایط آب و هوایی محیط انجام شده است. روش آزمایشی ما شامل دو نوع چرخه است: چرخه باز و چرخه بسته. برای هر نوع چرخه، دو زاویه شیب 0 و 30 درجه در نظر گرفته ایم. علاوه بر این، کلکتور خورشیدی در راستای جنوبی با یک زاویه شیب مشخص جهت دهی شده است. دبی مورد استفاده در آزمایش برابر با m3/s   0/129402  است. سپس با مقایسه نتایج تجربی و نظری، مشاهده می کنیم که حداکثر اختلاف دمای بین ورودی و خروجی هوا برای چرخه باز (C° 27 در 14:30) بیشتر از چرخه بسته (°C 17 در 14:00) است. حداکثر بازده به دست آمده برای چرخه باز برای هر دو پیکربندی 0 و 30 درجه در ساعت 4 بعدازظهر به ترتیب برابر 25/29 % و 35/71 % بود. این مقادیر به ترتیب بالاتر از حداکثر بازده چرخه بسته با زاویه شیب 30 درجه (7/86 %) در ساعت 4 بعد از ظهر و زاویه شیب 0 درجه (13/31%) در ساعت 12:00 ظهر است

    کلیدواژگان: بازده گرمایی، چرخه بسته، دبی شارش هوا، کلکتور هوای خورشیدی
  • راجاندرا کومارا*، روچی پاندیا، سامیت تیواریب صفحات 61-65

    سه تله با عمق مساوی گزارش شده در NaCl به پیکربندی های مختلف نقص نسبت داده شده است. در این سامانه سه گانه، پیکربندی اصلی برای تله پیشنهادی، یک تهی جای دوگانه است، که در قیاس با مشاهدات انجام شده در بلور KCl ترسیم می شود. دو پیکربندی نقص دیگر پدیدآمده مشتقات تهی جای دوگانه با دومین زوج همسایه I-V و مرکز VF هستند که نشان دهنده یک حفره مرتبط با یک تهی جای کاتیون است.

    کلیدواژگان: گرماتابی، NaCl آلاییده، مرکز F، تهی جای دوگانه، زوج I-V، مرکز VF
  • عبدالسلام وخیتوویچ عمروف* صفحات 67-83

    بر اساس براوردهای بسیاری از نویسندگان، بازار جهانی محصولات فناوری نانو در 10-15 سال آینده به حدود 1 تریلیون دلار خواهد رسید. در این بین نانومواد سهم بسیار قابل ملاحظه ای در حدود 340 میلیارد دلار دارند. بنابراین تحقیق و مطالعه خواص نانومواد به یکی از مهم ترین وظایف علم مواد نانوساختار تبدیل شده است. در این راستا، گسترش تحقیقات در مورد تاثیر اندازه و پایداری حرارتی به عنوان مشکلات رایج برای عمده نانومواد امری ضروری خواهد بود. این مقاله مروری به محبوب ترین موضوعات این حوزه یعنی نانومواد، نانوساختارها، تاریخچه، ویژگی های آنها ، طبقه بندی و وضعیت مقالات علمی منتشر شده در سال های اخیر، می پردازد. این مطالعه بر روی طیف وسیعی از موضوعات مرتبط با توسعه، تحقیق و کاربردهای ساخت نانومواد و فناوری نانو تمرکز دارد. مسایل و چالش هایی وجود دارد که دانشمندان روی آنها تحقیق می کنند. به عنوان مثال: تفاوت های اصلی بین خواص فصل مشترک نانومواد (از جمله مواد هیبریدی) با ویژگی های حالت های توده ای معمولی چیست؟ با در نظر گرفتن خطاهای احتمالی نصب، تا چه حد می توان تکنیک خودآرایی عناصر دستگاه های نانومقیاس را توسعه داد؟

    کلیدواژگان: علوم نانو، نانوفناوری، اندازه ذرات، پرکننده، ترکیب، ساختار، طبقه بندی
  • آلاگاپان سوبرامانیان*، نیتون پریاسامی صفحات 85-88

    نانوپودرها/ نانوساختارها به دلیل خواص قابل تنظیم و کاربردهای تعمیم یافته شان مورد توجه مهندسین و دانشمندان قرار گرفته اند. یکی از کاربردهای تعمیم یافته نانوپودرها، نانوشاره ها هستند. نانوشاره ها، مرجح ترین خنک کننده های نسل بعدی به شمار می روند و پایداری آنها برای به کارگیری موفقیت آمیز آنها ضروری است. نانوذرات اکسید آهن به روش سل-ژل با استفاده از سولفات آهن به عنوان پیش ماده تهیه شد. نانوذرات تهیه شده با روش های XRD و نورتابی فوتونی مشخصه یابی شدند. نانوشاره های اکسید آهن (0/1 و 0/3 درصد حجمی) با اتیلن گلیکول به عنوان شاره پایه به یک روش دو مرحله ای تهیه شد. نانوشاره ها برای پایداری دینامیکی (در بازه های زمانی 1، 3، 6، 12 و 24 ساعته) مورد آزمایش قرار گرفتند. تغییرات پتانسیل زتا با زمان برای پیش بینی تحولات پایداری آنها مورد تحلیل قرار می گیرد. مشاهده می کنیم که نانوشاره 3/0 درصد حجمی، نسبت به نانوشاره کمتر پایدار 0/1 درصد حجمی، مشخصه های پایداری دینامیکی بهتری نشان می دهد

    کلیدواژگان: اتیلن گلیکول، اکسید آهن، پایداری دینامیکی، نانوشاره
  • نانسی اوباره*، ویکتور اوداری، مکسول مگتو صفحات 89-94

    سولفید مس آنتیموان (CuSbS2) یک نیمه هادی با گاف نواری باریک و یک ماده جاذب بالقوه برای کاربرد در دستگاه های مختلف الکترونیک نوری مانند آشکارسازهای فروسرخ و سلول های خورشیدی است. در این مقاله، لایه های نازک CuSbS2 با روش افشانه پیرولیز بر روی لایه های شیشه ای در دمای °C 3000 ، با استفاده از کلرید مس، کلرید آنتیموان و تیوره به عنوان پیش ساز، لایه نشانی شد. نمونه ها با تغییر غلظت آنتیموان (M 0/1، M 0/15 و M 0/2) در فشار 3/5 اینچ و سرعت جریان محلول 2 میلی لیتر در دقیقه به مدت 5 دقیقه تهیه شدند، در حالی که نسبت مولی Cu:S در محلول های پیش ساز (0/2: 0/1) حفظ می شد. مشخصات عنصری، ریخت شناسی، نوری و ساختاری این فیلم ها به ترتیب از داده های به دست آمده از فلورسانس پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDXRF)، اسپکتروفتومتر UV-VIS، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و پراش پرتو ایکس (XRD) انجام شد. لایه های نازک تهیه شده، بس بلور با یک قله ترجیحی در (111) بودند. خواص الکتریکی لایه های نازک با شبیه سازی طیف های UV-VIS در نرم افزار SCOUT با استفاده از مدل نوسان ساز درود و کیم به دست آمد. فیلم های رسوب شده یک گستره گاف نواری eV 1٫98 - 1٫84، گستره هدایت Ω-1cm-1   204٫67 - 199٫59 و گستره غلظت حامل 1019×1٫27 - 1019×1٫12 هستند.

