پژوهش فیزیک ایران
سال:1396 | دوره:17 | شماره:3 |تعداد مقالات:20

در کار حاضر محاسبه سطح مقطع جزئی و کل برای تولید اتم پادهیدروژن در حالت پایه و چند حالت برانگیخته، توسط بازچینی های مختلف هامیلتونی و با استفاده از پتانسیل های برهم کنشی الکترونی و الکترون-پادپروتون، به عنوان تقریب های بورن موج تخت و بورن موج واپیچیده کولنی در محدوده انرژی های میانی و بالا انجام شده است. در این محاسبات اتم پوزیترونیوم در حالت پایه در نظر گرفته شده و تشکیل اتم پادهیدروژن در حالت پایه و حالت های برانگیخته2p 2s مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده به صورت سطح مقطع جزئی و کل با داده های تجربی و نظریه های مختلف در دسترس مقایسه شده است. محاسبات نشان می دهند که تقریب بورن موج تخت در کانال بازآرایی بار برخلاف کانال تهییج به نتایج بهتری در مقایسه با تقریب بورن موج واپیچیده کولنی منجر خواهد شد.

سلول های خورشیدی هیبریدی مواد آلی / معدنی با هدف تولید سلول های خورشیدی آلی (OPV) کم هزینه و همچنین به دست آوردن مزایای دیگر، از جمله تنظیم طیف جذبی، با استفاده از اجزای معدنی، بیشتر مورد توجه می باشند. زیرا، سلول های خورشیدی هیبریدی، پتانسیل لازم برای دستیابی به بازده تبدیل توان بالا (PCE) را دارند، اما بازده به دست آمده در حال حاضر کم می باشد. برای افزایش تبدیل توان از مواد معدنی به عنوان پذیرنده الکترون در سلول های خورشیدی هیبریدی استفاده می شود، مخصوصاً ساختار الکترونیکی، در عملکرد دستگاه بسیار مهم می باشد. بنابراین در این مقاله، نانومیله اکسید روی با استفاده از استات روی دی هیدراته و پلی وینیل پیرولیدون (PVP) به عنوان ماده پیش ساز و پایدارکننده، سنتز شد. پودر حاصله در معرض هوا، در 600 درجه سانتی گراد به مدت 1 ساعت کلسینه شد و با استفاده از طیف های پراش پرتوی ایکس، TEM و SEM مورد بررسی قرار گرفت. همچنین، بعد از سنتز نانومیله اکسید روی و استفاده آن به عنوان بافر در سلول های خورشیدی پلیمری معکوس، باعث شد عملکرد دستگاه بهبود یابد؛ متوسط کارایی دستگاه، از جمله ولتاژ مدار باز، چگالی جریان اتصال کوتاه، عامل پرشدگی، و بازده تبدیل توان های اندازه گیری شده برای این سلول به ترتیب برابر با 60/0 ولت، 70/8 میلی آمپر برسانتی مترمربع، 58/0 و 01/3% می باشد. نتایج نشان می دهد که ساختار نانومیله اکسید روی به طور مؤثری به عنوان انتقال دهنده الکترون برای سلول های خورشیدی پلیمری معکوس، به کار گرفته شود.

در کار حاضر عناصر ماتریس گذار، سطح مقطع دیفرانسیلی و کل پراکندگی مربوط به تشکیل پوزیترونیوم در برخورد پوزیترون با اتم هیدروژن و همچنین تشکیل هیدروژن در برخورد پوزیترونیوم با یون اتم هیدروژن، در کانال انتقال بار توسط روش جفت شدگی نزدیک دو مرکزی تا تقریب مرتبه اول محاسبه شده اند. مسئله به صورت سه جسمی و پرتابه توسط موج تخت در نظر گرفته شده همچنین حالات هیدروژن و پوزیترونیوم پایه فرض شده است. در مسئله پراکندگی پوزیترون توسط اتم هیدروژن نمودار سطح مقطع دیفرانسیلی بر حسب انرژی در دامنه keV10-eV50 ترسیم شده و قله توماس در این دامنه به خوبی قابل تشخیص است، در نهایت سطح مقطع کل پراکندگی مربوط به هر دو مسئله پوزیترون-هیدروژن و پوزیترونیوم-یون هیدروژن، بر حسب انرژی های مختلف ترسیم و با سایر روش های مربوط به کانال انتقال بار مقایسه شده است.

