پژوهش فیزیک ایران
سال:1402 | دوره:23 | شماره:3(پیاپی 93) |تعداد مقالات:21

گشتاور انتقال اسپینی در دیواره های حوزه بر پایۀ گرافین در رژیم پرتابه ای با استفاده از فرمول بندی لاندائور بوتیکر محاسبه شده است.ما یک روش جدید برای دستکاری جهت حرکت دیواره های حوزه، هم با تنظیم طول دیوارۀ حوزه و هم اندازۀ سد مغناطیسی (نسبت میدان تبادلی به انرژی فرمی) پیشنهاد و نشان داده ایم چگالی جریان اسپینی به ما اطلاعاتی در مورد عبور الکترون های اسپین قطبیده و حرکت دیوارۀ حوزه ارائه می دهد.

در این مطالعه، آرایه های نانولولۀ TiO2 با استفاده از فرایند آندیزاسیون کارآمد، کم هزینه و سازگار با محیط زیست در الکترولیت حاوی گلیسیرین تولید می شوند. این آرایه ها به مدت 2 ساعت در دمای 500 درجه سانتی گراد بازپخت شدند. برای تحلیل نمونه ها از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (FES-SEM)، طیف سنجی بازتابی پراکنده UV-Vis (DRS)، فوتولومینسانس (PL) و اندازه گیری فوتوالکتروشیمیایی (PEC) استفاده شد. با توجه به یافته های به دست آمده، یک پاسخ فوتوالکتروشیمیایی بالا برای آرایه های TiO2 با چگالی جریان 0.196 mA/cm2 و بازده تبدیل نوری 14/0 درصد حاصل شد.

خواص ساختاری و ریخت شناسی لایه های نازک NiO برای بررسی امکان بهره برداری از آن به عنوان یک حسگر گاز مورد مطالعه قرار گرفته است. این لایه های نازک با استفاده از روش تجزیه در اثر حرارت افشانه شیمیایی بر روی بسترهای شیشه ای با استفاده از غلظت های مختلف محلول آبی نیترات نیکل هگزا هیدرات [Ni(NO3)2:6H2O] به دست آمده است. لایه های تولید شده با استفاده از پراش پرتو ایکس و میکروسکوپ نیروی اتمی مشخصه یابی شدند. بررسی ها نشان داد که نمونه ها یک ساختار مکعبی چند کریستالی با جهت گیری ترجیحی در امتداد صفحۀ (111) دارند. تحلیل توپوگرافی سطح (AFM) نشان می دهد که اندازۀ دانه ها با افزایش غلظت افزایش می یابد، به گونه ای که میانگین قطر دانه ها از 04/42 تا 06/110 نانومتر در غلظت های 01/0 تا 1/0 مولار افزایش می یابد. نتایج سنجش گاز نشان می دهد حساسیت لایه های نیمه هادی اکسید نیکل به گاز سولفید هیدروژن تحت تأثیر اندازۀ بلورهای در حال رشد و دمای کار است.

در این تحقیق، ما ویژگی های نوری و ترموکرومیکی با دمای بالا در نمونه های پودری و رنگ گارنت آهن ایتریوم را بررسی کردیم. پودر گارنت با استفاده از روش واکنش حالت جامد و پوشش ترموکرومیک به روش افشانه کردن روی یک بستر از آلیاژ آلومینیوم تهیه شدند. الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی گسیل میدانی، و اسپکتروفتومترهای UV-Vis و FTIR برای ارزیابی ساختاری، ریخت شناسی سطح و ویژگی های نوری مواد مورد استفاده قرار گرفتند. ویژگی های ترموکرومیکی نمونه ها با استخراج مختصات رنگیL*b*a* از تصاویر دیجیتالی گرفته شده در دماهای بین 25 تا 210 درجه سانتی گراد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش دما، رنگ پوشش از سبز تیره به قهوه ای تیره تغییر می کند. انتقال بار بین یون های اکسیژن و آهن، و همچنین انتقال الکترون در بین اوربیتال های لایه d می تواند عامل تغییر رنگ برگشت پذیر در این پوشش باشد. این پوشش پایداری حرارتی قوی تا دمای350 درجه سانتیگراد دارد که برای کاربردهای ترموکرومیک در دمای بالا مناسب است.