    کلیدواژگان: اسپری پیرولیز، لایه های نازک، CuSbS2، غلظت آنتیموان، SCOUT
  • نازیلا اسعدی*، ادریس خداکرمی، سمیه تاران، حسین صفری، بردیا کاکی صفحات 95-105

    بسیاری از پدیده های طبیعی (زلزله، شراره های خورشیدی و سیگنال های الکتریکی مغز) همانند یک سامانه پیچیده عمل می کنند. روش های زیادی برای تحلیل و بررسی سامانه های پیچیده معرفی شده اند، از جمله این روش ها می توان به تحلیل سری های زمانی، نظریه آشوب، جبر خطی و شبکه های پیچیده اشاره کرد. در این مقاله برای بررسی رفتار شبکه زلزله های ایران از 12 ژوین 1900 تا 12 دسامبر 2015 از روش شبکه های پیچیده استفاده شده است. منطقه جغرافیایی ایران را با دو روش هیلپیکس و مربعی تقسیم بندی کردیم. در روش شبکه بندی هیلپیکس، منطقه مورد مطالعه به سلول های لوزی-کروی و در روش شبکه بندی مربعی به سلول های مربعی تقسیم بندی شده و در هر دو روش، سلول های ایجاده عرض جغرافیایی و مساحت های یکسانی دارند. برای ساخت شبکه، اگر زلزله ای در داخل یک سلول اتفاق بیفتد، این سلول تبدیل به گره می شود و دو گره برای دو رویداد متوالی با یک یال به هم متصل می شوند. توان هرست محاسبه شده در این کار یک همبستگی زمانی طولانی درسری های زمانی زلزله را نشان می دهد. بنابراین، سامانه زلزله یک سیستم خود سازمانده است. در این مقاله ما نشان دادیم از بین پنج ایالت لرزه زمین ساختی مهم ایران (البرز- آذربایجان، کپه داغ، ایران مرکزی و شرق ایران، زاگرس و مکران) قطب های شبکه زلزله ایران در منطقه زاگرس قرار دارند که از نظر لرزه ای بسیار فعال است. رفتار توانی تابع توزیع احتمال با شبکه ساخته شده با روش هیلپیکس، ویژگی های رفتار بدون مقیاس را نسبت به شبکه ای که بر اساس سلول های مربعی ساخته شده است، بهتر نشان می دهد. ماهیت توانی ضریب خوشه بندی میانگین با شبکه های ساخته شده با دو روش نشان می دهند که شبکه زلزله ایران بدون مقیاس و غیرتصادفی است. با مقایسه نتایج بین دو روش می توان دید که روش شبکه بندی هیلپیکس روش بهتری برای ساخت شبکه زلزله است.

    کلیدواژگان: شبکه پیچیده، روش هیلپیکس، روش مربعی، زلزله
  • سامی الشیخ سالو*، بسام عبدالله، ولاء زیتون، کرم ماسالوب صفحات 107-113

    خواص الکتریکی لایه های نازک زیرکونیوم با استفاده از تکنیک پروب لنگمایر مورد مطالعه قرار گرفته است. انرژی الکترون، چگالی الکترونی و چگالی یونی نمونه ها در فشار کم و توان متغیر (60 تا 160 وات) اندازه گیری شد. نتایج ما نشان می دهد که انرژی الکترون ها با افزایش توان کاهش می یابد، در حالی که چگالی الکترون ها و یون ها افزایش یافته است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای تعیین ضخامت و همچنین ریخت شناسی سطح لایه های نازک زیرکونیوم استفاده شد، که در آن ضخامت با افزایش توان مولد پلاسمای DC افزایش یافت. روش تجزیه و تحلیل طیف سنجی پرتو ایکس پراکنده انرژی (EDX) برای تعیین اطلاعاتی در مورد ترکیب فیلم ها استفاده شد. خصوصیات پلاسما و کیفیت لایه های تولید شده (زبری و ضخامت) به ما اجازه می دهد از این لایه ها در چندین کاربرد بالقوه استفاده کنیم.

    کلیدواژگان: لایه های نازک Zn، کندوپاش مگنترون، پروب لنگمایر، ریخت شناسی، SEM
  • کامران فرهودی*، سعید ستایشی، سید امیرحسین فقهی صفحات 115-121

    پروتون درمانی با سامانه های شتاب دهنده در 30 سال گذشته مورد استفاده بوده تا تومورها را با تولید پرتوهای یونی بسیار پرانرژی از بین ببرد. اگر چه سامانه های مختلفی برای شتاب دادن به یون ها معرفی و طراحی شده است، شتاب دهنده سیکلوترون ابررسانا یکی از کارامدترین تجهیزات درمانی در مقایسه با سایر سامانه ها است. در این پژوهش، مطالعه طراحی سیکلوترون ابررسانای پروتون پزشکی ایران (IMSIC-250) مورد بررسی قرار گرفته شد. سامانه IMSIC-250 یک سیکلوترون با بسامد ثابت با چهار آهنربای مقطع مارپیچی است که برای شتاب دادن به پروتون ها به شکل ذرات H2+ تا MeV/amu 250 طراحی شده است. در مطالعه حاضر، فرایند طراحی آهنربای ابررسانا و ساختار سیم پیچ گزارش شده است. مدل سه بعدی آهنربای قطبی مارپیچی در کنار سیم پیچ ابررسانا مدل سازی شد. ویژگی های اصلی آهنربای سیکلوترون و ساختار سیم پیچ نیز مورد مطالعه قرار گرفت. نشان داده شد که آهنربای طراحی شده قادر است میدان مغناطیسی هم فاصله (isochronous) مورد نیاز برای شتاب بخشیدن به پروتون ها تا 250 مگا ولت را تولید کند. پایداری فرایند شتاب با یک مقدار غیرمنفی فلاتر روی شتاب ذرات به دست آمد. برای ساختار سیم پیچ، چگالی جریان بر روی دورهای پیچه و نیروی اعمال شده مدل شده است. مفهوم فلاتر نیز برای بررسی پایداری فرایند شتابدهی استفاده شد. این موضوع آشکار شد که فلاتر در مقایسه با شتاب ذرات مقداری غیرمنفی دارد. در نهایت، پایداری یک سیم پیچ مغناطیسی در برابر نیروی مغناطیسی (لورنتز) اعمال شده، مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که میدان مغناطیسی اعمال شده روی پیچه تاثیر مخربی بر ساختار ابررسانای سیم پیچ نخواهد داشت.

    کلیدواژگان: پروتون درمانی، سیکلوترون ابررسانا، آهنربای سیکلوترون، پیچه ابررسانا
  • شتها فرهان الحوس*، عباس عبد سویف، انسام فدیل شورید صفحات 123-126

    قرار گرفتن طولانی مدت در معرض رادون، خطر ابتلا به سرطان ریه را افزایش می دهد. نگرانی عمومی قابل توجهی در مورد استشمام رادون از مصالح ساختمانی و سهم آن در میزان رادون خانگی وجود دارد. برای رفع این نگرانی، نرخ استشمام رادون برای 24 نمونه مختلف از مصالح ساختمانی که معمولا در خانه های الدیوانیه عراق استفاده می شود، با استفاده از آشکارسازهای ردیاب هسته ای حالت جامد (CR-39) تعیین شد. بیشترین سهم در گرانیت ایتالیا، (Bq/m3) 11٫38 ± 169٫04 ، (mBq/m2h) 386٫184  و (mSv/y) 4٫26  به ترتیب برای غلظت رادون، نرخ استشمام رادون سطحی و دز موثر سالانه است. از سوی دیگر، کمترین سهم در گچ نجف با غلظت رادون (Bq/m3)، نرخ استشمام رادون (mBq/m2h) و دز موثر سالانه (mSv/y) در حدود 0٫11 ± 11٫40 ، 22٫716 و 0٫284 مشاهده شد. میانگین مقادیر این سه کمیت به ترتیب 7٫50 ± 104٫276 ، 108٫21 و 1٫45 به دست آمدند. متوسط دز موثر سالانه غلظت رادون با توجه به مقدار حدی استاندارد موجود در ICRP قابل قبول است.

    کلیدواژگان: استشمام رادون، غلظت رادون، مصالح ساختمانی، دز موثر سالانه
  • حیدر محمد هادی*، قصی الغالبی صفحات 127-131

    مطالعه کمپلکس های فلزی مولکول های آلی توجه زیادی را برای کشف سازوکارهای انتقال بار از طریق تک مولکولهای آلی فلزی به خود جلب کرده است. در این کار، ما خواص اپتوالکترونیکی کمپلکس کلرید فلز واسطه هم پایه دی فنیل - بی پیریدین را بررسی می کنیم. با تغییر فلز واسطه در گروه اتم های Co، Cu، Fe، Mg، Ru و Zn، امکان پذیر بودن دستکاری خواص نوری و الکترونیکی سامانه را اثبات می کنیم. از محاسبات نظریه تابعی چگالی (DFT) با تابعی B3LYP برای تعیین خواص الکترونیکی این مولکول های فلزی از جمله پتانسیل یونش، الکترون خواهی، گاف انرژی، الکترونگاتیوی، سختی، نرمی و ممان دوقطبی استفاده می شود. برای درک عملکرد نوری سامانه ها، طیف جذب آنها را در نواحی فرابنفش و فروسرخ، در چارچوب DFT وابسته به زمان بررسی می کنیم. نشان می دهیم که شش اتم فلزی مورد بررسی، توانایی تنظیم خواص نوری الکترونیکی کمپلکس های مولکولی را دارند.