در این پژوهش نمونه های هگزافریت باریم با ترکیب (X=Ti, Ce, Sn) 19O8/10Fe3/0X3/0Zr6/0BaZn به روش فعال سازی مکانیکی سنتز و به وسیله آنالیزهای حرارتی همزمان (STA)، پراش پرتوی ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و مغناطیس سنج نمونه مرتعش (VSM) مورد ارزیابی قرار گرفتند. تمامی نمونه های سنتز شده به صورت تقریباً تک فاز و با میانگین اندازه ذرات در حدود nm 450 و nm 250 به ترتیب برای نمونه آلایش نشده و آلایش شده بودند. تغییرات قابل توجهی در خواص مغناطیسی هگزافریت باریم در اثر جانشینی یون های آهن مشاهده شد. طبق نتایج بیشترین میزان مغناطش اشباع (emu/g 1/33) و کمترین نیروی پسماندزدا (Oe 14/18) مربوط به ترتیب مربوط به نمونه با ترکیب 19O8/10Fe3/0Ti3/0Zr6/0BaZn و 19O8/10Fe3/0Sn3/0Zr6/0BaZn بود.

امواج ضربه ای، در مهندسی هوا و فضا و همچنین در محیط های میان ستاره ای به وفور مشاهده می گردند. اگر سرمایش گاز پساضربه سریع اتفاق بیافتد، چگالی آن می تواند خیلی زیاد شده و لذا اثرات غیرایده آل بودن معادله حالت گاز، دارای اهمیت شود. در این مقاله، تأثیر مقیاس زمان سرمایش و غیرایده آل بودن گاز در امواج ضربه ای سرمایشی را مورد مطالعه قرار دادیم. با تقریب رانکین-هوگونیت، نسبت چگالی محیط پساضربه به چگالی گاز پیش ضربه را بر حسب مقادیر مختلف سه پارامتر (1) عدد ماخ، (2) اهمیت غیرایده آل بودن و (3) اهمیت مقیاس زمان سرمایش، به دست آوردیم. نتایج نشان می دهند که در نظر گرفتن سرمایش گاز پساضربه، با مقیاس های زمانی کمتر، می تواند موجب چگال تر شدن محیط پساضربه شده و در نظر گرفتن غیرایده آل بوده گاز، موجب رقیق تر شدن آن می گردد.

در این مقاله کیفیت پرتویی لیزر قرص در تشدیدگر ناپایدار به صورت عددی و در دو حالت محاسبه شده است. در حالت اول اثر حرارتی در نظر گرفته نشده است و با استفاده از روابط باریکه تعمیم یافته کمیت های پهنای باریکه، واگرایی زاویه ای، شعاع انحنای جبه موج و در نهایت ضریب کیفیت پرتوی لیزر قرص محاسبه شده است. این محاسبات نحوهوابستگی کیفیت پرتو به کمیت بزرگ نمایی را در لیزر قرص نشان می دهند. در حالت دوم اثرات حرارتی در نظر گرفته شده است. در این حالت نیز با استفاده از روابط تحلیلی توزیع دمای بلور و عوامل ایجاد کننده OPD، ضریب کیفیت پرتوی لیزر قرص نازک به صورت عددی محاسبه شده است. وقتی که اثر حرارتی در نظر گرفته می شود، محاسبات نشان می دهند کیفیت لیزر قرص نازک نسبت به حالتی که اثر حرارتی در نظر گرفته نشده بود، بدتر شده است و توان خروجی نیز به شدت کاهش یافته است.

