اپتوالکترونیک
سال:1400 | دوره:3 | شماره:2 (پیاپی 9) |تعداد مقالات:12

در چارچوب مدل نانو پلاسما، اندرکنش پالس های لیزری پرشدت با نانو خوشه های نیون مورد مطالعه قرار گرفته است. در شبیه سازی حاضر، انبساط خوشه اتمی به وسیله پالس لیزری پر شدت فمتو ثانیه با در نظر گرفتن فرایندهای یونیزاسیون و گرمایش مورد بررسی قرار می گیرد. اثرهای شدت لیزر و دیرش زمانی پالس لیزر روی تحول زمانی چگالی الکترون ها و یون ها، حالت های بار و شعاع خوشه، دمای الکترون ها و فشار هیدرودینامیکی الکترون ها بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که وقتی که شدت لیزر و دیرش زمانی پالس لیزر افزایش می یابد، چگالی یونی در خوشه کاهش پیدا می کند؛ در حالی که شعاع خوشه و میانگین بار خوشه افزایش می یابد. همچنین چگالی الکترون ها، دما و فشار هیدرودینامیکی الکترون ها با افزایش شدت لیزر افزایش می یابد.

در مطالعه حاضر، ویژگی های ساختاری، الکترونی و مغناطیسی ساختارهای بلوری AlCu2Mn و CuHg2Ti از ترکیب هسلر کامل Co2TaGa، با استفاده از محاسبات اصول اولیه در چارچوب نظریه تابعی چگالی مطالعه شدند. نتایج نشان می دهند که حالت پایه این ترکیب دارای ساختار بلوری از نوع AlCu2Mn با نظم فرومغناطیسی و گشتاور مغناطیسی µ, B00/2 است. نتایج محاسبات ساختار الکترونی نشان می دهند که حالت پایه دارای خاصیت نیمه فلزی با گاف نواری eV 48/0 و قطبش اسپینی 100% است. بر اساس نتایج این پژوهش، ترکیب هسلر Co2TaGa می تواند به عنوان ماده جدیدی برای اهداف اسپینترونیک آینده توصیه شود.

در این مقاله ابتدا اکسیدگرافن کاهش یافته (RGO) به روش هامرز سنتز شد؛ سپس ترکیب دوگانه RGO/SiO2 و در نهایت ترکیب سه گانه RGO/SiO2/Fe3O4 به روش هم رسوبی تهیه شدند. خواص مغناطیسی ذرات به وسیله آنالیز VSM و ریخت شناسی نمونه ها به وسیله تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی قرار گرفت. ساختار بلوری و ویژگی های پیوندی نانوساختارها به ترتیب با استفاده از الگوی پراش پرتوی ایکس و طیف سنجی تبدیل فوریه فروسرخ مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه نانوذرات اکسیدآهن، اکسیدگرافن کاهش یافته/ اکسیدسیلیکون و اکسیدآهن/ا کسیدگرافن کاهش یافته/ اکسیدسیلیکون به ترتیب 9/11، 44/10 و 17/11 نانومتر به دست آمد. مغناطش اشباع نانوذرات اکسیدآهن و ترکیب سه تایی به ترتیب emu/g72 و emu/g 2/31 به دست آمد که نشان دهنده این واقعیت است که وقتی سطح نانوذرات اکسیدآهن با مواد غیرمغناطیسی پوشانده شود، مغناطش اشباع کاهش می یابد. فعالیت فوتوکاتالیستی کامپوزیت سنتزشده نیز بر پایه میزان تخریب متیل نارنجی (MO) به عنوان مدل آلاینده در مجاورت آن و در حضور امواج فرابنفش بررسی شد. کامپوزیت RGO/SiO2/Fe3O4 قابلیت تخریب آلاینده متیل نارنجی با بازده 59/51 درصد، به عنوان یک فوتوکاتالیست موثر در حذف متیل نارنجی را دارا بود.