    کلیدواژگان: کمپلکس های مولکولی آلی، کمپلکس کلرید فلزی، خواص الکترونی، طیف جذب، محاسبات نظریه تابعی چگالی
  • شیما امامی پناه، مرضیه آسوده* صفحات 133-140

    مشابه نقشی که حامل ها در ارتباطات کلاسیکی به عنوان محیط انتقال دهنده پیام دارند، حالت های درهم تنیده نیز می توانند به عنوان محیطی در نظر گرفته شوند که نقش حامل اطلاعات را داشته باشند. به این ترتیب می توانیم قرارداد هایی با حامل های درهم تنیده برای مخابرات کوانتومی تعریف کنیم که می توانند برای اشتراک رمز کوانتومی نیز مورد استفاده قرار گیرند. از آنجایی که که بسط مسیله اشتراک رمز به کاربران متعدد، زیربنای ساخت اینترنت کوانتومی است، بررسی این گونه قرارداد ها از لحاظ کارکردهای عملی حایز اهمیت است. قرارداد ها در محیط هایی اجرا می شوند که اثر نوفه در آنها غیرقابل چشم پوشی است، همچنین می دانیم که نوفه اختلالی است که به طور پیوسته از طرف محیط بر سامانه اعمال می شود، بنابراین درنظر گرفتن استمرار نوفه در بررسی عملکرد قرارداد ضروری است. در این مقاله پایداری این قرارداد ها را در برابر نوفه میراکننده فاز و واقطبش بررسی می کنیم و نشان می دهیم که علی رغم اثر مستمر نوفه، حامل در دو نوع فضای مشخص با پایه های درهم تنیده که فضای کاملی برای کیوبیت های حامل هستند و با عملکرد قرارداد سازگاری دارند، باقی می ماند.

    کلیدواژگان: مخابرات کوانتومی، اشتراک رمز کوانتومی، حامل های درهم تنیده
  • سعید محمدی*، حسنیه آقاحسنی، زهرا سجادی صفحات 141-151

    پدیده پس خمیدگی که در ترازهای اسپین بالای برخی از هسته های با جرم سنگین اتفاق می افتد، برای اولین بار، با استفاده از نسبت احتمال های گذار کاهش یافته الکترومغناطیسی B(M1) / B(E2) در مدل لایه ای تصویری (PSM) مطالعه شده است. در این مدل، تمام تکانه های زاویه ای روی محور تقارن هسته تغییر شکل یافته تصویر می شود، که این امر محاسبات مدل لایه ای را خیلی آسان تر می کند. احتمال های گذار چهار قطبی الکتریکی B(E2) و دو قطبی مغناطیسی B(M1) به ترتیب به تغییر شکل و توزیع بار هسته ای حساس هستند. در نتیجه، هرگونه تغییر در سرعت چرخش هسته می تواند نسبت این احتمال های گذار را در اسپین های بالا تغییر دهد. در این مقاله، یافته های نسبت B(M1) / B(E2) در ایزوتوپ های زوج-زوج 152-164Dy پدیده پس خمیدگی مشاهده شده در این ایزوتوپ ها را تایید می کند که در توافق خوبی با داده های تجربی است. افزایش گشتاورهای چهار قطبی طیفی با اسپین، پدیده اسپین بالای دیگری در هسته-های سنگین است که در این مقاله بررسی شده است. در حالی که گشتاورهای چهارقطبی ذاتی برای هر ایزوتوپ Dy ثابت هستند، محاسبات حاضر نشان می دهند که گشتاورهای چهار قطبی طیفی (مشاهده شده) با افرایش اسپین زیاد می شوند.

    کلیدواژگان: مدل لایه ای تصویری، پدیده های اسپین بالا، ایزوتوپ های دیسپروسیوم، نسبت احتمال گذار الکترومغناطیسی کاهش یافته، گشتاورهای چهارقطبی طیفی
  • منصوره تاتاری*، زهرا هاشمی، هالادهارا نایک صفحات 153-159

    نتایج تجربی نشان داده است که افزودن بور به بافت تومور در طول پروتون درمانی، مرگ و میر سلول های سرطانی را افزایش می دهد. در این مقاله با شبیه سازی فانتوم میرد ((MIRD و طراحی یک تعدیل کننده برد، چگونگی تشکیل قله براگ پهن شده در پروتون درمانی تومور واقع در کبد، مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه سازی ها با استفاده از ابزار مونت کارلوی GEANT4 انجام شده است. همچنین دز جذبی اندام های مختلف نزدیک کبد نیز از طریق شبیه سازی تعیین شده است. به منظور بررسی تاثیر بور بر پروتون-درمانی کبد، تومور آغشته به درصدهای مختلف بور شبیه سازی شده و تاثیر انرژی آزاد شده در تومور در نتیجه ذرات آلفا، پروتون ها و ترکیبات آنها مورد بررسی قرار گرفته است. دز جذب شده در تومور در انرژی های مختلف پروتون و با درصدهای بور متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که دز جذب شده در تومور با افزودن بور افزایش می یابد، اما با افزایش انرژی از حد معینی (~80 MeV) و غلظت بور بیش از 60 درصد، کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: پروتون درمانی کبد، قله براگ، بور، ذرات آلفا، ابزار GEANT4
  • حسن رنجبر*، رضا باقری صفحات 161-166

    در چند سال اخیر، تمایل به استفاده از آب بسته بندی شده به طور قابل توجهی گسترش یافته است. بنابراین، میزان پرتوزایی آن باید به طور سختگیرانه ارزیابی شود. هدف از این تحقیق اندازه گیری غلظت فعالیت آلفا و بتای کل در آب معدنی بطری شده به منظور بررسی و ارزیابی کیفیت، دز موثر سالانه و خطر سلامت است. برای این منظور پرتوزایی 30 نمونه آب معدنی بطری شده از چندین برند توسط شمارنده سوسوزن مایع والاک کوانتولوس 1220 تحلیل شد. نتایج اندازه گیری نشان داد که غلظت فعالیت آلفای کل در نمونه های آب معدنی بطری شده از mBqL-1 29 تا mBqL-1 49 با میانگین mBqL-1 38/7 و غلظت بتای کل از mBqL-1 48 تا mBqL-1 76 با میانگین mBqL-1 60/8 متغیر است. علاوه بر این، دزهای موثر سالانه از µSvy-1 30/11 تا µSvy-1 48/3 با مقدار متوسط µSvy-1 38/54، که کمتر از mSvy-1 0/1 به عنوان حد دز مرجع است، متغیر بود. تغییرات خطر سلامت از 4-10×1/70 تا 4-10×2/6 با میانگین 4-10×2/14 است. با توجه به نتایج این مطالعه، از نظر پرتوشناسی، منابع آب های بسته بندی شده را می توان به عنوان آب آشامیدنی سالم در ایران در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: دز موثر سالانه، آب بسته بندی شده، آلفا و بتای کل، خطر سلامتی
  • عصام سالم السید*، نبیل عباس عریبی صفحات 167-173

    این مقاله طراحی جدیدی از یک آنتن ریزنواری غیرمسطح با قابلیت عملکرد در یک نوار دوگانه برای کاربردهای متنوعی شامل شبکه های محلی بی سیم (WLAN)، شبکه های Wi-Fi و شبکه های ناحیه بدنه بی سیم (WBAN) ارایه می کند. طرح پیشنهادی با استفاده از تکنیک پچ انباشته بر روی یک آنتن ریزنوار غیرمسطح به دست آمد. یکی از پچ ها به شکل مربع و دیگری به شکل مثلث است که بر روی سطحی استوانه ای با شعاع 50 میلی متر با استفاده از بستری با گذردهی 2٫98 ساخته شده است. طرح پیشنهادی را می توان یک آنتن ریزنوار استوانه ای مثلثی مربع شکل انباشته نامید. بسامدهای تشدید عملیاتی روی 623 و 795 گیگاهرتز تنظیم شده اند. برای آنتن استاندارد، پهنای نواری دو نوار  برابر با 0٫65 و 0٫92 درصد است. با افزودن گاف هوا بین سطح زمین و بستر، پهنای نوارها به 6٫15 و 3٫07 درصد افزایش می یابد و سپس افزایش ضخامت لایه ها منجر به بهبود بیشتر درصد پهنای نوارها به 40٫2 و 24٫12 می شود. برای طراحی و تحلیل آنتن پیشنهادی از روش تفاضل محدود در دامنه زمانی (FDTD) استفاده می شود.