در این پژوهش نانوذرات فریت نیکل- کادمیوم با فرمول Ni0/3Cd0/7Fe2O4 به روش سل-ژل خود احتراقی ساخته شد. به منظور بررسی اثر اندازه ذرات بر ویژگی های فیزیکی، پودرهای ساخته شده در دماهای 350، 400، 450 و 500 درجه سانتی گراد به مدت 3 ساعت بازپخت شده و ویژگی های ساختاری، مورفولوژیکی و مغناطیسی آنها با آنالیز پراش پرتوی ایکس، میکروسکوپالکترونی روبشی، مغناطش سنج نمونه ارتعاشی و پذیرفتاری مغناطیسی متناوب مورد مطالعه قرار گرفتند. آنالیز پراش پرتوی ایکس بر روی نمونه ها نشان داد که نمونه های ساخته شده ساختار اسپینلی دارند و اندازه بلورک ها با استفاده از معادله شرر بین 17-35 نانومتر برآورد شد که با تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز هم خوانی داشت. نتایج اندازه گیری مغناطش نشان داد که با افزایش اندازه ذرات، مغناطش و میدان وادارندگی افزایش می یابد. با استفاده از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی متناوب از نمونه ها و آنالیز آنها به کمک سه مدل نیل-براون، وگل-فالچر و توان دینامیکی بحرانی نشان داده شد که نمونه های بازپخت شده در دماهای 350 و 400 درجه سانتی گراد در دمای اتاق رفتار ابرپارامغناطیس و در دماهای پایین رفتار شیشه ابراسپینی دارند.

در چارچوب نظریه تابعی چگالی نسبیتی و با استفاده از روش پتانسیل کامل و پایه های جایگزیده در طرح ساختار نواری که در کد محاسباتی FPLO طراحی شده است، خواص مغناطیسی تک اتم های فلزات واسط 3d (Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) افزوده شده در سطح نیترید بور شش گوشی دوبعدی بررسی شده اند. در این مطالعه انرژی پیوندی بین این اتم ها و زیر سطح، مغناطش اسپینی، مغناطش مداری، و انرژی برهم کنش ناشی از جفت شدگی اسپین-مدار برآورد شده اند. همچنین نتایج مغناطش مداری و انرژی جفت شدگی اسپین-مدار نشان می دهند که برخی از ساختارهای فلزات واسط افروده شده در سطح نیترید بور دارای مغناطش مداری و انرژی برهم کنش ناشی از جفت شدگی اسپین-مدار بزرگی بوده و احتمالاً می توانند دارای مقادیر بزرگ انرژی ناهمسانگردی مغناطیسی باشند.

در کار حاضر برخی خواص فیزیکی دو تک بلور KTP و RTP مورد بررسی قرارگرفته است. اثر جانشانی روبیدیم بر خواص ساختاری، الکترونی و اپتیکی KTP بررسی شده است. محاسبات با استفاده از امواج تخت بهبودیافته خطی با پتانسیل کامل در چارچوب نظریه تابعی چگالی انجام گرفته است. خواص ساختاری با استفاده از تابعی های تبادلی-همبستگی متفاوت LDA، PBE، WC و PBEsol محاسبه شده است. همچنین برای محاسبه مقدار انرژی گاف تقریب PBEsol و جهت محاسبه دقیق تر، تقریب mBJ به کار گرفته شده است. پدیده شبه وارونی دو بلور بررسی و مقادیر آن برای هر دو بلور با استفاده از نرم افزار محاسبه شده است. اثر جانشانی روبیدیم بر شبه تقارن KTP و همچنین ارتباط این کمیت با خواص اپتیکی غیرخطی مورد بحث قرار گرفته است. ضرایب اپتیکی از جمله ضریب شکست، مقادیر دوشکستی و ضرایب جذب با استفاده از تابع دی الکتریک محاسبه گردیده، درباره وجود ناهمسانگردی در هر دو بلور بحث و نتایج مقایسه شده اند.

