علوم پایه (دانشگاه آزاد اسلامی)
سال:1388 | دوره:19 | شماره:71(ویژه نامه فیزیک) |تعداد مقالات:9

مقدمه: به دلیل اهمیت و کاربرد دینامیک یک گاز الکترون کوانتومی برای سیستمهای فیزیکی مختلف، این موضوع مورد توجه قرار گرفته است. در تقریب هارتری، هر الکترون بوسیله یک تابع موج تک ذره ای (که از معادله شرودینگر تبعیت می کند) توصیف می شود، و نیروی الکتروستاتیکی که بر آن وارد می شود از معادله پواسون منتج می شود. مدل هارتری می تواند در یک مدل فشرده تر، با استفاده از توابع ویگنر نوشته شود. نمایش ویگنر یک وسیله مفید در بیان مکانیک کوانتومی در یک ساختار فضای فاز است. سیستم ویگنر- پواسون برای دسته وسیعی از مخلوطهای آماری، که در آنها معادله شرودینگر دربرگیرنده یک جزِ غیر خطی است، می تواند به یک سیستم پواسون- شرودینگر موثر کاهیده شود.هدف: استفاده از سیستم شرودینگر- پواسون موثر برای مطالعه یک سیستم گاز الکترونی دو بعدی بوده است. برای این منظور باید یک پتانسیل غیر خطی برای سیستم تعریف کرد. همچنین امواج الکترومغناطیسی، غیر عادی به عنوان یک حالت خاص مورد مطالعه قرار گرفته است.روش بررسی: در این مقاله با بکار بردن معادله شرودینگر غیر خطی، سیستم را در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی در نظر گرفته و رابطه پاشندگی سیستم محاسبه شده است، و نتایج مربوط به حضور و عدم حضور آثار کوانتومی و آثار ناشی از حضور میدان مغناطیسی بررسی شده است.نتایج: برای گاز الکترونی دو بعدی با دمای صفر، پتانسیل غیر خطی است و متناسب با |y|2 است. در حد طول موجهای بلند، نتیجه حاصل از سیستم شرودینگر- پواسون موثر با سیستم ویگنر- پواسون یکسان بدست آمده است.نتیجه گیری: می توان معادله ویگنر در فضای فاز را به یک معادله شرودینگر غیر خطی کاهش داد. از مطالعه انتشار موج در سیستم برای حالت خاص K -=iÙk، مشاهده می شود که رابطه پاشندگی بدست آمده بر رابطه پاشندگی امواج غیر عادی منطبق است. در این کار رابطه پاشندگی امواج غیر عادی با تصحیح کوانتومی بدست آمده است.

مقدمه: تحلیل طیف پرتوگاما با استفاده از تبدیل موجک در سالهای اخیر به یک تکنیک جدید و امید بخش در شناسایی ایزوتوپ های هسته ای تبدیل شده است. مزیت تبدیل موجک نسبت به سایر روشها اینست که یک سیگنال می تواند به طور همزمان در چندین مقیاس تحلیل شود.هدف: هدف این تحقیق بررسی، مقایسه و ارایِه پیشنهادی در طراحی موجک جهت حذف نویز درطیف های پرتو گاما جهت تفکیک مشخصات طیف و مشخص کردن بر همکنش های غالب نظیر جذب فوتوالکتریک و پراکندگی کامپتون و .... است.روش بررسی: در این تحقیق با استفاده از مفاهیم موجک در فضای چند تفکیکی متعامد یکه موجکی بهینه متناسب با مشخصات طیف کبالت 60 گرفته شده از آشکارساز NaI طراحی شد. عملکرد آن جهت نویز زدایی از طیف پرتوگاما به منظور شناسایی پتانسیل ایزوتوپ خراب و کاذب از لبه کامپتون و پیک های اسکتر به صورت کیفی مورد بررسی قرار گرفت، در نهایت بهبود طیف به صورت کمی (توسط معیار بهبود نسبت سیگنال به نویز) ارزیابی شد.نتایج: در نتایج بهبود عملکرد موجک طراحی شده، نسبت به موجک های استاندارد مشاهده می شود به طوریکه که در آن نسبت سیگنال به نویز تا 1.19 دسی بل (11.5 درصد) افزایش می یابد.نتیجه گیری: در این تحقیق موجکی بهینه برای نویز زدایی از طیف های پرتو گاما (کبالت 60) طراحی شد که نسبت به موجک های استاندارد دارای قابلبت حذف نویز بیشتری می باشد. طراحی موجک های بهینه برای طیف های هسته ای مختلف می تواند راهکاری جهت بهبود شناسایی ایزوتوپ ها و تفکیک پیک های آنها باشد.