    کلیدواژگان: آنتن های ریزنوار، دو نواری، پچ انباشته، پهنای نوار، گاف هوا، تفاضل محدود در دامنه زمانی
  • محمود پیامی شبستر* صفحات 175-184

    در برخی سامانه ها معلوم شده است که حالت پایه حالتی تقارن شکسته است که در آن یک خاصیت فیزیکی به صورت متقارن توزیع نشده است. در مورد سامانه های الکترونی با همبستگی قوی، که توسط روش DFT+U بررسی شده اند، محققین نشان داده اند که انرژی کل سامانه یک تابع چند کمینه ای از آرایش الکترونی است و لازم است که حالت پایه را بین آنها تشخیص دهیم. اما روش هایی که تا کنون برای یافتن چنین کمینه هایی مورد استفاده واقع شده، قادر نیستند که تمامی این حالت ها را پیش بینی کنند و لذا امکان دارد حالت پایه واقعی تعیین نشود. در این تحقیق ما یک روش ساده و سرراست SMC را ارایه می دهیم که توسط آن حالت پایه و حالت های شبه پایدار UO2 پاد فرومغناطیس با نظم k 1 تعیین می شود. با استفاده از این روش نشان داده می شود که حالت پایه سامانه UO2  یک حالتی با تقارن شکسته اسپینی از مغناطش اسپینی اتم های اکسیژن است. بسته به این که روش SMC را چگونه پیاده سازی می کنیم، تعداد حالت های شبه پایدار متغیر است ولی حالت پایه یکسانی حاصل می شود. نشان داده شده است که خواص مربوط به انرژی، خواص هندسی، توزیع چگالی الکترونی، توزیع چگالی قطبش الکترونی حالت پایه و حالت های شبه پایدار نسبت به هم تفاوت دارند. همچنین نشان داده شده است که این خواص نسبت به اندازه مغناطش اسپینی اولیه اتم های U  در آرایش پاد فرومغناطیس با نظم k 1 حساس هستند ولی تعداد حالت های شبه پایدار و خواص حالت پایه نسبت به آن بی تفاوت هستند. با استفاده از تقریب PBEsol-GGA برای تابعی تبادلی- همبستگی، حالت پایه توافق بسیار خوبی را با تجربه نشان می دهد.

    کلیدواژگان: دی اکسید اورانیوم، نظریه تابعی چگالی، پاد فرومغناطیس، سامانه همبسته قوی، حالت شبه پایدار
  • دیف سعاد، سید بنراماچ، عبدالفتاح عماری، عبداللهاب گاهتر* صفحات 185-191

    مقاله حاضر تاثیر دمای بستر را بر ویژگی های فیزیکی لایه های نازک اکسید روی (ZnO) رسوب شده با استفاده از روش افشانه پیرولیز گزارش می کند. این لایه ها ماهیتی بس بلوری با جهت گیری ترجیحی در امتداد [002] نشان می دهند. علاوه بر این، اندازه متوسط بلورک ها با افزایش دمای بستر افزایش می یابد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که لایه ها به طور یکنواخت و همگن توزیع شده اند. میانگین عبور اپتیکی، بسته به دمای بستر، بین 62 تا 90 درصد متغیر است. از طرف دیگر، با افزایش دمای بستر، ضریب جذب کاهش می یابد و گاف نواری اپتیکی در محدوده 3٫25 - 3٫28 الکترون ولت تغییر می کند. رسانش الکتریکی لایه ها نیز بین (mS.cm-1) 18 تا 58 متغیر است.

    کلیدواژگان: لایه های نازک ZnO، دمای بستر، اسپری پیرولیز، ریخت شناسی، گاف نواری اپتیکی، رسانش الکتریکی
  • بهاره مظلوم دیزجی، محمد واحدی*، علی ملکی، حسین ثقفی فر صفحات 193-198

    این مقاله به معرفی و ساخت زیست حسگر بر مبنای فیبر نوری باریک شده با استفاده از جابه جایی طیف خروجی در حضور بافر PBS و استرپتاویدین حل شده در آن می پردازد. فیبر نوری باریک شده با طول یک سانتی متر و قطر کمر 24 و 18 میکرون با استفاده از شعله هوا-گاز ساخته شده است. طیف سنجی فیبر نوری باریک شده با استفاده از چشمه نور پهن باند و تحلیلگر طیف نوری (OSA) در بازه طول موجی40 نانومتر انجام شد. در ادامه، تاثیر تغییر ضریب شکست محیط اطراف فیبر نوری نازک شده و وجود استرپتاویدین بر طیف خروجی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها بر روی بافر PBS انجام شده است. نشان داده می شود که با اضافه کردن استرپتاویدین، طیف خروجی به سمت چپ جا به جا می شود. بیشترین مقدار حساسیت به دست آمده nm/mg/ml 290 است.

    کلیدواژگان: فیبر نوری باریک شده، حسگر زیستی، ضریب شکست، استرپتاویدین، بافرهای زیستی
  • محسن دایی محمد*، محمد نیلی احمد ابادی صفحات 603-619

