Bandar Astinchap

One of the simple, versatile, and cost-effective methods for producing thin films with the desired quality is the chemical bath deposition (CBD) method. This process involves immersing a substrate in an aqueous solution containing the desired metal ions and a complexing or reducing agent. As the reaction continues, metal ions are deposited on the surface of the substrate and form a thin film. Based on this, in this research, firstly, the chemical bath deposition method was evaluated and studied.Then, using the chemical bath deposition method, thin films of zinc oxide were synthesized. In different stages of the experiment, it was tried to increase the quality of the thin films made by changing the experiment conditions. Deposition time as well as changing the type of precursor were among the parameters that were used to control the conditions and make optimal zinc oxide thin films.Finally, to examine and explore the samples using various methods such as scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM), X-ray diffraction (XRD), and UV Visible Spectrophotometer were used to identify and measure the produced structures.Analysis of the structures with the help of identification and research methods all confirm the existence of zinc oxide thin films. Also, the results showed that with the increase in the deposition time, the energy band gap decreased with an increase in the thickness of the thin film. On the other hand, atomic force microscope images show growth processes such as island and layer-island growth.

Iron-copper nanowires were made by alternating electrodeposition method in the form of porous aluminum oxide, which is a two-component nanowire with one magnetic part (Fe) and one part with plasmonic properties (Cu) and the effect of changing the accumulation time of nanowires on their optical and magnetic properties was studied. was studied. The samples are examined using scanning electron microscope, X-ray diffraction spectrometer, visible-ultraviolet spectroscopy, X-ray energy dispersive spectrometer and alternating gradient force magnetometer. By examining the X-ray diffraction pattern of copper nanowires, it was found that there are three peaks at 2θ values of 43.3, 50.6, and 74.2 degrees, which correspond to copper crystal plates with Miller index (111), (200) and (220), respectively is.The diffraction pattern of iron-copper nanowires was investigated and it was found that the Cu (111) peak became a little sharper and moved to the right from 44.7 to 44.9 degrees and the intensity of the peaks related to iron decreased and moved to the right. has been transferred. To study the plasmonic properties, iron-copper nanowires were washed in NaOH at 24, 48, 72, and 96 hours when iron was deposited at 1, 2, and 3 minutes and copper at 4, 3, and 2 minutes and it showed the iron plasmonic peak with a wavelength of 499 to 500.8 nm. Iron in the accumulation time of one minute and copper in the accumulation time of 4 minutes in the time of 48 hours of washing in one molar NaOH solution in the absorption peaks of 568.1,605.2 nm It also has peaks of 553 and 609 nm at 72 hours and has an absorption peak at 603 at the time of accumulation of 2 minutes of iron and 3 minutes of copper. The EDX pattern of the samples was examined and the weight percentage of iron increases with the increase of iron accumulation time, and the weight percentage of copper decreases with the decrease of copper accumulation time. The magnetic properties of copper nanowires during the accumulation time of 5 minutes is a non-magnetic material also, the residual loop of the three iron-copper samples increases with the increase of the iron accumulation time of the coercive field and reaches from 1496 to 1565Orsted.

In this thesis, we calculated the optical conductivity function of the silicene armchair using the tight-binding model. We also investigated the effect of various parameters such as electron and hole doping, temperature, and magnetic field. Our results showed that the increase in temperature and electron doping causes a decrease in the intensity of the absorption peak in the optical conductivity. Also, increasing the magnetic field and hole doping causes the absorption peak to shift to lower frequencies. Increasing the hole doping and magnetic field decreases the intensity of the absorption peak.