مقدمه: در این مقاله علاقمندیم میانگین فرکانس های با شیب مثبت v+a که از برخورد میدان سرعت ux-u-x=a در معادله بنجامین- بونا- ماهونی- برگرز  (BBM – B)در یک سیال متلاطم به وجود می آید را مورد بررسی قرار دهیم. تحلیل تراز برخورد را قبل از ایجاد شوک در میدان سرعت بررسی کرده ایم. در این مقاله نشان داده خواهد شد که اندازه گیری کمیتv+a  اندازه گیری مناسبی برای افت و خیز میدان های سرعت در تلاطم (BBM – B) می باشد.هدف: با استفاده از روش فرایندهای تصادفی میانگین فرکانس های با شیب مثبت در معادله بنجامین– بونا– ماهونی– برگرز را در (1+1) بعد به دست می آوریم.روش بررسی: در معادله بنجامین– بونا– ماهونی– برگرز در حضور نیروی تصادفی تعداد شیب های مثبت قطع شده میدان سرعت u(x,t) را با صحفه ux-u-x=a به دست می آوریم.نتایج: با استفاده از روش فرایندهای تصادفی توانستیم تعداد میانگین کل شیب های مثبت سرعت یک سیال متلاطم درتراز برخورد را با استفاده از معادله BM-B در (1+1) بعد به صورت مقیاسی به دست آوریم.نتیجه گیری: ما در این مقاله توانستیم تراز برخورد معادله BBM - B را در 1+1 بعد در حضور نیروی گاوسی که در زمان سفید و به صورت گاوسی با مکان همبسته می باشد مورد بررسی قرار دهیم. همچنین توانستیم فرکانس میانگین شیب های مثبت از برخورد (v+a) را محاسبه کنیم. نمایش انتگرالی v+a نشان می دهد که برای معادله BBM - B درحد پاشندگی صفر و قبل از تشکیل تکینگی سرعت سیال تابعی از v+a و به صورت گاوسی می باشد. با محاسبه کمیت v+a که معرف تعداد میانگین کل شیب های مثبت سرعت تراز برخورد را قبل از تشکیل تکینگی به صورت مقیاسی بر حسب زمان به صورت t1/2 می باشد.

مقدمه: واپاشی های ضعیف کوارک سنگین روشی برای ارزیابی مدل کوارک و تعیین پارامترهای آن که شامل زوایای مخلوط شده ماتریس CKM است، می باشد. به علاوه مطالعه واپاشی های کوارک سنگین قسمتی از پیش بینی مهم درک برهمکنش های قوی را امکان پذیر می سازد. واپاشی های کوارک b نقش مهمی را در تعیین المانهای ماتریس CKM بازی می کند. همچنین این واپاشی ها موقعیت مهمی برای ارزیابی فهم ما از اثر متقابل بر هم کنش های قوی و ضعیف را فراهم می کنند. واپاشی های مرتبه بالاتر کوارک b دریچه مهمی برای فیزیک فراتر از مدل استاندارد را برای ما می گشاید. در مدل استاندارد تغییرجریان های خنثی رنگی مجاز نمی باشد، بطور مثال جفت شدگی مستقیم بین کوارک b و کوارک های s یا d وجود ندارد. تغییرجریانهای خنثی رنگی موثر، نمودار های پنگوئن که در آن یک کوارک انتشار پیدا کرده و دوباره یک W را جذب می کند و در نتیجه دو بار رنگ آنها تغییر پیدا می کند را نتیجه می شوند. واپاشیهای پنگوئن در سالهای اخیر مورد پژوهش و بررسی قرار گرفته اند. نمودارهای این حلقه ها که ترکیب های جالبی از ماتریس المانهای CKM هستند، در مدل استاندارد مطرح می شوند.هدف: یافتن سهم تقریب مرتبه دوم پنگوئن گلئونی در واپاشی های مختلف کوارک b و مزون های .B روش بررسی: در این تحقیق بر هم کنش ضعیف، مدل کوارک، و مدل استاندارد مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از واپاشی های مختلف مدل کوارک b در تئوری هامیلتونی میدان، واپاشی های دو جسمی و سه جسمی مزون های B بدست آمده است.نتایج: محاسبه دامنه واپاشی های حالت شاخه ای و ساختار پنگوئن گلئونی در مدل کوارک در تقریب مرتبه اول و دوم و محاسبه دامنه واپاشی حالت شاخه ای و پنگوئن گلئونی در پایین ترین مرتبه  ثابت جفت شدگی قوی as=0.2 برای واپاشی های مرتبه اول بصورتb®qiqkq-j+qkqiq-j-  و مرتبه دوم بصورت .b®qiqkq-j+qkqiq-j-(qoq-p) همچنین آهنگ زمانی واپاشی های مختلف کوارک b در تقریب مرتبه اول و دوم حالت شاخه ای و ساختار پنگوئن محاسبه شده است.نتیجه گیری: با مقایسه مقادیر تئوری و تجربی آهنگ زمانی و نسبت تناسب واپاشی ها، ملاحظه می کنیم که آهنگ زمانی تقریب مرتبه دوم واپاشی ها خیلی کوچکتر از مرتبه اول آنها می باشد و حالت شاخه ای غالب می باشد. در انتها با مقایسه نسبت تناسب تئوری و تجربی واپاشی های مختلف مزونB ، نشان داده ایم که جمله مرتبه دوم پنگوئن گلئونی در واپاشی های کوارک b ناچیز می باشد.