    نظریه کوانتومی یک نوسانگرهماهنگ اتلافی ازسال 1939 میلادی به طورپیوسته مورد بررسی قرارگرفته است. برای کوانتش یک نوسانگراتلافی معمولا ازمحیطی که شامل تعدادی نوسانگرمحدود وگسسته است استفاده می شود. با وجود این یک مجموعه ازنوسانگرهای گسسته قادرنیست نظریه کوانتومی یک اتلاف اهمی (اتلاف متناسب با سرعت) را مورد بررسی قراردهد. درحالی که با استفاده ازیک محیط که شامل یک مجموعه پیوستاری ازنوسانگرهای هماهنگ است می توان یک نوسانگرهماهنگ با اتلاف اهمی وبه طورکلی یک نوسانگر اتلافی را مورد بررسی قرارداد. دراین تحقیق از یک مجموعه پیوستاری ازنوسانگرهای هماهنگ برای بررسی اتلاف اهمی استفاده شده است. استفاده از یک محیط پیوستاری به جای یک محیط گسسته، باعث غنی سازی نتایج سامانه دینامیکی خواهد شد. از نتایج این تحقیق می توان برای بررسی سامانه های نانو- مکانیکی و سامانه های اپتو- مکانیکی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: نوسانگرهماهنگ اتلافی، محیط پیوستاری، کوانتش هامیلتونی، اتلاف اهمی، (متناسب با سرعت)
  • بابک زارع*، مجید شیردل هاور صفحات 621-628
    دینامیک یک عایق پاد فرومغناطیس متصل به یک عایق غیرمغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته است. پمپاژ فونون ها به وسیله دینامیک مغناطش از یک پاد فرومغناطیس به یک عایق غیرمغناطیسی مجاور که با انتقال تکانه زاویه ای همراه است منجر به افزایش میرایی می شود. علاوه بر این، نتایج نشان می دهد که جفت شدگی قوی بین دینامیک مغناطش و امواج کشسانی، جایی که قدرت جفت شدگی خیلی بزرگ تر از اتلاف هر دو  زیرسامانه می شود، به صورت دافعه ترازی در طیف جذبی پاد فرومغناطیس قابل مشاهده است.
    کلیدواژگان: جفت شدگی مغناطوکشسانی، مگنون-پولارن، پمپاژ فونون، میرایی پاد فرومغناطیس
  • سعید قوامی صبوری* صفحات 629-638
    پرتوهای لیزر حاوی تکانه زاویه ای کاربردهای فراوانی در شاخه های مختلف علوم، به خصوص در زمینه مخابرات کوانتومی نوین پیدا کرده اند. تبدیل بسامد این پرتوها با استفاده از بلورهای غیر خطی، امکان دستیابی نواحی بینابی مورد نیاز را فراهم می آورد. در این مقاله ابتدا مقدار بهینه پارامتر کانونی و محل کانون پرتو دمش حاوی تکانه زاویه ای مداری در فرایند تولید هماهنگ دوم در یک بلور غیر خطی، محاسبه شده است. سپس بر مبنای وابستگی مقدار بهینه پارامتر جورناشدگی فازی به مرتبه مد لاگر- گوس موجود در پرتو دمش، روشی بدیع برای تغییر تکانه زاویه ای مداری پرتو هماهنگ دوم تولید شده ارایه شده است. بر اساس این روش برای پرتوهای دمش با تکانه زاویه ای غیر صحیح، با تغییر پارامتر کانونی می توان تکانه زاویه ای مداری پرتو هماهنگ دوم را به طور پیوسته کوک کرد‏.
    کلیدواژگان: پرتوهای لاگر-گوس، تکانه زاویه ای مداری، تولید هماهنگ دوم
  • فهیمه نوری*، عباس آذریان صفحات 639-648
    در سال های اخیر، علاقه فزاینده ای به استفاده از نانوذرات پلاسمونی به عنوان منابع حرارتی با قابلیت کنترل از راه دور توسط نور وجود داشته که منجر به ظهور زمینه ترموپلاسمونیک شده است. در این راستا نانوفریم های طلا، نانومواد بی نظیری با قابلیت ذاتی برای ایجاد یک اثر حرارتی محدود شده در مقیاس نانو هستند. لذا در این مقاله خواص پلاسمونی و ترموپلاسمونیکی نانوفریم های شش گوشی طلا مورد بررسی قرار گرفته است. به علاوه تغییرات ناشی از برخی پارامترهای تاثیرگذار مانند شکاف میان نانوذرات و فاصله میان مرکز حفره و مرکز نانوفریم ها بر روی میدان الکتریکی موضعی و دمای سطحی نانوفریم ها گزارش شده است.
    کلیدواژگان: خواص ترموپلاسمونیک، تشدید پلاسمون سطحی، نانوفریم، نانوذرات شش گوشی
  • محمود قلی پور* صفحات 649-662
    قرص های برافزایشی، در سراسر عالم هستی حضوری پررنگ و حیاتی دارند. از قرص های کهکشانی گرفته تا قرص های پیش سیاره ای که سیارات از آنها متولد می شوند، همگی در زمره قرص های برافزایشی قرار می گیرند. بنابراین مطالعه ساختار قرص های واقعی در مقابل قرص های آرمانی (مانند زمانی که آنها کاملا متقارن محوری نیستند)، مفید خواهد بود. در این پژوهش، قصد داریم ساختار یک قرص پیش سیاره ای را، که تقارن آن توسط یک جسم پر جرم ثانوی مختل شده است، مورد بررسی قرار دهیم. با بررسی اثر گرانشی جسم ثانوی، مشاهده می کنیم که علاوه بر تغییرات شعاعی، تغییرات سمتی (یا زاویه ای) نیز مهم می شوند. بعد از فرمول بندی مسیله، ما با یک دسته از معادله دیفرانسیل های پاره ای (دو متغیره، شعاعی و سمتی) مواجه می شویم. لذا با استفاده از روش های تحلیلی، این معادلات تبدیل به یک مجموعه نامتناهی (سری) از معادلات معمولی (تک متغیره) می شود. برای این مقصود، ما از روش طیفی، که یک روش قدرتمند برای تبدیل معادلات دیفرانسیل جزیی به معادلات دیفرانسیل معمولی است، استفاده می کنیم. پرسش مهمی که در این پژوهش به دنبال پاسخ آن هستیم، این است که وارد کردن اثر گرانشی جسم دوم، چه رفتارهای فیزیکی جدیدی به مسیله وارد می کنند؟ و آیا این تغییرات اساسا مهم هستند یا قابل صرفنظر کردن؟ با پاسخ به این سوالات می توانیم بفهمیم که آیا اساسا حضور جسم دوم در تشکیل سیارات در نواحی فی ما بین، نقش سازنده دارد یا مخرب. اگرچه ما مسیله را برای قرص های پیش سیاره ای حل می کنیم، اما نتایج ممکن است در مطالعه قرص های برافزایشی در سامانه های دوتایی مفید واقع شود.
    کلیدواژگان: اختر فیزیک، اثر گرانشی، روش طیفی، قرص های برافزایشی، ناپایداری، معادلات دیفرانسیل جزئی، معادلات دیفرانسیل معمولی
  • حمیدرضا بختیاری زاده*، حنیف گلچین صفحات 663-670

    در این مقاله جواب های ریسمان سیاه چرخان به طور مجانبی پاد-دوسیته را برای گرانش اینشتینی مرتبه سه در حضور الکترودینامیک غیرخطی بورن-اینفلد مورد بررسی قرار می دهیم. با این فرض که جواب ها روی افق به طور کامل منظم هستند و نیز مطالعه رفتار مجانبی و نزدیک افق جواب ها، دمای هاوکینگ، آنتروپی والد، جرم، اندازه حرکت زاویه ا ی، بار و پتانسیل الکترواستاتیکی را به طور مستقل محاسبه کرده و نشان می دهیم قانون اول ترمودینامیک برای ریسمان های سیاه چرخان باردار با چشمه غیرخطی بورن-اینفلد برای گرانش اینشتینی مرتبه سه به شکل دقیق برقرار است. همچنین نشان خواهیم داد هنگامی که پارامتر غیرخطی به سمت بی نهایت میل می کند، جواب ها به سمت جواب های به دست آمده از الکترودینامیک ماکسول میل می کنند.

    کلیدواژگان: ریسمان سیاه چرخان، گرانش اینشتینی مرتبه سه، الکترودینامیک بورن-اینفلد
  • مریم بحرینی*، ریحانه نبی زاده، نسترن راگردی کاشانی صفحات 671-679
    عسل یک ماده غذایی شیرین و طبیعی است که توسط زنبورهای عسل تولید می شود و عمدتا از قند تشکیل شده است. عسل همچنین منبع غنی اسید های آمینه، ویتامین ها، مواد معدنی و سایر ترکیبات فعال بیولوژیکی است. این ویژگی ها باعث کاربرد گسترده عسل می شود و تقاضای استفاده از عسل را در سرتاسر جهان افزایش می دهد. بنابراین اطمینان از اصل یا تقلبی بودن عسل بسیار مورد اهمیت قرار می گیرد. در این مقاله روش طیف سنجی فرو قرمز تبدیل فوریه (FTIR) برای تحلیل 6 نمونه مختلف عسل از عسل چهل گیاه، عسل زیروفن در غلظت های آبی 10% ، 30% و 50%، و 2 نمونه شربت گلوکز با غلظت های 10% و 30% به کار می رود که طیف های به دست آمده با استفاده از تحلیل آماری چندمتغیره، طبقه بندی و تجزیه و تحلیل می شوند. طبقه بندی داده های خروجی نشان دهنده تفکیک مناسب بین عسل اصل و شربت گلوکز است. این مقاله با هدف ارایه یک روش طبقه بندی ارزان، سریع و دقیق برای احراز هویت عسل انجام شده و نشان می دهد که روش  FTIR-ATRبه همراه تحلیل آماری چندمتغیره، یک ابزار مفید برای آزمایش اصالت عسل است.
    کلیدواژگان: تحلیل آماری چندمتغیره، طیف سنجی فرو قرمز تبدیل فوریه، عسل
|
  • Djamel Bensahal *, Ahmed Yousfi Pages 51-59

    This experimental study aims to investigate the effect of the closed cycle of air circulation on the thermal performance of the solar air collector with attached fins in the site of Laghouat in Algeria, under climatic conditions. Our experimental procedure includes two types of cycles: open cycle and closed cycle. For each cycle, we have considered two tilt angle: 0 and 30 degree. Moreover, the solar collector is oriented in a southerly direction with a definite angle of inclination. The flow rate used in experiment is equal to 0.0129402 m3/s. Then, by comparing the experimental and theoretical results, we observe that the maximum temperature difference between the outlet and inlet air for the open cycle (27 °C, at 14h30) is higher than that of the close cycle (17 °C, at 14h00). The maximum efficiencies obtained for the open cycle for the both configurations were η (30 degrees) = 25.29 % and η (0 degree) = 35.71 % at 4 pm. These values are higher than those of the maximum efficiencies of the closed cycle with η (30 degrees) = 7.86 % at 4 pm and η (0  degree) = 13.31% at 12h00, respectively

    Keywords: thermal efficiency, Closed cycle, air flow rate, solar air collector
  • Rajendra Kumar *, Mayank Pandey, Sumit Tiwari Pages 61-65

    Three equal-depth traps reported in NaCl have been attributed to different defect configurations. In this trio system, the basic trap configuration proposed is the bi-vacancy, the analogy being drawn through observations in KCl crystal. Two other defect configurations that emerged are the derivatives of bi-vacancy with the next nearest neighbor I-V pair and the VF center which represents a hole linked to a cation vacancy.