هدف از این کار تجربی، بررسی اثرهای برهم کنشی محیط احاطه کننده مولکول بر روی ویژگی های جذب غیرخطی مرتبه سوم آن است. به همین منظور رفتار غیر خطی رنگینه ای از خانواده گروه آزو در غلظت های مختلف در سه گروه مختلف از حلال ها با ویژگی های قوی دهندگی و گیرندگی پیوند هیدروژنی و تمایل ضعیف برای تشکیل پیوند هیدروژنی مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب محلول های حاوی رنگینه آزو با غلظت و قطبیت متفاوت در چیدمان تجربی جاروب Z روزنه باز قرار گرفتند. مطابق نتایج به دست آمده، نوع فرایند جذب غیرخطی مرتبه سوم و مقادیر آن به شدت وابسته به غلظت و ویژگی های بر هم کنشی محیط احاطه کننده مولکول است. در این حالت، رفتار متضاد مشاهده شده از محلول های حاوی رنگینه آزو در دو غلطت متفاوت به دلیل برهم کنش های متفاوت بین مولکولی است. در این شرایط، در غلظت های پایین اندازه ضریب جذب غیر خطی در محیط هایی با دهندگی قوی پیوند هیدروژنی مانند متانول بیشترین مقدار و در غلظت های بالاتر، محیط هایی با گیرندگی قوی پیوند هیدروژنی مانند دی متیل فرمامید منجر به افزایش مقادیر ضریب جذب غیرخطی گردید. بدین ترتیب با تغییر غلظت و برهم کنش بین مولکولی می توان مقادیر و فرایند نوری جذب غیرخطی مرتبه سوم مواد نوری مورد مطالعه را کنترل کرد. در نتیجه رنگینه آزو مورد مطالعه با ویژگی های جذب اشباع و اشباع معکوس قابل کنترل می تواند نقش مهمی در طراحی ادوات نوری بازی کند.

در این پژوهش از روش شیمیایی هیدروترمال برای سنتز نانوذرات دی سولفید مولیبدن خالص و آلاییده شده با مس استفاده شد. برای شناسایی نانوذرات از طیف سنج تبدیل فوریه فروسرخ، پراش سنج پرتو ایکس، طیف سنج جذبی UV-Vis و آنالیز TEM استفاده شد. طیف تبدیل فوریه فروسرخ به خوبی تشکیل پیوند MoS2خالصوآلاییده شده را نشان می دهد. نتایج طرح های پراش پرتو x، تشکیل ساختار بلوری و تک فاز بودن نمونه های سنتز شده را تایید کردند و همچنین از پهن شدگی قله های XRDو تصاویر TEM، نانوساختار و نانوورقه های دی سولفید مولیبدن تایید شد. می توان نتیجه گرفت که با نشاندن مس در ساختار بلوری (که در جایگاه بین شبکه ای قرار گرفته است) مکان قله ها فقط تا حدود جزیی جابه جا شده است. تخریب رنگ متیلن بلو به وسیله نانوذرات با تحریک نور فرابنفش به خوبی صورت گرفت که این تخریب به وسیله نمونه آلاییده شده با مس تا حدود 95 درصد است.

با گسترش روزافزون دانش و فناوری در ابعاد نانومتری، دانش پلاسمونیک مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. نانوذرات فلزی بیضوی شکل طلا و نقره به دلیل ساختار بیضوی شکل با تقارن خاص، خواص اپتیکی منحصربه فردی را می توانند از خود نشان دهند؛ بنابراین گزینه های بسیار مناسبی جهت استفاده در نسل جدید حسگرهای نوری هستند. در این کار، خواص اپتیکی نانوذرات بیضوی شکل فلزی طلا و نقره در محیط های دی الکتریک متفاوت و همچنین در اندازه های مختلف با برنامه متلب شبیه سازی گردید. نتایج نشان می دهد که با افزایش قطر نانو ذرات بیضوی شکل (حالت پهن شده) طلا، قله طیف جذب، پراکندگی و خاموشی افزایش یافته است که مورد فوق می تواند گزینه خوبی برای کاربردهای پلاسمونیکی و ادوات اپتیکی باشد. همچنین در مقایسه با نانوذرات بیضوی شکل (حالت کشیده) بازدهی جذب و خاموشی دارای مقدار بالاتری است و قله پراکندگی در طول موج های بالاتر ظاهر می شود؛ در حالی که برای حالت کشیده نانوذرات بیضوی شکل چنین موردی مشاهده نمی گردد. به دلیل کم بودن تعداد الکترون های رسانش در نانو ذرات و جابه جایی همگن بارهای آزاد در درون نانو ذره، تنها توزیع دو قطبی بارهای آزاد است که سبب ایجاد تک قله هایی در طیف خاموشی و جذب نانوذرات بیضوی شکل طلا و نقره می شود.