در این مقاله ما خواص چلاندگی و درهم تنیدگی نور کاواک تولید شده توسط لیزر سه ترازی را مطالعه کرده ایم. در این سامانۀ نوری کوانتمی، N اتم سه ترازی موجود در یک کاواک باز، که با یک مخزن خلأ دو حالته جفت شده است، با استفاده از بمباران الکترونی با نرخ ثابت به تراز بالایی پمپ می شوند. با استفاده از حل معادلات تحول برای مقادیر انتظاری عملگرهای اتمی و معادلات کوانتمی لانژوین برای عملگرهای حالت کاواک، میانگین، واریانس تعداد فوتون، چلاندگی تربیع، تقویت درهم تنیدگی و همچنین تابع همبستگی مرتبۀ دوم بهنجار شده را برای نور کاواک محاسبه کرده ایم. علاوه براین، ما نشان داده ایم که حضور فرایند گسیل خودبه خودی منجر به کاهش میانگین و واریانس تعداد فوتون می شود. ما مشاهده کرده ایم که نور کاواک دو حالته در یک حالت چلانده قرار دارد و این چلاندگی در تربیع منفی رخ می دهد. علاوه بر این، ما دریافتیم که اثر نوفۀ مخزن خلأ منجر به افزایش واریانس تعداد فوتون و کاهش چلاندگی تربیع نور کاواک است. با این حال، نوفۀ مخزن خلأ هیچ تاثیری بر میانگین تعداد فوتون ندارد. به علاوه، بیشترین چلاندگی تربیع نور تولید شده توسط لیزری که خیلی پایین تر از حد آستانه در حال کار است، 5/37 ٪ کمتر از تراز حالت خلأ است. علاوه بر این، نتیجۀ ما نشان می دهد که در گسترۀ 1

در این مقاله، نانومیله های (NRs) اکسید روی آلاییده با نیکل با غلظت های (0٪، 1٪، 2٪ و 4٪) به روش لایه نشانی حمام شیمیایی در دمای (85-90) درجه سانتی گراد با موفقیت بر روی لام های شیشه ای رشد داده شد. پراش پرتو ایکس (XRD)، تصویربرداری میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و طیف سنجی UV-Vis برای مشخصه یابی لایه ّهای تهیه شده انجام شد. اندازه گیری های پراش پرتو ایکس نمونه ها نشان داد که تمامی لایه های تهیه شده ساختار بلوری نوع شش وجهی با رشد غالب در جهت (002) و کاهش شدت قله مربوطه با افزایش آلایش نیکل دارند. تصاویر FESEM به وضوح افزایش قطر میانگین نانومیله های ZnO را با افزایش درصد آلایش نشان می دهد. گاف نواری لایه های اولیه ZnO و نانومیله های بدون آلایش ZnO روی شیشه به ترتیب 25/3 و 2/3 الکترون ولت اندازه گیری شد. مقادیر گاف انرژی اپتیکی ZnO آلاییده با نیکل در حدود (12/3، 09/3، 3) الکترون ولت با افزایش نرخ آلایش است. نتایج اندازه گیری های اپتیکی و ساختاری برای محاسبۀ میکروکرنش (ε) لایه ّهای اکسید روی آلاییده با نیکل در جهت های (100)، (002) و (101) استفاده شد.

این مطالعه به بررسی بهرۀ مادی و گسیل خودبه خودی بهبودیافته نقاط کوانتمی (QD) CdSe(1-x)S(x)/ZnS و CdSe(1-x)S(x)/ZnO می پردازد. نقاط کوانتمی سلنید کادمیوم (CdSe)، لایۀ مرطوب سولفید کادمیوم (CdS)، و لایه های حائل اکسید روی (ZnO) و سولفید روی (ZnS) برای دستیابی به QDs نیمه هادی با ناحیۀ فعال (B) مورد بررسی قرار گرفتند. ترازهای انرژی و هم ترازی نواری بین لایه ها با استفاده از مدل قرص کوانتمی پیش بینی شد. بهره برای مدهای الکتریکی (TE) و مغناطیسی (TM) عرضی در ساختارهای QD با در نظر گرفتن عناصر ماتریس تکانه تخمین زده می شود. کسر مولی (x) و سهم مواد حائل (ZnO و ZnS) در افزایش بهره و گسیل خود به خودی در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. هنگامی که ZnS به عنوان یک لایۀ حائل استفاده می شود، گسیل خود به خودی برابر با 1019×75/11 (eV.sec.cm3)-1 در x ~ 0.69 و طول موج 324 نانومتر به دست می آید و بهرۀ مادی بیشترین مقادیر cm-2 104×67/5 برای مد TM و cm-2 107×74/3 برای مد TE را دارد. در حالتی که لایۀ حائل ZnO باشد، در 44/0 x ~ و طول موج 365 نانومتر، گسیل خودبه خودی 1019×97/2 (eV.sec.cm3)-1 می شود و بیشترین مقدار بهره cm-2 104×11/2 برای مد TM و cm-2 105×24/1 برای مد TE است.