    Keywords: thermoluminescence, doped NaCl, F - center, bi-vacancy, I-V pairs, VF center
  • Abdusalam Umarov * Pages 67-83

    According to the estimates of many authors, in 10-15 years, the world market for nanotechnology products will amount to about 1 trillion $. The share of nanomaterials, in this case, is very large (about 340 billion). Therefore, research on nanomaterials properties becomes one of the most important tasks of the science of nanostructured materials. In this regard, it will be essential to expand research on the influence of size and thermal stability; as two common problems for almost all types of nanomaterials. This review article will discuss the most popular topics on nanomaterials, nanostructures, their history, characteristics and classification as well as status of their scientific articles published in recent years. This study focuses on a range of topics related to the development, research and manufacturing applications of nanomaterials and nanotechnology. There are many problems and challenges that scientists are investigating on them. For example: what are the main differences between the properties of interfaces of nanomaterials (including hybrid ones) from the characteristics of ordinary bulk states? How widely can the self-assembly technique of nanoscale devices elements be developed, considering possible installation errors?

    Keywords: Nanomaterials, nanotechnology, particle size, filler, composition, structure, classification
  • Alagappan Subramaniyan *, Nitun Periyasamy Pages 85-88

    Nanopowders/Nanostructures have attracted the attention of engineers and scientists for their tunable properties and extended applications. One of the extended application of nanopowders is nanofluids. Nanofluids are assumed as the most preferred next generation coolants and their stability is essential for their successful implementation. Iron oxide nanoparticles were prepared by the sol-gel method using Ferrous sulphate as precursors. The prepared nanoparticles were characterized by XRD and photo luminescence. Iron oxide nanofluids (0.1 & 0.3 vol%) with ethylene glycol as base fluid were prepared by a two-step method. The nanofluids were tested for dynamic stability (at 1, 3, 6, 12 and 24-hour intervals). The variation in zeta potential with time is analyzed to predict their stability transformations. We observe that 0.3 vol% nanofluid exhibits better dynamic stability characteristics than the less stable 0.1 vol% nanofluid

    Keywords: Dynamic stability, Ethylene glycol, iron oxide, Nanofluid
  • Nancy Obare *, Victor Odari, Maxwel Mageto Pages 89-94

    Copper antimony sulphide (CuSbS2) is a semiconductor with narrow band gap and a potential absorber material for applications in various optoelectronic devices like infrared detectors and solar cells. In this paper, CuSbS2 thin films were deposited by spray pyrolysis technique on glass substrates at a temperature of 3000 ℃, using cupric chloride, antimony chloride, and thiourea as precursors. The samples were prepared by varying the antimony concentration (0.1M, 0.15M, and 0.2M) at a pressure of 3.5 bar and a solution flow rate of 2 ml/min for 5 minutes, while the precursor solutions of Cu:S molar ratio (0.1:0.2) was maintained. Elemental, morphological, optical, and structural characterization of these films was done from data obtained from energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF), UV-VIS spectrophotometer, scanning electron microscope (SEM) and X-Ray diffraction (XRD) respectively. The prepared thin films were polycrystalline with a preferential peak at (111).  Electrical properties of the thin films were obtained by simulating the UV-VIS spectra in SCOUT software using the Drude and Kim oscillator model. Deposited films have a band gap range of 1.84 – 1.98 eV, conductivity range of 199.59 – 204.67 Ω-1cm-1, and carrier concentration range of 1.12×1019 - 1.27×1019  cm-3.

    Keywords: Spray pyrolysis, thin films, CuSbS2, antimony cocemtration, SCOUT
  • Nazila Asaadi *, Edris Khodakarami, Somaye Taran, Hossein Safari, Bardia Kaki Pages 95-105

    We studied the behavior of the earthquake network using the HEALPix spherical pixelization and square cells methods. In the first method, the geographical region is divided into isolatitude rhombic-spherical cells of the same areas using the HEALPix method. In the second method, we divided the geographical region into isolatitude equal areas of the square cells. To construct a network, if an earthquake happens in a cell, that cell will become a node, and two nodes will be connected with an edge for two successive events. The earthquake network is built from Iran’s seismic data from 1900 June 12 to 2015 December 12. We determined the Hurst exponent (H = 0.6) due to the rescaled range (R/S) analysis. This value reveals a long temporal correlation in earthquake time-series; therefore, the earthquake system is suggested to be self-organized. We showed that among the five major seismotectonic provinces of Iran (Alborz-Azarbayejan, Kope Dagh, Central-East Iran, Zagros, and Makran), the earthquake network hubs are located in the Zagros region, which is a seismically very active region. According to this result, the Zagros earthquakes affect the surrounding earthquakes. The probability distribution function’s power-law behavior with a network built in the pixelization rhombic-spherical cells shows scale free behavior’s properties than a network constructed based on the square cells. The mean clustering coefficient’s power-law nature with networks built using two methods shows that the earthquake network is scale-free and non-random. We concluded that the rhombic-spherical cell pixelization is a more reliable method for building the large geographical region’s earthquake network.

    Keywords: complex network, Earthquake, HEALpix method, square cell method
  • Sami Alsheikh Salo *, Bassam Abdallah, Walaa Zetoune, Karam Masloubk Pages 107-113

    The electrical properties of zirconium thin films has been studied by Langmuir probe technique. The electron energy, electronic density, and ionic density of the samples were measured at low pressure with a varying power (60  to 160 W). Our results show that the energy of electrons decreases with increasing power, while the densities of electrons and ions have increased. Scanning electron microscope (SEM) images were used to determine the thickness as well as surface morphology of zirconium thin films, where the thickness was increased with the increasing of the power of the plasma DC generator. The energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) analysis method was employed to reveal information about the composition of the films. Plasma characterization and the quality of prepared films (roughness and thickness) allows us using these films in several potential applications.

    Keywords: Zn thin films, magnetron sputtering, Langmuir probe, morphology, SEM
  • Kamran Farhoodi *, Saeed Setayeshi, AmirHossein Feghhi Pages 115-121

    Proton therapy with accelerator systems has been used in the last 30 years to destroy tumors by producing highly energetic ion beams. Although different systems have been introduced and designed to accelerate ions, the superconductive cyclotron accelerator is one of the most efficient treatment equipment compared to other systems. In this research, the design study of Iranian Medical Proton Superconducting Cyclotron (IMSIC-250) was considered. The IMSIC-250 system is a fixed frequency cyclotron with four spiral sector magnets designed to accelerate protons in the form of H2+ particles up to 250 MeV/amu. In the current study, the design process of the superconducting magnet and coil structure was reported. The 3D model of the spiral pole magnet alongside the superconducting coil was modeled. The main characteristics of the cyclotron magnet and coil structure were also studied. It was demonstrated that the designed magnet is capable of producing the desired isochronous magnetic field in order to accelerate protons up to 250 MeV. The stability of the acceleration process was achieved by a nonnegative value of flutter over the acceleration of particles. For coil structure, the current density over coil turns and the applied force was modeled. The flutter concept was also used to investigate the stability of the acceleration process. It was discovered that flutter has a nonnegative value when compared to particle acceleration. Finally, the stability of a magnetic coil against applied magnetics (Lorentz) force was investigated and it was demonstrated that the applied magnetic field on the coil would not have a destructive influence on the superconducting structure of the coil.