مقدمه: تکنولوژی وارد کردن ناخالصی، یکی از فرآیندهای بسیار مهم برای نیمه رساناها به شمار می آید که از آن در ساختن وسایل و تجهیزات الکترونیکی مدرن استفاده می شود. در بهبود عملکرد وسایل ساخته شده از سیلیکون در مدارهای مجتمع و همچنین نیاز به هر چه کوچک تر شدن سایز این وسایل، روش کاشت یون مورد توجه بوده است. زیرا در روش کاشت یون مقدار ناخالصی و مکان ناخالصی در سیلیکون دقیقا مشخص می شود و امکان تکرار پذیری آن فراهم بوده و در مقایسه با روشهای دیگر روش قابل کنترلی است. در سال های اخیر توجه زیادی به ترکیبات نیتریدی می شود که از این بین می توان به برخی از ترکیبات نیتریدی از قبیل  AlNو GaN و Si3N4 اشاره کرد که در صنعت کار برد وسیعی داشته و بررسی بر روی آنها از لحاظ تئوری و تجربی ادامه دارد.هدف: در این تحقیق سطح ویفر سیلیکون در دزهای مختلف تحت بمباران یون های نیتروژن قرار گرفته و نتایج حاصل بررسی شده اند. هدف ما از انجام این تحقیق به دست آوردن مشخصه های ساختاری، الکتریکی و اپتیکی نیترید سیلیکون توسط فرآیند کاشت یون بوده است. نکته برجسته این تحقیق انرژی بسیار پایین یون های نیتروژن بکار برده شده جهت تولید نیترید سیلیکون بوده است.روش بررسی: نمونه های تک کریستالی سیلیکون نوع p به عنوان نمونه خام مورد استفاده قرار گرفتند. این نمونه ها با یون نیتروژن با انرژی 29 کیلوالکترون ولت و در چگالی جریان 100 mA/cm2 در دزهای 1016 تا 1018 یون بر سانتی مترمربع بمباران شدند. برای شناسایی و مطالعه نمونه ها از سیستم طیف سنجی عبوری و بازتابشی، تصاویر میکروسکپ نیروی اتمی، سیستم پراش اشعه ایکس و سیستم چهار پروب برای اندازه گیری مقاومت سطحی استفاده شد.نتایج: نتایج حاصله از الگوهای XRD تایید می کند که در این مقدار انرژی پرتو یونی، فرآیند کاشت ثابت شبکه را تغییر نمی دهد و این که بر ساختار مکعبی سیلیکون ساختار ارتورمبیک نیترید سیلیکون ساخته شد. افزایش دز پرتو یونی، میزان ناصافی سطح را افزایش داد و همچنین مقاومت ویژه سطوح نمونه های کاشته شده نیز به طور قابل توجهی تحت تاثیر فرآیند کاشت یون قرار گرفته و افزایشی در حدود 50% در پی داشت. نیز کاشت یون نیتروژن باعث تولید ترازهای تخریب در سیلیکون شده و گاف انرژی را افزایش داد.نتیجه گیری: نتایج حاصله تایید می کنند که برای ساخت لایه نانومتری نیترید سیلیکون ضرورتا نیازی به یونهای بسیار پرانرژی نیست. همانگونه که در این کار نیز نشان داده شده ا ست با انرژی در حدود 30 کیلو الکترون ولت نیز می توان به لایه ای از نیترید سیلیکون دست یافت. مطالعه این لایه نشان می دهد که نیترید سیلیکون تهیه شده به این روش تمام شرایط استفاده در صنایع نیمه هادی را دارا می باشد.