خواص ساختاری، الکترونیکی، مکانیکی و اپتیکی آلیاژ نیمه هویسلر TiPdSn و همچنین گذار فاز ساختاری تحت فشار این بلور با استفاده از محاسبات ابتدا به ساکن مورد بررسی قرار گرفت. از شبه پتانسیل های مبتنی بر امواج بهبود یافته تصویری (PAW) در چارچوب تقریب گرادیان تعمیم یافته (GGA) در طول محاسبه استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که TiPdSn یک نیمه رسانا با گاف نواری غیرمستقیم است. همچنین خواص مکانیکی محاسبه شده نشان داد که TiPdSn شکل پذیر و از نظر مکانیکی پایدار است. مشاهده می شود که TiPdSn تحت فشار یک گذار فاز ساختاری از مکعب به دو ساختار متفاوت به نام نوع 1 و نوع 2 انجام می دهد که در ساختار شش ضلعی متبلور می شوند و فشار گذار در حدود 53/4 گیگاپاسکال برای ساختار نوع 1 و حدود 3/25 گیگاپاسکال برای ساختار نوع 2 پیش بینی می شود. خواص اپتیکی حاصل نشان داد که TiPdSn دارای ثابت دی الکتریک ایستای 47/21 و ضریب شکست 63/4 می باشد. گاف نواری آلیاژ با افزایش فشار ابتدا کاهش و سپس افزایش می یابد.

توزیع مادۀ متقارن کروی بر اثر گرانش خود می رمبد. هالۀ مادۀ تاریک کهکشان راه شیری با نمایۀ چگالی NFW در مقیاس زمانی My 26 می رمبد که این زمان در مقایسه با سن کهکشان بسیار کوچک است. اگر اثر فشاری را که از معادلۀ حالت پلی تروپ پیروی می کند درنظر بگیریم مقیاس زمانی نوسانات کهکشان از مرتبۀ Gy 2 به دست می آید. برای یافتن فشار در مدل پیشنهادی، معادلۀ نیوتن را در حالت تعادل هیدروستاتیک برای توزیع چگالی با نمایۀ NFW نوشته، نمودار ln p بر حسب ln ρ را رسم کرده و در فاصلۀ 0 تا kpc 10 رابطۀ فشار و چگالی جرم را (8/9) p∝ρ تخمین زدیم. تابع θ8(x) را که حل معادلۀ لین امدن (Lane-Emden) با شاخص n=8 است، به دست آوردیم و با تقریب چندجمله ای برای f(x)=〖θ8(x)8 در مقیاس بدون بعد x از 2/1 >X> 0 به بیان تقریبی برای منحنی چرخش هالۀ کهکشان رسیدیم. منحنی چرخش برای این مدل ساده که متشکل از برآمدگی کروی مرکزی، دیسک نمایی و هالۀ پلی تروپ با شاخص n=8 است، در فاصله kpc 5 تا kpc 25 رسم شده است که در مقایسه با مشاهدات (Sofue, 2020) به طور تقریبی تطابق خوبی دارد. بر اساس این مدل، جرم کل کهکشان راه شیری درون کره ای به شعاع kpc 25 مقدار 1011× 35 برابر جرم خورشید تخمین زده می شود.