در این تحقیق به بررسی ویژگی های مغناطیسی نانوذرات فریت 4O2MnFe ساخته شده به دو روش متفاوت پرداخته شده است. در روش اول، نانوذرات فریت منگنز به روش تجزیه حرارتی و با حرارت دادن نیترات های فلزی ساخته شدند. و در روش دوم نانوذرات به روش حلال گرمایی با استفاده از تری اتیلن گلیکول (TEG) تهیه شدند. نانوذرات سنتز شده با روش های مختلفی مشخصه یابی شدند. این روش ها شامل اندازه گیری الگوی پراش پرتوی ایکس، طیف فروسرخ، تهیه عکس های میکروسکوپ الکترونی عبوری و همچنین اندازه گیری منحنی های پذیرفتاری مغناطیسی در بسامد های مختلف و پسماند مغناطیسی در دمای 300 و 5 کلوین می باشد. نتایج منحنی حلقه پسماند، مغناطش و پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها بیانگر نقش مؤثر حلال TEG روی بهبود ویژگی های مغناطیسی نانوذرات فریت می باشد. این آزمایش ها نشان می دهد که در دمای 300 کلوین، مغناطش اشباع نمونه ساخته شده به روش حلال گرمایی 46 درصد بیشتر از نمونه ساخته شده به روش تجزیه حرارتی است. این اختلاف در دمای 5 کلوین، به 60 درصد رسید. اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی و منحنی های مغناطش در دو مد سردسازی با اعمال میدان (FC) و بدون اعمال میدان (ZFC) نشان داد که نانوذرات ساخته شده به روش حلال گرمایی دارای ویژگی ابرپارامغناطیسی بوده و با کاهش دما به حالت قفل شده می روند. در حالی که نمونه ساخته شده به روش تجزیه حرارتی دارای برهم کنش های قوی بین ذره ای بوده و در دماهای پایین رفتار شیشه ابراسپینی از خود نشان می دهد.

در این پژوهش، پدیده همرفت دوپخشی ترکیبی ناپایا در کاواک های مربعی با یک و دو دیواره متحرک با کمک الگوریتم عددی سیمپل مطالعه و با هم مقایسه شدند. دماها و غلظت های جرمی یکنواخت اما متفاوت روی دیواره های افقی کاواک های یاد شده فرض شدند. شاره مورد نظر (هوا) تراکم ناپذیر و نیوتنی فرض شد. در گام اول روش عددی مورد استفاده با کمک نتایج عددی پژوهش های پیشین اعتبارآزمایی گردید. سپس شبیه سازی ها برای بازه ای تقریباً گسترده از عدد ریچاردسون اجرا شد تا مطالعه همه رژیم های همرفت ممکن باشد. نتایج شبیه سازی های عددی نشان داد انتقال گرما و جرم همرفتی با افزایش عدد ریچاردسون کاهش می یابد. همچنین مد رسانشی انتقال گرما در سراسر کاواک با افزایش عدد ریچاردسون زیاد می شود به طوری که هردو کاواک در رژیم همرفت آزاد در حالتی شبه رسانشی قرار دارند. علاوه بر این مشاهده شد حرکت هم زمان اما در سوی مخالف دیواره ها سبب افزایش سهم نیروهای مکانیکی در کاواک های با دو دیواره متحرک و در پی آن افزایش گرمای همرفتی منتقل شده در ایشان نسبت به کاواک های با یک دیواره متحرک می شود. با مطالعه نمایه سرعت ها نیز معلوم شد که افزایش عدد ریچاردسون سبب افت شتاب گیری شاره به ویژه در نزدیکی دیواره افقی پایینی می گردد. مطالعه آنتروپی و انرژی هردو سامانه نشان داد که هردوی ایشان با زیاد شدن عدد ریچاردسون کم می شوند و شاره در کاواک های با دو دیواره متحرک آنتروپی و انرژی بیشتری دارد.