مقدمه: مطالعه و اندازه گیری دانسیته الکترونی و دیگر پارامترهای پلاسما توسط منابع مادون قرمز دورسالها است که مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرارگرفته است (طول موجهای بالاتر از 10 مایکرون). مناسبترین منابع نوری برای این کار لیزرهایی است که بوسیله لیزر گاز کربنیک پمپ می شود (HCOOH) باشند. یکی از این لیزرها لیزر اسید فرمیکهدف: بررسی نظری بازدهی لیزرهای اسید فرمیک دور با دوساختار استوانه ای و مستطیلیروش بررسی: میزان بازدهی و توان خروجی لیزر اسیدفرمیک را در دو ساختار مختلف (موجبر استوانه ای و مستطیلی)، با استفاده از حل معادلات آهنگ و در نظر گرفتن شرایط خاص محاسبه می شود. عملکرد آنها بر اثر تغییر پارامترهای مختلفی از قبیل فشار و میزان توان ورودی لیزر دمش تجزیه و تحلیل می گردد. مقایسه این دو ساختار و بهینه سازی آنها از طریق بررسی روابط حاکم و با r و θ موجبر استوانه ای صورت می پذیرد. r از مشخصات فیزیکی حفره موجبر مستطیلی با  yو xجایگزینی پارامترهاینتایج: تغییرات بهره و توان خروجی لیرز در دو ساختار موجبر استوانه ای و مستطیلی بر حسب پارامترهای مختلف با حل معادلات مشخص و نمودارهای مربوط به دست آمده اند. روی این نمودارها ماکزیمم بازدهی برای هر یک از ساختارها مشخص گردید. از روی منحنی تغییرات بهره بر حسب توان ورودی مشاهده می گردد که در یک توان ورودی مشخص مقدار بهره افزایش یافته و به یک ماکزیمم برسد و با افزایش بیشتر توان ورودی حالت اشباعی رخ می دهد که باعث کاهش بهره می گردد. در نمودار تغییرات بهره بر حسب طول ملاحظه می شود که مقداره بهره به صورت نمایی با افزایش طول رشد نموده و پس از رسیدن به یک مقدار ماکزیمم رو به کاهش می گذارد.نتیجه گیری: بررسی نتایج بیانگر این نکته است که اصولا کارایی اینگونه لیزرها پایین و نتیجه ای از فیزیک آن و همینطور توزیعات غیر فضایی غیریکنواخت میدان در درون حفره می باشد ودو ساختار مختلف تغییرات چندانی را ایجاد نمی نماید.

مقدمه: درپدیده تفرق نوری، طول موج ذره فرودی در مقایسه با اندازه ذره برخوردی بسیار کم بوده و هسته هدف، کلیه امواج فرودی را به خود گرفته و به عنوان جسم کاملا سیاه جذبی رفتار می کند. در برخورد کشسان ذرات، در انرژی های بالا، که طول آزاد حرکت نوترون های هسته در مقایسه با اندازه هسته فرودی بسیار ناچیز است، فرایند برخوردکاملا جذبی بوده و می توان هسته را به عنوان ماده جذبی کاملا سیاه یا نیمه سیاه همانند تئوری تفرق نوردر نظر گرفت. بنابراین برخورد بین ذرات در انرژی های بالا دارای خواص تفرق نوری شده و از طریق بسط پدیده تفرق، می توان برخورد هادرون های پرانرژی را با هسته های سنگین و نیمه سنگین مورد بررسی قرار داده و خواص تفرق هسته ای را توسط پدیده تفرق نوری توصیف نمود. در تئوری تفرق هسته ای، برخورد ذرات فرودی با هسته هدف، توسط برخورد جداگانه ذره با هر سیستم داخل هسته سنجیده می شود و سپس خصوصیات کلی برخورد مورد بررسی قرار می گیرد.هدف: بکارگیری تئوری تقریب انرژی بالا در محاسبه دامنه، سطح مقطع دیفرانسیلی و خواص دیگر برخورد مزون پی با هسته 7Li در مدل خوشه ای (a,t)3 می باشد.روش بررسی: تئوری فرایند پراکندگی چندگانه گلاوبر در تحلیل برخوردهای کشسان و غیرکشسان هادرونها در انرژی های شروع شده از صدها مگا الکترون ولت تا دهها جیگا الکترون ولت موارد استفاده بسیاری دارد. از آنجا که در برخورد کشسان دامنه پراکندگی (یا ماتریس پراکندگی برخورد) معادل مجموع دامنه های برخوردهای چندگانه در داخل هسته است، می توان عملگر پراکندگی چندگانه گلاوبر را به صورت یک سری ریاضی نوشت، که هر عضو آن تعداد پراکندگی های انجام شده از ذرات داخل هسته را نمایش می دهد. تعیین دامنه برخورد، در این تئوری به انتخاب تابع موج اولیه ورودی و خروجی (پراکنده شده) هسته هدف وابسته می شود، که با در دست داشتن این اطلاعات محاسبه دامنه برخورد چندان کار دشواری نمی باشد.نتایج: با استفاده از تئوری گلاوبر در انرژی های بالا و مدل خوشه ای هسته های هدف، دامنه پراکندگی برخورد مزون پی از هسته لیتیم در مدل خوشه ای و انرژی Tn = 164MeV، دقیقا محاسبه شده است. نتایج حاصله از این روش در تعیین سطح مقطع دیفرانسیلی، بخوبی با نتایج منحنی های بدست آمده از آزمایشات عملی مطابقت کامل دارد.نتیجه گیری: محاسبه و بررسی نمودارهای تئوریک بدست آمده، بیانگر این حقیقت است که تنها در منحنی چهارم (Sp,Li) نمودار-1، کلیه برخوردهای یگانه، دوگانه و چندگانه موجود بین ذرات درنظر گرفته شده است و در منحنی های دیگر تنها برخورد مزون پی با هر خوشه بطور جداگانه نمایش داده شده است.