در تحقیق حاضر، فوتوکاتالیست نانوکامپوزیتی نانوکامپوزیتی با موفقیت به روش حلال گرمایی سنتز شد. ریخت شناسی، ساختار کریستالی، گروه های عاملی شیمیایی و خواص نوری نانوکامپوزیت به دست آمده به ترتیب با میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و طیف های بازتابی پراکنده فرابنفش-مرئی (DRS) بررسی شد. با توجه به تصاویر SEM و TEM، نانوساختارهای دوکی شکل MIL-88B(Fe) به ترتیب با طول و عرض متوسط 2 و 1 میکرومتر سنتز شدند. علاوه بر این، نانوذرات g-C3N4 با قطر متوسط 30 نانومتر بر روی سطح MIL-88B (Fe) مشاهده شد. بر اساس نتایج XRD، وجود هر دو نانوساختار g-C3N4 و MIL-88B(Fe) در کامپوزیت تهیه شده تأیید شد. همچنین، حضور گروه های عاملی MIL-88B(Fe) و g-C3N4 توسط FTIR تعیین شد. ببر اساس تحلیل DRS و نمودار تاک، مقدار گاف انرژی کامپوزیت تهیه شده 1/2 الکترون ولت اندازه گیری شد که نشان می دهد کامپوزیت تهیه شده توانایی جذب نور در ناحیۀ مرئی را دارد. تخریب آلایندۀ آلی آبی متیلن (MB)، در سامانۀ g-C3N4/MIL-88B(Fe)+ Light+H2O2 بربرای ارزیابی فعالیت فوتوفنتون کامپوزیت تهیه شده، در مقایسه با سامانه های نور و Light+H2O2 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حضور کامپوزیت g-C3N4/MIL-88B(Fe) ممیزان تخریب آلاینده MB تحت فرایند فوتوفنتون را به ترتیب 1/8 و 8/2 برابر بیشتر از سامانه های مذکور افزایش داد. بنابراین، بهره حذف MB در عرض 20 دقیقه پس از روشنایی به 100٪ رسید، برتری سیستم g-C3N4/MIL-88B(Fe) + Light + H2O2 ررا می توان به تأخیر در بازترکیب الکترون-حفره به دلیل وجود نانوساختارهای g-C3N4 و MIL-88B(Fe) به صورت ناهمگن نسبت داد، که منجر به افزایش کارایی واکنش فوتوفنتون شده است

انتقال امن کلیدها بین دو طرف، یکی از مشکلات اولیه در رمزنگاری است. احتمال دستکاری یا رهگیری کلید از طریق یک استراق سمع کننده، دلیل این نگرانی است. یک راه امیدوارکننده برای حل این مشکل، توزیع کلید کوانتومی (QKD) است. توزیع امن کلیدهایی که ممکن است برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام ها استفاده شوند، با این رویکرد امکان پذیر می شود، که از ایدۀ مکانیک کوانتومی استفاده می کند. QKD درجه ای از حفاظت را ارائه می دهد که نمی تواند با استفاده از تکنیک های رمزنگاری کلاسیک انجام شود، و قابلیت قابل توجهی برای کاربرد در حوزه هایی دارد که مکاتبات ایمن در آنها بسیار مهم است. QKD یک زمینۀ مطالعاتی است که موافقت نامه های مختلفی را در جهت توانمندسازی جایگزین ایمن کلیدهای رمزنگاری بین دو طرف، آلیس و باب، آورده است. دو دستورالعمل کلیدی در این زمینه عبارتند از BB84 که توسط بنت (Bennett) و برسارد (Brassard) طراحی شد و E91 که توسط اکرت (Ekert) پیشنهاد شد. البته دستورالعمل های دیگری توسعه یافته اند، بسیاری از این دو رویکرد اساسی الهام می گیرند. ما به طور خاص بر روی دستورالعمل E91 تمرکز کردیم و پتانسیل آن را برای انتقال ایمن جفت های درهم تنیده در شبکه های کامپیوتری بررسی کردیم. این دستورالعمل از درهم تنیدگی بین ذرات به عنوان وسیله ای برای تأیید امنیت تبادل کلید استفاده می کند. تحقیقات ما حول محور بررسی مبادله درهم تنیدگی برای دو ذره با استفاده از دستورالعمل E91 و ارائۀ طرحی برای این منظور، با هدف توسعۀ روشی جدید برای انتقال ایمن جفت های درهم تنیده از طریق شبکه های کامپیوتری بود. یافته های ما راه های امیدوارکننده ای را برای تحقیقات آینده در اجرای مبادلۀ درهم تنیدگی ایمن در کاربردهای عملی نشان می دهد.