Nowadays, due to the increase in demand and lack of resources in the world, the efforts to obtain materials with guaranteed characteristics have increased. For this reason, research on materials in the nano and microscopic scale has attracted the attention of researchers in various sciences.In this thesis, we study the physical characteristics of a new class of carbon-based materials. First, we calculate the Hamiltonian of the S-graphene allotrope using the tight-binding model (nearest neighbor approximation). Then, using Green's function approach, we investigate physical properties such as thermoelectric and thermodynamics under the influence of magnetic field, bias voltage, and electron and hole doping. Our results showed that the magnetic field increases the electronic heat capacity and aligns with Einstein's Debye relation. In addition, the S-graphene monolayer can be a p-type or n-type semiconductor depending on certain parameters such as electron (hole) doping, external magnetic field, and bias voltage.Also, the optical properties under the effect of the magnetic field, temperature, hole (electron) doping, and the density of states of the S-graphene monolayer were studied under the change of magnetic field. The results showed that by applying the magnetic field, the energy band gap decreases. Also, the dispersion speed in the conduction band (due to the increase in electron density) increases with the increase of electron doping, which causes the Pauli block phenomenon and thus decreases the optical absorption. Also, by using the tight-binding method and Green's function, we investigate the electronic and transport properties of γ-graphyne-g monolayer under the influenceof strain and magnetic field. Our numerical results show that the thermal conductivity increases with increasing temperature. This effect comes from the increase of thermal energy of the charge carriers and their excitation to the conduction bands. In another part of the thesis, we evaluate the thermodynamic and electronic properties of mono-layer (6-6-12)-graphyne in the presence of strain and magnetic field. Investigations show that by applying an external magnetic field and increasing the magnetic field, a phase transition from semi-metal to metal occurs. The value of the density of states at zero energy increases slightly with the increase of the tensile strain parameter. Therefore, the semi-metallic property of the sample decreases with the tensile strain parameter. In the final part of this research, we will examine the structure of heterostructure based on 2D-carbon materials. We investigate the fabrication of two-dimensional heterostructure by using the method of anodized aluminum molds (AAO) and chemical vapor deposition (CVD).

The growth of Zinc-Oxide nanowires on the AAO template by the chemical bath deposition method is a subject that has received significant attention in the realm of nanotechnology. Through this thesis, the growth process of Zinc-Oxide nanowires on AAO template by chemical bath deposition approach using two various compounds with different concentrations has been investigated with high precision. Studies on the growthstructure and properties of Zinc-Oxide nanowires in different ways using techniques such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and ultraviolet-visible spectroscopy have provided impactful results. These efforts showcased that the growth of Zinc-Oxide nanowires on the AAO template under the chemical bath deposition method with the appropriate combination and optimization of the process parameters can lead to the fabrication of nanostructured materials with features and applications required in various sections in industry.

In this research, we made porous alumina molds in sulfuric acid solution by two-step anodizing method under voltage of 20, 25 and 30 V and in times of 20, 30 and 40 minutes. Our results showed that under a constant voltage and with increasing time, the diameter of the holes increased. Also, in general, with the change of voltage and the increase of time, the average diameter of the holes has increased again. In the next step, the depth of the holes was evaluated and it was shown that the depth of the holes increased at a constant voltage of 25 volts with the increase of the anodizing time.

