فیزیک کاربردی ایران
سال:1399 | دوره:10 | شماره:2 (پیاپی 21) |تعداد مقالات:6

ضرایب اپتیکی و ضخامت لایه های نازک در بسیاری از شاخه های علوم و فناوری پارامترهای اساسی محسوب می شوند. بیضی سنجی روش شناخته شده و قدرتمندی برای محاسبه پارامترهای اساسی لایه های نازک، به واسطه داشتن قابلیت های غیرتخریبی و دقت آن است. در این مقاله، یک بیضی سنج تکفام که در مقایسه با دیگر بیضی سنج های مرسوم نسبتا ساده و ارزان است، طراحی کرده ایم. منبع نور به کاررفته در این طراحی یک لیزر هلیوم نیون با طول موج 633 نانومتر است. برای اندازه گیری پارامترهای بیضی سنجی (𝜓 , Δ ) از روش بیضی سنجی تحلیلگر چرخان در زوایای فرود مختلف استفاده شده است. کارایی و دقت این روش از طریق محاسبه ضرایب اپتیکی و ضخامت لایه نازک دی اکسید تیتانیم (TiO2)، با پارامترهای اپتیکی معلوم، آزموده شد. به منظور افزایش دقت اندازه گیری ها، پارامترهای بیضی سنجی (ψ و Δ ) از نواحی مختلف سطح لایه استخراج شد. ضریب شکست زیرلایه مقدار 48/1 و ضریب شکست لایه و ضریب خاموشی لایه و ضخامت لایهنازک به ترتیب، مقادیر 58/2 و 04/0 و 60/49 نانومتر به دست آمد. این نتایج، که از برازش منحنی داده های حاصل از بیضی سنجی و نیز اعمال روش وارونه سازی استخراج شده اند، صحت و کارایی چیدمان طراحی شده را نشان می دهد.

با عبور باریکه لیزر پرشدت از پلاسما و تولید الکترون های نسبیتی، تغییر ضریب شکست پلاسما به گونه ای است که پلاسما مانند یک عدسی همگرا، باریکه لیزر را متمرکز می کند. در این مقاله، خودکانونی نسبیتی باریکه در پلاسمای کوانتمی برخوردی با فرض چگالی رمپ مطالعه می شود. با استفاده از تقریب پیرامحوری و WKB، معادلات کوپل شده ای برای پارامتر پهنای باریکه منتشرشده در پلاسمای مفروض به دست می آید که با روش رانگ کوتای مرتبه چهار به صورت عددی حل می شود. ابتدا با چشم پوشی از برخوردها در پلاسما، تاثیر گرادیان چگالی در خودکانونی بررسی می شود. مشاهده خواهد شد که با افزایش چگالی، بسامد نوسان های پهنای باریکه افزایش و دامنه نوسان و کمینه پهنای باریکه کاهش می یابد. اما در پلاسمای برخوردی به علت جذب انرژی لیزر، دامنه نوسان پهنا در راستای انتشار افزایش می یابد تا بالاخره باریکه از عمق مشخصی واگرا شود. پس با افزایش چگالی نیز آهنگ جذب بیشتر شده و باریکه با بسامد و دامنه بزرگ تری نوسان کرده و از عمق کمتری واگرا می شود، اما کمینه پهنا مشابه پلاسمای بی برخورد کاهش می یابد. همچنین، با افزایش بسامد برخورد، انرژی لیزر سریع تر افت می کند و باریکه با دامنه بزرگ تری نوسان کرده و نفوذ کمتری در پلاسما خواهد داشت. سپس خودکانونی در پلاسماهای کوانتمی قوی و ضعیف و کلاسیکی مقایسه می شوند. با کاهش دمای پلاسما و افزایش اثرات کوانتمی، مغناطیدگی حاصل از مولفه وابسته به زمان نیروی پاندرماتیو بیشتر می شود و خودکانونی قوی تری رخ می دهد. آن گونه که باریکه در پلاسمای کوانتمی قوی، با دامنه و کمینه پهنای کوچک تر و عمق نفوذ و نواخت تکرار بزرگ تری نوسان خواهد کرد.