در این مقاله با استفاده از رهیافت تابع گرین، ترابرد را در یک دیود تونل زنی تشدیدی دوقطبی را در نظریه میکروسکوپی بررسی نموده ایم. برای این منظور با در نظر گرفتن هامیلتونی قسمت های مختلف دستگاه فوتوولتایی p-i-n به تفصیل، تابع گرین تک ذره ای الکترون ها و حفره ها را در تقریب تنگابست محاسبه کرده و سپس با استفاده از این تابع گرین محاسبه شده، چگالی موضعی حالت ها و چگالی جریان را به دست آورده ایم. نتایج نشان دهنده یک رفتار غیراهمی بوده و بیانگر یک مقاومت منفی در دیودهای تشدیدی تونل زنی است. علاوه بر این نتایج نشان می دهند که وجود یک میدان الکتریکی طولی منجر به این می شود که چگالی محلی حالت ها متناسب با پتانسیل اعمال شده تغییر نماید. علاوه بر این وارد نمودن نقاط کوانتومی باعث می شود که مقاومت دیفرانسیلی منفی ناشی از پدیده تونل زنی تشدیدی در دستگاه مشاهده شود. از نتایج محاسبات بر روی این دیودها می توان در محاسبه جریان تاریک سلول های خورشیدی استفاده نمود.

در سال های اخیر، به دلیل ویژگی های ترابرد الکترونی نانوساختارهای مبتنی بر نانو لوله کربنی، توجه زیادی را جهت طراحی ادوات الکترونیکی در حوزه نانو به خود جلب کرده است. نانو لوله های کربنی در سه نوع زیگزاگ، دسته صندلی و کایرال (نامتقارن) وجود دارند. از آنجایی که نوع دسته صندلی رسانا هستند از ترکیب آن با یک فلز مانند فلز روی می توان وسایل متنوعی به دست آورد که کاربردهای متمایزی دارند. از این جهت ما اتصالات مختلف لایه های حلقوی روی با تعداد اتم های 10، 20 و 30 به ترتیب در دستگاه های-A10A-Zn،-A20A-Zn و – A30A-Zn که در آن دسته صندلی را برمی گزینیم. محاسبات ما مبتنی بر تابع گرین غیرتعادلی با تقریب تنگ بست در نزدیک ترین همسایگی در چارچوب نظریه لاندائور می باشد. نتایج عددی ما پیشگویی می کند که قادریم وسایلی با عملکرد مختلف مانند رسانای سیم گونه کوانتومی، مقاومت دیفرانسیلی منفی و متغیرساز و همچنین یک سوکنندگی طراحی کنیم. این نتایج ممکن است در طراحی ادوات الکترونیک در مقیاس نانومتری مفید باشد

آرایه البرز 1 شامل 20 آشکارساز سوسوزن هر یک با مساحت سطح m2 25/0 روی سطحی با مساحت m2 40×40 برای مطالعه بهمن های هوایی گسترده در حوالی زانوی طیف پرتوهای کیهانی در دانشگاه صنعتی شریف راه اندازی خواهد شد. برای پیدا کردن عملکرد این آرایه، تعداد زیادی بهمن هوایی با کد CORSIKA شبیه سازی شده است. در این مقاله، نتایج نظری به دست آمده از چیدمان های مختلف برای آرایه و شرط های راه اندازی مختلف توصیف می شود. با استفاده از شبیه سازی بهمن های هوایی نرخ رخدادهای آشکار شده در روز و تابع های احتمال راه اندازی، یعنی احتمال این که یک بهمن هوایی آرایه مورد نظر را راه اندازی کند را بر حسب فاصله هسته بهمن تا مرکز آرایه ارائه می دهیم. انرژی ذره اولیه مولد بهمن هوایی بالای TeV 1 و برای زاویه های سرسویی تا ° 60 است. همچنین تفکیک زاویه ای البرز 1 به دست آورده می شود. برای بررسی تجربی این آرایه، زیرآرایه البرز 1 شامل پنج آشکارساز سوسوزن با چیدمان پنج ضلعی منتظم، مشابه خوشه مرکزی آرایه البرز 1، از بهمن ماه سال 92 به مدت 14 ماه در طبقه چهارم دانشکده فیزیک دانشگاهصنعتی شریف داده گیری کرد. در این مقاله تابع توزیع زاویه سرسویی بهمن های هوایی گسترده که توسط این زیرآرایه ثبت شده اند نیز ارائه می شود