    Keywords: proton therapy, superconducting cyclotron, cyclotron magnet, superconducting coil
  • Shatha F. Alhous *, Abbas Abd Sweaf, Ansam F. Showard Pages 123-126

    Long-term exposure to radon increases the risk of developing lung cancer. There is a considerable public concern about radon exhalation from building materials and its contribution to indoor radon levels. To address this concern, radon exhalation rates were determined for 24 different samples of building material commonly used in Al - Diwaniyah, Iraq dwellings, using solid-state nuclear track detectors (CR-39). The highest contribution is found in Granite from Italy, 169.04  ±  11.38 (Bq/m3), 386.184 (mBq/m2h), and 4.26 (mSv/y) for radon concentration, surface radon exhalation rate, and the annual effective dose, respectively. On the other hand, the lowest contribution is found in Gypsum from Najaf - Iraq with radon concentration (Bq/m3), radon exhalation rate (mBq/m2h), and the annual effective dose (mSv/y) of about 11.40  ±  0.11, 22.716, and 0.284. The obtained average values of these three quantities are 104.276  ±  7,50, 108.21, and 1.45, respectively. The average annual effective dose of radon concentrations is acceptable, compared with the standard limit value presented in ICRP.

    Keywords: radon exhalation, radon concentration, building materials, annual effective dose
  • Hayder Mohammed Hadi *, Qusiy Al-Galiby Pages 127-131

    Studing metal complexes of organic molecules has attracted great attention to explore the mechanisms of charge transfer through organometallic single molecules. In this work, we investigate the optoelectronic properties of diphenyl - bipyridine coordination chloride transition metal complex. By varying the transition metal in the group of Co, Cu, Fe, Mg, Ru and Zn atoms, we demonstrate the ability to manipulate the optical and electronic properties of the system. Density function theory (DFT) calculations with B3LYP functional are used to determine electronic properties of the metallo-molecules, including ionization potential, electronic affinity, energy gap, electronegativity, hardness, softness, and dipole moment. To understand the optical performance of the systems, we consider their absorption spectra in the ultraviolet and infrared regions, in the framework of time-dependent DFT. We argue that the six metallic atoms have the ability to tune the optoelectronic properties of the complex molecules.

    Keywords: diphenyl-bipyridine, complexes organic molecules, chloride complex metal, density functional theory calculations, absorption spectra, electronic properties
  • Shima Emamipanah, Marzieh Asoudeh * Pages 133-140

    Similar to the role of carriers in classical communications as a medium for transmitting messages, entangled states can also be considered a medium that plays the role of the information carrier. In this way, we can define protocols with entangled carriers for quantum communications which can also be used for quantum secret-sharing. The outspread of quantum secret-sharing for many users is the substructure of a quantum internet, so it is essential to study such protocols in terms of their practical implementations. Since protocols are performed in noisy environments without interruption, it is necessary to investigate the performance of protocols under continuous noise. This paper studies the stability of these protocols against dephasing and depolarizing noise. It shows that despite the constant effect of noise, the carrier remains in two types of spaces with the entangled basis, which forms complete spaces for the carrier’s qubits. These spaces are compatible with the protocol performance; therefore, the protocol is stable under the noise effect.

    Keywords: quantum communication, quantum secret sharing, entangled carriers
  • Saeed Mohammadi *, Hosniye Aghahasani, Zahra Sajjadi Pages 141-151

    Back-bending phenomenon which occurs at high spin states of some heavy mass nuclei has been studied, for the first time, by using the ratio of electromagnetic reduced transition probabilities B(M1) / B(E2) within the Projected Shell Model (PSM). In this model, all angular momenta are projected on the symmetry axis of the deformed nucleus, which makes shell model calculations much easier. The electric quadrupole transition probability  B(E2) and the magnetic dipole transition probability B(M1) are sensitive to the nuclear shape deformation and nuclear charge distribution, respectively. As a result, any change in the nuclear rotation speed can change the transition probability ratios at high spins. Our ratio findings at high state spins in even - even 152-164Dy isotopes confirm the previous back-bendings seen in these isotopes, in good agreement wth the experimental data. Increasing spectroscopic quadrupole moments with spin is another high spin phenomenon in heavy mass nuclei studied in this paper. While intrinsic quadrupole moments are constant for each Dy isotope, this study shows that spectroscopic (observed) quadrupole moments are increasing with spin.

    Keywords: projected shell model, high spins phenomena, dysprosium isotopes, electromagnetic reduced transition probability ratio, spectroscopic quadrupole moments
  • Mansoureh Tatari *, Zahra Hashemi, Haladhara Naik Pages 153-159

    Experimental results have shown that dadding boron to tumor tissue during proton therapy increases the mortality of cancer cells. This work has investigated how to form a spread-out Bragg peak in the proton therapy of a liver-located tumor by simulating the MIRD phantom and designing a range modulator. The simulations were carried out using a GEANT4 Monte Carlo toolkit. Also, the absorbed dose of the different organs near the liver was determined via simulations. To study the effect of boron on liver proton therapy, a tumor impregnated with different percentages of boron was simulated and the effect of energy released in the tumor as a result of alpha particles, protons and their combinations was investigated. The absorbed dose in the tumor at different proton energies and with varying percentages of boron was investigated. It was found that the absorbed dose in the tumor increases by adding boron, however; it decreases by increasing the energy from a certain limit (~80 MeV) of more than 60% boron.

    Keywords: proton therapy of liver, Bragg peak, Boron, alpha particles, GEANT4 toolkit
  • Hassan Ranjbar *, Reza Bagheri Pages 161-166

    In the last few years, the tendency to utilization of bottled water has significantly expanded. Therefore, its radioactivity level must be strictly evaluated. This work aims to measure the activity concentrations of gross beta and alpha in bottled drinking water to evaluate its quality and annual effective dose as well as the lifetime risk. The radioactivity of 30 bottled mineral water samples from several brands was analyzed with Wallac Quantulus 1220 LSC. The measurement results showed that the gross beta and alpha activity concentrations in bottled mineral water samples ranged from 29 to 49 mBqL-1 with an average of 38.7 mBqL-1 and 48 to 76 mBqL-1 with an average of 60.8 mBqL-1 respectively. Furthermore, Annual effective doses ranged from 30.11 to 48.3 µSv y-1 with an average value of 38.54 µSv y-1, which is below the 0.1 mSv y−1 as reference dose limit. The variation of lifetime risk is from 1.70 × 10-4 to 2.60 × 10-4 with an average of 2.14 × 10-4. According to  this study’s results, radiologically, these bottled mineral waters can be considered safe drinking water in Iran.

    Keywords: annual effective dose, bottled water, gross alpha, beta, lifetime risk
  • Essam Salem Al-Sayed *, Nabeel Abbas Areebi Pages 167-173

    This paper presents a new design of a conformal microstrip antenna operating in a dual-band for several applications including Wireless Local Area Networks (WLAN), Wi-Fi networks, and Wireless Body Area Networks (WBAN). The proposed design was achieved using the stacked patch technique on a conformal microstrip antenna. One of the patches is square-shaped and the other is triangular-shaped constructed on a cylindrical surface with a 50 mm radius using a substrate with a permittivity of 2.98. The proposed design can be called a stacked square-shaped triangular cylindrical microstrip antenna. The operating resonant frequencies have been set at 623 and 795 GHz. For the standard antenna, the bandwidths of dual-band are equal to 0.65 % and 0.92 %. By adding an air gap between the ground plane and substrate, bandwidths are enhanced to 6.15 % and 3.07 %, and then increasing the substrates' thickness leads to more improvement of the percentage of bandwidth to 40.2 % and 24.12 %. The Finite-Difference in Time Domain (FDTD) method is used to design and analyze the proposed antenna.

    Keywords: microstrip antennas, dual-band, stacked path, bandwidth, air gap, finite-difference in time domain
  • Mahmoud Payami Shabestar * Pages 175-184

    It turns out that the ground states of some systems are symmetry-broken states in which some property is not symmetrically distributed. In the case of strongly correlated electron systems that were studied by the DFT+U method, researchers have shown that the total energy of the system is a multi-minima function of electron-configuration parameters and one has to single out the ground state out of the couples of minimum-energy states. However, the methods already introduced to determine these local minimum states, were not able to predict all such states, which may include the "true" ground state. In this work, we introduce a new simple and straight-forward method of SMC to find the GS as well as the meta-stable states of the 1k-order anti-ferromagnetic configuration for UO2. Using this method, it is shown that the ground state of the UO2 system is a spin-symmetry broken state of the electron spin magnetizations of oxygen atoms. Depending on the way we apply the SMC method, we obtain different numbers of meta-stable states, but the same ground states. The energetic properties, geometric properties, the electronic density distributions, and the electronic polarization density distributions of the ground state and the meta-stable states are shown to be different from each other. These properties also are shown to be sensitive to the magnitude of the initial opposite magnetizations of up-spin U-atoms (U1) and down-spin U-atoms (U2) in the 1k-order anti-ferromagnetic configuration, but the number of meta-stable states as well as the ground-state properties are insensitive to this magnitude. Using the PBEsol-GGA approximation for the exchange-correlation, we obtain the ground-state properties in excellent agreement with experiments.