ترکیبات جرمی پرتوهای کیهانی و در نتیجه تعیین منابع آنها، به ویژه در انرژی های بالا، یکی از مهم ترین بخش های فیزیک نجوم ذره ای و دانش پرتوهای کیهانی است که می تواند به شناخت بهتر کیهان نیز کمک کند. تاکنون روش های مختلفی برای تخمین ترکیبات جرمی مورد استفاده قرار گرفته است که مهم ترین آنها توسط گروه رصدخانه پیر اوژه انجام شده است. در کار حاضر برای تخمین ترکیبات جرمی پرتوهای کیهانی، از دو روش مختلف (اول استفاده از مؤلفۀ میونی و دوم عمق جوی بیشینه) استفاده می شود که با مقایسۀ داده های تجربی و شبیه سازی شده انجام شده اند. افزایش در ترکیب جرمی و شار کم فوتون ها در انرژی های بالا مشاهده می شود. نمودار عمق جوی بیشینه بر حسب انرژی که با روش آماری برونیابی و درونیابی تولید می شود، افت و خیزهای معناداری دارد که نتایج رصدخانۀ پیر اوژه را تأیید می کند. در انرژی های بالاتر، درصدی از ذرات اولیه تمایل به ذرات سنگین تر دارند و در انرژی های پایین، ذرات اولیه سبک تر هستند. همچنین مهم ترین شکستگی ها در طیف انرژی پرتوهای کیهانی دیده می شود.

در این مقاله با در نظر گرفتن گرانروی توده به عنوان (i) کمیت ثابت و (ii) توابع زمان کیهانی، معادلات میدان در مدل 5 بعدی بیانچی نوع I در چارچوب نظریۀ نسبیت عام، با استفاده از مفروضات فیزیکی معینی که در توافق با یافته های مشاهداتی حاضر هستند، به دست آمده و حل شده است. در هر دو مورد، این مدل، یک جهان در حال انبساط و شتاب دار نمایی را نشان می دهد که با حجم صفر شروع و با حجم بی نهایت متوقف می شود. مدل یک تکینگی اولیه دارد و در نهایت به فاز دی سیتر (q = −1) نزدیک می شود و همچنین شرایط انرژی "چگالی انرژی ≥0 و چگالی ذرات ≥0" را برآورده می کند. این مدل یک جهان غالبا مادی را نشان می دهد که با داده های رصدی فعلی موافق است. مدل حاضر ناهمسانگرد است و در سراسر تکامل خود برای n≠1 برشی است.

در کار فعلی، کامپوزیت های هیبریدی جدیدی با مخلوط کردن فیزیکی نانوکلوئید طلا با PVA-Fe2O3 تهیه شده است. خواص ریخت شناسی، ترکیبی، ساختاری و اپتیکی کامپوزیت های هیبریدی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراکنده انرژی (EDS)، طیف سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف سنجی مرئی-UV (UV-VIS) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج XRD نشان داد که Au و Fe2O3 هر دو قله هایی در ساختار دارند که توسط نتایج EDS و FTIR تأیید شد. نتایج میکروسکوپی ماهیت نانوی مواد تهیه شده را نشان داد. طیف UV-VIS لبۀ جذبی را در 440 نانومتر نشان می دهد که مربوط به PVA-Fe2O3 مخلوط با طلا است و نشانه یک جابه جایی قرمز پس از تلفیق طلا در کامپوزیت ها است. گاف انرژی کامپوزیت با افزودن محلول طلا برابر با 48/2 الکترون ولت شد.

الکترون های اوربیتال های نزدیک هستۀ اتم های سنگین سرعت های قابل مقایسه با سرعت نور در خلأ دارند. لذا جهت مطالعۀ خواص بلورهای حاوی اتم های سنگین، لازم است که اثرات نسبیتی به حساب آورده شوند. در این پژوهش، با استفاده از روش ابتدا به ساکن DFT+U ما ساختار الکترونی و خواص هندسی دی اکسید اورانیوم UO2 در چارچوب فرمولبندی های کاملاً نسبیتی، نسبیتی نرده ای، و غیرنسبیتی محاسبه کرده و با هم مقایسه کرده ایم. نشان داده شده است که: (الف)- روش غیرنسبیتی نتایجی بسیار متفاوت با تجربه را برای ثابت شبکه و گاف انرژی می دهد و (ب)- در حالت کاملاً نسبیتی، که اثرات اسپین- مدار لحاظ شده است، گاف انرژی کوهن-شم به اندازۀ 2/6% افزایش یافته و ثابت شبکه به اندازه 05/0% نسبت به حالت نسبیتی نرده ای کاهش می یابد. بنابراین، در مطالعۀ خواص هندسی UO2 ، محاسبات در چارچوب نسبیتی نرده ای منجر به نتایج صحیحی می شود و لذا تا موقعی که کاری به مطالعۀ خواص برانگیختگی الکترونی نداریم، نیازی نیست که محاسبات سنگین کاملاً نسبیتی انجام دهیم.