In this thesis, we first calculate the MoS2 monolayer Hamiltonian using the tight-binding. Then we study the thermoelectric and thermodynamic properties under the influence of the magnetic field, electron-phonon coupling, and electron and hole doping by the Green function and Holstein model. Our results show that applying a magnetic field on the MoS2 monolayer reduces its energy gap. Also, the heat capacity and thermal conductivity decrease with applying of a magnetic field and the electrons doping, while it increases with the hole doping. We showed that the MoS2 monolayer is in the antiferromagnetic phase, which changes its phase from antiferromagnetic to ferromagnetic by applying a magnetic field. Using the tight-binding approach and non-equilibrium Green’s function method, we investigate the electronic band structure and thermodynamic properties of zigzag MoS2/ MoSe2 and MoS2/ WSe2 hybrid nanoribbons in the presence of transverse electric and external exchange fields. In the presence of a transverse electric field and external zigzag MoS2/WSe2 and MoS2/MoSe2 hybrid nanoribbonshave half-metallic properties. The total EHC increases with growing temperature until Schottky anomaly appears at 150 K. The zigzag MoS2/ MoSe2 and MoS2/ WSe2 hybrid nanoribbons are antiferromagnetic, that Neel temperature is 200 K. In the whole range temperature, the PSS and total EHC decreases by the transverse electric, external exchange fields. We also investigated the optical absorption coefficient of phosphorene under the influence of strain and external magnetic field using the tight-binding model. Our results show that by applying uniaxial strain, the peak in the optical absorption for the phosphorene monolayer is transmitted to higher frequencies. As the temperature increases, the optical absorption of phosphorus in a constant magnetic field decreases. We also investigate the thermoelectric properties of bilayer SiC under the influence of bias voltage and magnetic field using the tight-biding model and the Green function. We have shown that bilayer SiC is a metallic material that increases the gap band by using bias voltage and becomes a semiconductor. As the bias voltage increases, the thermal conductivity of the bilayer SiC decreases due to the increase in the bandgap. Also, the bilayer SiC charge carriers are holes because their Seebeck coefficient sign is positive.

In this dissertation, the transfer coefficients of armchair silicene nanoribbon were calculated by using the tight biding model and the electronic green function, and then the thermoelectric properties of armchair silicene nanoribbon was obtained using the transfer coefficients. In this regard, the effect of nanoribbon width, temperature, electric and magnetic field on thermal conductivity and Seebeck coefficient was investigated. The results show that the thermal conductivity decreases with increasing electric and magnetic field. Also, the sign of Seebeck coefficient changes at different temperatures by changing the width of nanoribon, the electric and magnetic field. Controlling the Seebeck coefficient can be useful in applications of the silicene nanoribbon in electronic devices.

در این پایان نامه، ساختار بلوری و ریخت شناسی سطح آلومینیوم را پس از تابکاری ورقه های آلومینیوم و پولیش نمونه ها بررسی خواهیم کرد. تابکاری ورقه های آلومینیوم در زمان های صفر، 20 دقیقه و 40 دقیقه و در دماهای 350، 450 و 550 درجه سانتی گراد انجام شدند. پولیش نمونه ها در زمان های 6 دقیقه، 8 دقیقه و 10 دقیقه انجام شده است. تحلیل داده ها با استفاده از تصاویر به دست آمده از دستگاه های میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) مورد ارزیابی قرار گرفته اند که نشان می دهد با افزایش دمای تابکاری ناهمواری های سطح و برآمدگی ها بیشتر شده است که باعث می شود شدت قله کاهش یابد و ریخت شناسی سطح آلومینیوم نامنظم شود. افزایش زمان پولیش نیز باعث می شود سطحی نامنظم از ورقه های آلومینیوم به وجود آید.

Nature is full of various geometric systems and phenomena. Phenomena that are sometimes expressed in a systematic way based on Euclidean geometry, and sometimes complex and irregular in that Euclidean geometry is incapable of expressing them and is scale free. Fractals are broad and fundamental concepts that are well studied today in complex systems. These concepts exhibit self-similar behavior, and a scaling exponent is sufficient to explain them. But with the spread of this knowledge and the recognition of more complex phenomena, systems have been introduced that require more than one scaling exponent to explain them, so the system in question has been called multifractal. In this study, after the synthesis of titanium thin films by sputtering method, atomic force microscopic (AFM) images of titanium layers at 500, 550 and 600 watts were analyzed. Then we used the Abbott-Firestone curve to better investigate AFM images and effects of Sputtering power on layer's surface. Also, atomic force microscopy images of titanium thin films have been evaluated using multifractal analysis. The results show that the surface of the layers has become rougher with increasing sputtering power. Statistical analysis of the samples also shows that effective surface and activity have increased. On the other hand, it is clear from the multifractal analysis that all the layers are multifractal, and with the increase of sputtering power, the multifractality property of the titanium thin films has been increased.Therefore, the more complex the surface or the more multifractal, the higher the possibility of light being scattered by its surface. Therefore, reducing the complexity and irregularity in the structure of titanium thin films has resulted in a smoother and more uniform surface structure and reduced surface roughness.