ما رسانایی تونلی اتصال گرافینی نرمال-عایق-ابررسانا با ساختار کاربینو را مورد مطالعه قرار می دهیم. با حل معادله دیراک-بوگولیوبوف-دژن در نواحی مختلف اتصال و به کار بردن نظریه پراکندگی ضرایب بازتاب معمولی و اندریو برای اتصال به دست می آیند. با کمک فرمول بلوندر-تینخام-کلاپویک رسانایی تونلی اتصال به شکل تابعی از شدت سد پتانسیل ناحیه عایق محاسبه می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهند که رسانایی تونلی این اتصال مانند اتصال مشابه تخت به صورت تابعی از شدت سد پتانسیل نوسان می کند. رسانایی تونلی در نقاط تشدیدی که نسبت به اتصال تخت به اندازه 2/p اختلاف فاز دارند بیشینه می شود.

هدف از این کار پژوهشی مطالعه فرآیند ذوب نانولوله های بورنیترید با سه نوع ساختار زیگزاگ، دسته صندلی و پیچشی و بررسی تأثیر شعاع این سه نوع نانولوله بر نقطه ذوب آنها می باشد. برای انجام این پژوهش از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی بر اساس پتانسیل شبه ترسف در هنگرد هم دما-هم فشار (NPT) استفاده شده است. دما و فشار دستگاه به ترتیب با استفاده از ترموستات نوز-هوفر و باروستات برنسن کنترل شده و شرایط مرزی دوره ای نیز در امتداد محور نانولوله اعمال شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که دمای ذوب نانولوله بورنیترید به شعاع نانولوله ها وابستگی غیرخطی داشته و با افزایش شعاع، افزایش می یابد البته این وابستگی دمای ذوب به شعاع برای سه نوع نانولوله زیگزاگ، دسته صندلی و پیچشی متفاوت بوده و برای هر نوع ساختار نانولوله یک تابع برای بیان وابستگی دمای ذوب به شعاع ارائه شده است. همچنین نتایج شبیه سازی نشان می دهد دمای ذوب نانولوله ها در شعاع های بزرگ به یک مقدار ثابت میل می کنند.

در این مقاله از نقاط کوانتومی CdS و PbS به عنوان حساس کننده در سلول های خورشیدی نانوساختاری مبتنی بر TiO2 استفاده شده است. نقاط کوانتومی PbS با شکاف انرژی در حدود 41/0 الکترون ولت تقریباً تمام گستره انرژی خورشید را می پوشاند، به همین دلیل استفاده از این نانوذرات در سلول خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی CdS باعث افزایش جذب نور خورشید می شود. نانوذرات TiO2 تهیه شده به روش گرمایی به عنوان فوتوآند بر سطح زیرلایه شیشه/هادی شفاف جایگذاری می گردند. به منظور حساس سازی فوتوآند، نقاط کوانتومی PbS به روش جذب متوالی لایه های یونی و انجام واکنش (سیلار) بر سطح فوتوآند رشد داده می شوند. سپس نقاط کوانتومی CdS نیز به روش سیلار بر سطح فوتوآند رشد داده می شوند. نتایج نشان داد که سلول خورشیدی تهیه شده با حساس سازی فوتوآند با نقاط کوانتومی CdS در طی 6 دوره لایه نشانی، نقاط کوانتومی PbS طی 2 دوره لایه نشانی به دست می آمد. این سلول خورشیدی دارای پارامتر های فوتوولتایی جریان مدار کوتاه (Jsc) 81/10میلی آمپر/سانتی متر مربع، ولتاژ مدار باز (Voc) 590 میلی ولت و بازدهی تبدیل انرژی (h) 2/0± 7/2 % می باشد