در این مقاله تأثیر ناهمسانگردی دمایی را بر شرایط اشتعال سوخت دوتریوم-تریتیوم در طرح های همجوشی اشتعال سریع برپایۀ امواج ضربه ای تولید شده توسط لیزرهای تپ کوتاه، بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش پارامتر ناهمسانگردی دمایی، ∥β=T⊥/T، به طور غیرمنتظره ای کسر ذرات آلفا ایجاد شده و ته نهشت انرژی در حوزۀ اشتعال را افزایش می دهد. حداکثر پارامتر محصور شدن کمتر از g/cm2 4 است، در حالی که برای β>1، حداکثر پارامتر محصور شدن بیش از g/cm2 4 است. کسر انرژی همجوشی در طول تابش دهی تپ لیزر بر سوخت (1 پیکوثانیه) کاهش می یابد. با افزایش پارامتر ناهمسانگردی دمایی با ضریب 100، مقدار چگالی پلاسما درابعاد لکۀ داغ مورد نیاز اشتعال سوخت را می توان تا 38 درصد افزایش داد. برای β کمتر از 1، کسر انرژی همجوشی رسوب شده با زمان کاهش می یابد و به حداقل مقدار خود در حدود 1/0 در انتهای تپ لیزر می رسد.

در این پژوهش با تعیین تانسور گذردهی الکتریکی و تانسور نفوذ پذیری مغناطیسی ، دو محیط همسانگرد ولی غیرهمگن را معرفی می کنیم که معادل با فضا-زمان ریندلر و نیم فضای پوانکاره هستند. انتشار امواج الکترومغناطیسی در این محیط ها بررسی شده اند.

در این کار، هدف اصلی بررسی یک مادۀ جدید مبتنی بر لایه های نازک NiO آلاییده با فلوئور با تکنیک لایه نشانی افشانه است. هگزا هیدرات نیترات نیکل Ni (NO3) 2.6H2O و فلوراید آمونیوم (NHF4) با نسبت 04/0 F/Ni = برای تهیه NiO آلاییده با F استفاده شد. خواص ساختاری، اپتیکی و الکتریکی لایه های نازک NiO آلاییده با F با حجم های محلول متفاوت NiO:F شامل 5، 10، 15 و 20 میلی لیتر با استفاده از روش اسپری مورد بررسی قرار گرفت. لایه های نازک آماده شده NiO آلاییده با F ماهیتی تک بلوری با ساختار مکعبی دارند، قله پراش (111) جهت مرجح است، حداکثر اندازۀ بلورک ها 21/19 نانومتر است که برای حجم محلول 20 میلی لیتر به دست آمد. خواص اپتیکی به دست آمده نشان می دهد که تمام لایه های نازک تولید شده، عبور خوبی در حدود 80 درصد در ناحیۀ مرئی دارند. لایه های نازک NiO آلاییده با F که با 20 میلی لیتر لایه نشانی شده اند، کمترین گاف نواری اپتیکی eV 51/3 و بیشترین مقدار انرژی اورباخ meV 689/0 است. با این حال، لایۀ نازک تهیه شده با 5 میلی لیتر کمترین مقاومت الکتریکی Ω.cm 231 را دارد، که می تواند به عنوان یک حسگر گاز استفاده شود.