در این مقاله بررسی کاملی درزمینه دروازه های منطقی بلور نوری صورت گرفته است. همچنین چندین دروازه در طول موج های فرابنفش و فروسرخ (محدوده مخابراتی 1500 نانومتر) طراحی و شبیه سازی شده است. در تمامی موارد شرایط مرزی جاذب کامل در نظر گرفته شده است. در ابتدا نحوه ساخت موجبر ارایه شده است که از این موجبر طراحی شده برای ساخت تقسیم کننده استفاده می شود. سپس با کمک این موجبر یک حلقه تشدیدگر طراحی می گردد. در این شبیه سازی سعی بر این شده است که زمان عملگر دروازه را کاهش یابد. که برای این منظور از تقسیم کننده ها به صورت ترکیب کننده سازنده امواج در مرکز دروازه استفاده کرده ایم. این دروازه ها پاسخ زمانی بسیار کوتاه در حدود 0. 3فمتو ثانیه به پرتو نور ورودی می دهند. در محدوده مخابراتی از سیلیسیوم برای ساخت دروازه استفاده شده است. و همچنین در مرکز دروازه از تداخل سنج ماخ زندر به جای ترکیب کننده توان استفاده شده است که زمان پاسخ را افزایش می دهد؛ و در این محدوده پاشندگی ماده سیلیسیوم در نظر گرفته شده است. یکی دیگر از مزیت های این دروازه ها ورودی و خروجی در یک سمت می باشند که می توان در مدارات مجتمع از آن استفاده نمود. برای شبیه سازی دروازه و مشاهده و تجزیه وتحلیل نتایج از نرم افزار قدرتمند RSOFT استفاده شده است. همچنین محاسبات شکاف باند روش بسط موج تخت PWE با همین نرم افزار انجام گرفته است و در محاسبات طول موج خروجی دروازه از روش تفاضل متناهی حوزه زمان از FDTD استفاده شده است.

اصول کار کالریمترهای مورد استفاده برای دزیمتری تابشهای یونساز، اندازه گیری تغییرات دمایی ایجاد شده در ماده جاذب به سبب انرژی گرمایی سپارش انرژی باریکه یون ساز در ماده جاذب است. در سال های اخیر، یکی از این روش های دزیمتری، روش کالریمتری نوری تمام نگاری با استفاده از باریکه های لیزر بوده است. یکی از مسایلی که دقت عملکرد کالریمترهای مورداستفاده برای دزیمتری را تحت تاثیر قرار می دهد مساله انتقال حرارت در قلب ماده جاذب آن است. این پدیده بر روی سنجش درست دز جذبی تاثیرگذار است. در این کار با استفاده از روش حل عددی با کد فرترن به بررسی تغییر نیم رخ دز ایجاد شده در ماده معادل بافت پلی متیل متاآکریلات کالریمتر تداخل سنجی تمام نگاری در اثر پدیده انتقال حرارت پرداخته شده و نتایج آن با نتایج روش المان محدود مورد مقایسه قرار گرفته است.

بر پایه نظریه تابعی چگالی، خواص الکترونی، مغناطیسی و اپتیکی ترکیب تمام هویسلر Cr2ScSb مورد بررسی قرار گرفته است. این ترکیب در ثابت شبکه تعادلی برای منحنی چگالی حالت ها یک گاف نیم فلزی به اندازه 07/0 الکترون ولت دارد اما در ساختار نواری گاف انرژی مشاهده نمی شود. این ترکیب در حالت فرومغناطیس پایدار می باشد. Cr2ScSb دارای مغناطش کل 4 مگنتون بور می باشد و از رابطه اسلیتر-پایولینگ پیروی می کند. بررسی خواص اپتیکی نشان می دهد که این ترکیب برای استفاده به عنوان جاذب امواج الکترومغناطیسی گزینه مناسبی است.