مقدمه: نانوساختارهای کربنی (CNTs) و نانوفیبرها جذابیت های کاربردی متعددی از قبیل ذخیره سازی گاز، غشاهای ذخیره انرژی الکترومغناطیسی و میدان های نشردهنده نوری دارند.علاوه بر این ساختارهای کربن گرافیکی دو بعدی معمولا به عنوان نانودیواره های کربنی (CNWs) یا نانوپولک ها مرسومند که جذابیت ساختاری و کاربردی آنها ناشی از نسبت بالای سطح به حجم می باشد. علاوه بر این چنین ساختارهایی در عمل پتانسیل بسیار بالایی به عنوان عناصر ساپورت کننده کلاسترهای فلزی ربیل های سوختی الکتروشیمیایی از خودشان می دهند. مورفولوژی ساپورت های کلاسترهای فلزی نقش عمده ای در فعالیت شیمیایی کلاسترهای فلزی دارد. همچنین نانودیواره های کربنی بسیار تیز با گوشه های باریک عمود بر سطح می توانند به عنوان میدان نشری عمل کنند.هدف: این کار بر رشد نانودیواره های کربنی (CNWs) بر روی بستر شیشه پوشیده شده با گاز هیدروکربنی، میزان دبی، زمان ترسیب و دما بررسی گردید.روش بررسی: در این مقاله بستر شیشه توسط پلاسمای دمای پایین با نانوکاتالیزور آهن پوشش داده شد.نانوساختارهای کربنی (نانوساختارهای کربنی دو بعدی، نانوتیوپ های کربنی و نانوکریستال های الماس) بر روی بستر آهن- شیشه بوسیله ترسیب بخارات شیمیایی با فیلامان داغ (HFCVD) و با استفاده از استیلن (C2H2)، متان (CH4) به عنوان منبع کربنی و گازهای و گازهای رقیق کننده از جمله هیدروژن (H2) و آمونیاک (NH3) رشد داده شد. مورفولوژی سطح یه وسیله میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مشاهده گردید. نمونه ها توسط میکروسکوپ روبش الکترونی (SEM) اسپکتروسکوپی رامان شناسایی شدند.نتایج: نانودیواره های کربنی با استفاده از مخلوط C2H2/NH3/H2(20:80:100sccm) به مدت 45 دقیقه در دمای 600oC در سیستم HFCVD تهیه شدند. نتایج نشان می دهد که نانوکریستال های الماس با استفاده CH4/NH3/H2(20:80:100sccm) به مدت 45 دقیقه و دمای بستر 600oC در سیستم HFCVD رشد یافت. نتایج نشان می دهد که افزایش زمان ترسیب از 45 به 60 دقیقه باعث کاهش سایز کریستالی (La) و توزیع نانودیواره های کربنی بر روی سطح می شود. افزایش میزان دبی C2H2 باعث افزایش La دانسیته بالای نانودیواره های کربنی بر روی سطح می شود.نتیجه گیری: یکی از مهمترین نتایج این کار این است که رشد نانودیواره های کربنی و نانوکریستالهای الماس بر روی بستر آهن و شیشه به نوع گاز هیدروکربنی در گاز خوراک بستگی دارد. از طرفی مشخص گردید که افزایش دما از 600oC به  700oCمنجر به تشکیل نانوتیوپ های کربنی بر روی بستر می شود.