کنترل نظم و سمت گیری ملکول های بلور مایع توسط سطوح محدودکننده، از دلایل اهمیت استفاده آن ها در صنایع مختلف است. چنگ زدگی سطحی در مجاورت سطوح مرزی، از مهم ترین ویژگی های این مواد به شمار می رود. انرژی برهم کنشی در سطوح محدودکننده تخت، در چارچوب نظریه راپینی پاپولار قابل بررسی است. اما سطوح غیرتخت در چارچوب هایی مانند نظریه فوکودا باید بررسی شود. عموما در بررسی های نظری، از اثر انرژی شبه سطحی چشم پوشی می کنیم. در این مقاله، ما با در نظر گرفتن اثر این انرژی در انرژی سطحی، تغییرات میدان جهت نما و انرژی چنگ زدگی یک تیغه با سطحی به شکل سینوسی با دامنه مشخصی را بررسی می کنیم و بستگی صریح انرژی دستگاه به پارامترهای هندسی آن نظیر دامنه شیارها را بررسی می کنیم. به این منظور، تیغه نماتیک با دو سطح مرزی بی نهایت در نظر می گیریم و انرژی چنگ زدگی را با استفاده از نظریه فوکودا برای لایه گذار سطحی در مجاورت سطح شیاردار سینوسی به دست می آوریم. سپس تغییرات مولفه های میدان جهت نما و انرژی چنگ زدگی را برای این تیغه تحت اثر میدان الکتریکی، بررسی می کنیم. نشان می دهیم که بیشترین انرژی چنگ زدگی، متناظر با شرایطی است که میدان خارجی وجود ندارد. همچنین در می یابیم که حضور میدان به کاهش روند تغییرات انرژی چنگ زدگی می انجامد.

در این مقاله، پارامترهای ساختاری از جمله ثابت های شبکه، مدول حجمی و مشتق آن، پایداری و ساختار نواری ترکیب InAs در دو فاز بلندروی و ورتسایت بررسی شده است. محاسبات در چارچوب نظریه تابعی چگالی و با روش شبه پتانسیل بارپایسته توسط بسته نرم افزاری اسپرسو انجام شده است. نتایج به دست آمده و از جمله مقادیر ثابت شبکه محاسبه شده با نتایج تجربی در سازگاری خوبی هستند. نتایج بیان گر آن است که فاز بلندروی پایدارتر است و InAs در هر دو فاز، نیم رسانایی با شکاف کوچک است. همچنین، نتایج حاصل از مشارکت اربیتال های مختلف نشان می دهد که در نوار رسانش همپوشانی قوی بین اربیتال های p از اتم های In و As و اربیتال s از اتم In است، در حالی که در بالای نوار ظرفیت هم پوشانی اربیتال های p از اتم های In و As غالب است.

این مقاله مروری است بر تولید تراهرتز بر اساس روشی موسوم به” پالس لیزر دورنگ“ که در آن از طریق متمرکز کردن پالس و هماهنگ دوم آن به طور همزمان در نمونه گازی در خروجی، پالس تراهرتز تولید می شود. چیدمان تولید تراهرتز در این روش و فرایندهای فیزیکی دخیل در تولید و مقبول ترین دلیل برای تقویت پالس تراهرتز تولیدی ذکر شده است. همچنین، نقش اختلاف فاز بین پالس اصلی و هماهنگ دوم در پالس خروجی بررسی شده است. در بخش انتهایی مقاله به دامنه تراهرتز تولیدشده به ازای اختلاف فازهای مختلف بین دو دامنه پرداخته شده است. در این روش تولید، از بلور غیرخطی استفاده می کنیم و فرایند تولید فرایندی غیرخطی است. در نتیجه، به نقش بلور غیرخطی در فرایند تولید پالس تراهرتز، جایگاه آن در چیدمان اپتیکی و مزیت استفاده از آن نیز اشاره شده است.

در این تحقیق، ساختار ترازی نقاط کوانتمی دوگانه دوالکترونی، برحسب محل تقاطع ترازهای انرژی یک سامانه پنج ترازی مدل شده است. این کار انجام شده است تا علل رویداد تشدیدهای چندفوتونی و تفاوت رفتار آن ها را به ازای مضارب فرد و زوج انرژی فوتون در مجاورت گذارهای بار بین نقطه ای که نمایانگر وابستگی نامیزانی جریان به این عدم تقارن است، توضیح دهیم. ابتدا با استفاده از تقریب های قوی میدان و غیر بی درو، فاز تداخل و آهنگ های گذار تا مرتبه چهارم برای نامیزانی های صفر و دلخواه محاسبه شدند. سپس با شبیه سازی عددی و تحلیل آن، جریان در وضعیت سدشدگی اسپینی محاسبه شد، که با جریان اندازه گیری شده در آزمایش ها بر روی نقاط کوانتمی دوگانه GaAs وInAs، سازگاری کامل دارد. در پایان نشان داده شد که نتایج حاصل از این مدل، شامل همه خصوصیات مهم و بارز داده های موجود در مشاهدات تجربی است و این تفاوت رفتاری تشدیدها به ازای مضارب صحیح بسامد، مختص سامانه های چندترازی در معرض میدان های کاربردی بزرگ دامنه است. این مطالعه با انواع سامانه های چندترازی مقیاس نانو و میکرو، حالت جامد و اتمی یا ملکولی ارتباط تنگاتنگی دارد.