در این پژوهش نانوذرات اکسید آهن (مگنتیت) به روش همرسوبی و نانوکامپوزیت دوتایی TiO2-Fe3O4 و در نهایت نانوکامپوزیت سه تایی Fe3O4-rGO-TiO2 که با GTF نام گذاری می گردد، به روش هیدروترمال سنتز شدند. ساختار بلوری و پیوند های موجود در نانوکامپوزیت ها به ترتیب با استفاده از آنالیز پراش پرتوی ایکس (XRD) و آنالیز فوریه فروسرخ (FTIR) مورد مطالعه قرار گرفتند. ریخت شناسی نمونه ها توسط تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. اندازه ی میانگین بلورک های نانوکامپوزیت در حدود 3/12 نانومتر و مغناطش اشباع نمونه با استفاده از آنالیز VSM، برابر با emu/g26/40 به دست آمده است. فعالیت فوتوکاتالیستی نانوکامپوزیت ها از تخریب رنگ متیل نارنجی در نمونه تحت تابش فرابنفش مشخص شد. درصد تخریب متیل نارنجی از نتایج به دست آمده برای نانوکامپوزیت سه تایی GTF برابر % 7/98 محاسبه شد که نسبت به نانوکامپوزیت دوتاییTiO2-Fe3O4 با درصد تخریب% 84 بهبود قابل توجهی داشته است.

با این فرض که آلیاژ نیم هویسلر PtFeBi می تواند در وسایل اسپینترونیک و اپتوالکترونیک به کار رود، با استفاده از محاسبات اصول اولیه بر پایه نظریه تابعی چگالی (DFT) با تقریب گرادیان شبه تعمیم یافته (GGA)، خواص الکترونی، مغناطیسی و اپتیکی آلیاژ نیم-هویسلر PtFeBi در حالت بالک و سطوح (001) و برای پایانش های FeBi و PtPt مورد مطالعه قرار گرفت. قطبش اسپینی در سطح فرمی برای بالک عدد %7/77-و برای پایانش های FeBi و PtPt به ترتیب اعداد %5/70-و %2/70-به دست آمد. بخش حقیقی تابع دی الکتریک برای نور فرودی در هر دو راستای xx و zz برای انرژی های بیشتر از 8 eV برای هر دو پایانش یاد شده، مشابه هم هستند و برای انرژی های بیشتر از 15 eV به عدد یک همگرا شده اند که نشان می دهد این پایانش ها به عنوان یک عایق ایزوتروپیک رفتار می کنند. همچنین ضریب شکست برای انرژی های بیشتر از7. 5 eV کمتر از عدد یک شده که معرف پدیده فوق العاده درخشان است.

در این مقاله، بلور فوتونی سه لایه ای 1 بعدی (1-DTPC) با هندسه متقارن را بررسی می کنیم. حالت های نقص برای قطبش میدان الکتریکی عرضی و میدان مغناطیسی عرضی با تغییر طول موج بررسی می شوند. در این حالت، دو قله تشدید در نوار گاف فوتونی (PBG) وجود دارد که مربوط به حالت نقص است. در قطبش میدان الکتریکی عرضی، با افزایش زوایای فرودی، حالت های نقص به سمت طول موج کوتاه تر و در قطبش میدان مغناطیسی عرضی به سمت طول موج بزرگ تر منتقل می شوند. ارتفاع مدهای نقص به زوایای فرودی ارتباطی ندارد. با افزایش تعداد سلول های واحد، پهنای حالت های نقص کاهش می یابد و این افزایش در موقعیت مکانی حالت نقص تاثیری ندارد. علاوه بر این، با افزایش ضریب شکست لایه نقص، حالت های نقص به سمت مرکز نوار گاف برای قطبش های میدان الکتریکی عرضی و میدان مغناطیسی عرضی منتقل می شوند. مد نقص با طول موج کوتاهتر سریعتر از مد نقص با طول موج بزرگتر جابجا می شود. همچنین با افزایش ضخامت لایه نقص، مدهای نقص به سمت طول موج بزرگتر جا به جا می شود.