در این مطالعه، ما یک فرایند زمان گسستۀ غیر مارکوف، که گاهی به آن گشت فیل نیز گفته می شود، را بر روی یک شبکۀ بینهایت بزرگ گسستۀ یک بعدی با اعمال بازنشانی تصادفی در حافظه ارائه می کنیم. در هر رخداد بازنشانی تصادفی، ولگرد تمامی حافظه خود را از دست می دهد. با محاسبۀ مستقیم تحلیلی ممان های جابه حایی را در حضور بازنشانی تصادفی به دست می آوریم. محاسبات ما نشان می دهند که فرایند به یک حالت پایا نمی رسد؛ هرچند رفتار زمان بلند ممان ها نشان می دهند که تحت شرایط خاص توزیع ممان ها گوسی است. با تغییر سازوکار بازنشانی گذار از رفتار پخش به ابر پخش و برعکس می تواند رخ دهد.

کنترل پلاسمای توکامک فرایند پیچیده ای است که تحت تأثیر عدم قطعیت های ساختاری و دینامیک مدل سازی نشده قرار می گیرد. برای غلبه بر این چالش ها و دست یابی به یک رفتار مقاومِ خوش تعریف، توسعۀ کنترل گرهای استاندارد بسیار مهم است. نظریۀ کنترل تفکیکی برای فرایندهای چند ورودی- چند خروجی (MIMO) یک تکنیک قدرتمند است که امکان کاهش یا حذف عبارت های جفت شدگیِ متقابلِ نامطلوب در توکامک ها را داده و آن را نسبت به طرح کنترل تک ورودی-تک خروجی (SISO) برتری می دهد. مطالعۀ ما دو نوع کنترل گر را پیشنهاد می کند: کنترل گر های PID تنظیمی و کنترل گر های آبشاری مقاوم، که از رفتار تفکیکی و مقاوم بودن برای کنترل موقعیت افقی و جریان پلاسمایی در توکامک IR-T1 استفاده می کنند. ما این کنترل گر ها را از طریق شبیه سازی مقایسه کرده و تأثیر تغییر ولتاژ سیم پیچ میدان عمودی را بر جفت شدگیِ متقابل این دو پارامتر پلاسمایی مطالعه می کنیم. نتایج نشان می دهد که کنترل گر PID تنظیمی نسبت به کنترل گر مقاوم از نظر براوردن الزامات کنترلی، رد اختلال، ردیابی مقدار مرجع، و فرونشانی گسیختگی ها، به ویژه در کنترل جفت شدگیِ متقابل، بهتر عمل می کند. البته تأیید قطعی نیازمند مطالعات تجربی با شرایط متنوع تر و در نهایت، ساخت و بهره برداری از این کنترل گرها در توکامک ها است.

پیش بینی صحیح رفتار بلور UO2 که یک سامانۀ پادفرومغناطیس با الکترون های همبستۀ قوی است، با استفاده از روش اصلاح شدۀ DFT+U امکان پذیر است. در چارچوب DFT+U انرژی بلور تابعی با چندین کمینۀ موضعی است که به آنها حالت های شبه پایدار گفته می شود و پایین ترین انرژی از بین آنها حالت پایه است. OMC روشی است که در DFT+U برای تعیین حالت پایه استفاده می شده است. اخیراً روش SMC پیشنهاد شده است که آن هم ساختاری با چند کمینه انرژی در DFT+U دارد و منجر به نتایجی شده است که توافق خوبی با تجربه دارد. در این پژوهش، روش های SMC و OMC مقایسه شده و نشان داده شده که اگرچه حالت های پایه در این دو روش، انرژی و هندسۀ مشابهی دارند، ولی ساختار الکترونی آنها تفاوت چشمگیری دارد. به علاوه، گاف انرژی در SMC توافق بهتری با تجربه دارد. علاوه بر آن، نشان می دهیم که انرژی حالت پایه حاصل از SMC به اندازۀ 0022/0 ریدبرگ به ازای واحد فرمول بالاتر از حالت پایۀ OMC قرار دارد. حالت های پایۀ متفاوت حاصل از این دو روش به معنای آن است که در این دو روش، جستجو برای حالت پایه بر روی زیرفضاهای متفاوتی از چگالی الکترونی صورت می گیرد و هر یک از این روش ها به تنهایی قادر نیست که حالت با انرژی کمینۀ مطلق را بدهد. بنابراین برای یافتن حالت با انرژی کمینۀ مطلق بایستی جستجو بر روی زیرفضاهای بزرگ تری صورت گیرد که به طور همزمان شامل ماتریس اشغال اتم U و مغناطش اولیۀ اتم O می شود.