    Keywords: uranium dioxide, density-functional theory, anti-ferromagnetism, strongly-correlated system, meta-stable state
  • Dif Souad, Said Benramache, Abdelfateh Ammari, Abdelouahab Gahtar * Pages 185-191

    The present paper reports on the effect of substrate temperature on the physical properties of zinc oxide (ZnO) thin films deposited using spray-pyrolysis technique. The films exhibit a polycrystalline nature with a preferred orientation along [002]. Furthermore, the average crystallites size increases with increasing the substrate temperature. The scanning electron microscopy results showed that the films were evenly distributed and homogeneous. The average optical transmittance varies in the range of 62 to 90% depending on the substrate temperature. On the other hand, with increasing the substrate temperature, the absorption coefficient decreases and the optical band gap varies in the range of 3.25 - 3.28 eV. The electrical conductivity of films varies between 18 and 58 mS.cm-1.

    Keywords: ZnO thin films, substrate temperature, spray-pyrolysis, morphology, optical band gap, electrical conductivity
  • Bahareh Mazlum Dizaji, Mohammad Vahedi *, Ali Maleki, Hossein Saghafifar Pages 193-198

    This paper presents the fabrication process and operation of a bio-sensor based on tapered optical fiber by using optical spectrum shift in the presence of PBS buffer and dissolved streptavidin. The taper-fiber sensors are 18 and 24 μm in diameter and are fabricated by use of an oxy-butane torch. The optical spectrum is obtained using a broadband light source and an optical spectrum analyzer (OSA) in a 40 nm wavelength range. The existence of streptavidin on the tapered fiber surface is confirmed. The experiments on PBS buffer have shown that, the output spectrum demonstrates a red-shift by adding the streptavidin. The maximum sensitivity obtained is 29000 nm/RIU.

    Keywords: tapered fiber, biosensor, streptavidin, biological buffer
  • Mohsen Daeimohammad *, Mohammad Nili Ahmadabadi Pages 603-619

    The quantum theory of a damped harmonic oscillator has been continuously studied since 1939. For quantization, an oscillation oscillator usually uses a reservoir that includes a number of finite and discrete oscillators. However, a set of discrete oscillators is unable to study the quantum theory of an Ohmic damping (damping proportional to velocity). In this research, a continuous set of harmonic oscillators has been used to investigate Ohmic damping. Using a continuum reservoir instead of a discrete reservoir will enrich the results of the dynamic system. The results of this research can be used to study nano-mechanical systems and opto-mechanical systems.

    Keywords: damped harmonic oscillators, continuum reservoir, Hamiltonian quantization, Ohmic damping (proportional to velocity
  • Babak Zare *, Majid Shirdel-Havar Pages 621-628
    The dynamics of an antiferromagnetic insulator attached to a nonmagnetic insulator is investigated. Pumping of phonons by magnetization dynamics from an antiferromagnet into an adjacent nonmagnetic insulator, which is accompanied by angular momentum transfer, leads to increased damping. Moreover, the results show that strong coupling between magnetization dynamics and elastic waves, where the coupling strength is much larger than the dissipation of both subsystems, is observable as a level repulsion in the antiferromagnetic absorption spectrum.
    Keywords: magnetoelastic coupling, magnon-polaron, phonon pumping, damping of antiferromagnetic
  • Saeed Ghavami Sabouri * Pages 629-638
    Laser beams carrying orbital angular momentum have found numerous applications in various branches of sciences especially in modern quantum communications. Frequency conversion of these beams using nonlinear crystals allows the desired spectral ranges to be achieved. In this work, first, the optimal value of the focusing parameter and the location of the focus of the pump beam with orbital angular momentum in second harmonic generation process are determined. Then, based on the dependence of the optimal value of the phase mismatch parameter on the Laguerre-Gaussian mode order contained in the pump beam, a novel method for varying of the orbital angular momentum of the generated second harmonic beam is presented. According to this method, for pump beams with fractional orbital angular momentum, by changing the focusing parameter, the angular momentum of the second harmonic generation beam can be continuously tuned.
    Keywords: Laguerre-Gaussian beams, orbital angular momentum, second harmonic generation
  • Fahimeh Noori *, Abbas Azarian Pages 639-648
    In recent years, there has been a growing interest in the use of plasmonic nanoparticles as sources of heat remotely controlled by light, giving rise to the field of thermoplasmonics. To this end, gold nanoframes are unique nanomaterials with the intrinsic capability to generate a nanoscale confined light-triggered thermal effect. Therefore, the plasmonic and thermoplasmonic properties of the gold hexagonal nanoframes have been investigated in this paper. Moreover, the effect of some influential parameters such as gap distance between the two nanoparticles and the distance between the center of the cavities and the center of the nanoframes on the local electric field and the surface temperature of the nanoframes have been reported
    Keywords: Thermoplasmonics properties, surface plasmon resonance, nanoframes, hexagonal nanoparticles
  • Mahmoud Gholipour * Pages 649-662
    This study aims to determine the non-axisymmetric structure of a protoplanetary disc caused by the gravitational potential of a massive planet. The disc becomes non-axisymmetric by considering this gravitational effect, so that the azimuthal changes will be important. Using the spectral method, the partial differential equations (PDEs) can be converted to the ordinary differential equations (ODEs), where the problem is solvable via the proper boundary conditions. Two important parameters, i.e. "sigma" (mass ratio of the second object to the central object) and "x" (ratio the radius to the distance between two objects) play very important roles in this problem. The obtained results show that the disc structure at a fixed radius is very sensitive to the azimuthal changes. This issue addresses some approaches on the disc structure, which have not received much attention. Also, we found that there is a high potential to transport the angular momentum of the disc material near the second object even in the low viscosity regime. Furthermore, if the mass of the second object is greater than a certain value, the second object may be participating in the construction of the planets. It can be concluded that the presence of the second object may be helpful in the planet formation.
    Keywords: accretion, accretion discs, hydrodynamics, protoplanetary discs
  • HamidReza Bakhtiarizadeh *, Hanif Golchin Pages 663-670

    In this paper we examine asymptotically anti–de Sitter rotating black string solutions of four-dimensional Einsteinian cubic gravity in the presence of nonlinear Born-Infeld electrodynamics. By assuming that the solutions are completely regular at the horizon and studying the asymptotic and near-horizon behavior of the solutions, we compute independently the Hawking temperature, the Wald entropy, the mass, the angular momentum, the charge and the electrostatic potential, and show that the first law of thermodynamics for rotating black strings with non-linear Born-Infeld source holds exactly in Einsteinian cubic gravity. We also show that when the nonlinear parameter goes to infinity, the solutions tend to those obtained from Maxwell’s electrodynamics

    Keywords: rotating black string, Einsteinian cubic gravity, born-infeld electrodynamics
  • Maryam Bahreini *, Reyhaneh Nabizadeh, Nastaran Ragerdi Kashani Pages 671-679
    Honey is a sweet and natural food product produced by bees which is mainly composed of sugar. Honey is also a rich source of amino acids, vitamins, minerals and other biologically active compounds. These properties lead to the widespread use of honey and increase the demand for honey around the world. Therefore, it is so important to make sure that the honey is genuine or counterfeit.  In this study, FTIR spectra of 6 honey samples of forty-herb honey and Zirofen honey in 10%, 30% and 50% water concentrations and 2 glucose syrup with 10% and 30% concentrations were acquired and analysed using multivariate statistical analysis. The classification results indicate a proper distinction between genuine honey and counterfeit sample. The aim of this study was to provide a cheap, fast and accurate classification method for honey authentication and shows that FTIR method combined by multivariate statistical analysis is a useful tool for testing the authenticity of honey
    Keywords: Fourier transform infrared spectroscopy, honey, multivariate statistical analysis