Fractals are one of the most important processes and concepts in describing and examining surface morphology. This approach, first proposed by Mandelbrot, introduces a new approach to examining the complexities of different levels. Thin-film surface morphology is of great importance due to its electrical, mechanical, chemical, electronic, etc. properties. Also, because the nature of the surface and the surface roughness of the thin films are complex phenomena, they usually exhibit self-similar behavior. For this reason, fractality and multifractality analysis is an important approach for analyzing the properties and surface geometry of thin films. In this study, due to the importance of the layer surface in determining the behavior of thin films, especially in sensors and electronic components, the surface characteristics of nickel oxide thin films and the effect of layer thickness on it were investigated. For this purpose, thin films of nickel oxide were made by RF-sputtering in different thicknesses. Then the geometry and morphology image of the surface of nickel oxide thin films in different thicknesses were prepared using an atomic force microscope. The Abbott-Firestone curve was used to better examine the atomic force microscope images. Also, the effect of thickness on the surface properties of the layers was studied by applying multifractal methods on atomic force microscope images. The results showed that the nickel oxide thin films at different thicknesses are multifractal. Statistical analysis of the samples also shows that surface activity and effective level have increased. On the other hand, it is clear from multifractal analysis that with increasing the thickness of the nickel oxide layer, its multifractal properties increase.The data obtained are from atomic force microscope images, as it was seen that the surface roughness of nickel oxide thin films varies in different thicknesses and followed the island and layer growth.According to the obtained data, the box counting method was used to analyze the data. Therefore, the larger the ∆α, the more inclined the material is, and the smaller the ∆α, the material tends to be orthogonal, and their complexity decreases.As a result, the more complex the surface, or the more complex it becomes, the higher the chance of light scattering through its surface. Therefore, reducing the complexity and irregularity in the structure of nickel oxide thin films has caused a smoother and more uniform surface of the structure and reduced the roughness of the surface of the layers.

اکسید روی یک نیمه رسانای نوع n است که به دلیل خواص بسیار زیاد از جمله گاف انرژی مناسب در بسیاری از کاربردهای الکتریکی و اپتیکی مورد استفاد قرار می گیرد. در این پژوهش، لایه های نازک نیمه رسانای شفاف اکسید روی به روش کندوپاش متناوب بر روی زیر لایه شیشه ساخته شد. همچنین به منظور بررسی خواص ساختاری لایه های نازک اکسید روی سنتزشده از آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) استفاده کردیم. سپس برای بررسی خواص اپتیکی از جمله گاف انرژی و انرژی اورباخ از طیف سنج ماورابنفش-مرئیUv –vis استفاده کردیم. نتایج حاصل از پراش پرتو ایکس نشان می دهد که ساختار کریستالی لایه نازک اکسید روی شکل گرفته است. طیف اشعه ایکس نشان می دهد که با افزایش ولتاژ کندوپاش لایه ها دارای خاصیت بلورینگی بیشتری می شوند. افزایش ولتاژ کندوپاش منجر به کاهش طول موج بیشینه نمونه تهیه شده و تغییر قله جذب شده است. همچنین ایجاد قله ها به عنوان شاخصی برای وجود اکسید روی در ساختار است. افزایش زمان ساخت باعث کاهش طول موج بیشینه شده و قله جذب در طول موج های مختلف تغییر کرده است .نتایج نشان می دهد گاف انرژی ابتدا در دمای 300 درجه سانتی گراد با کاهش طول موج بیشینه و تعییر قله جذب در ولتاژهای مختلف کندوپاش، کاهش یافته است و سپس در دمای 400 درجه سانتی گراد مقدار گاف انرژی در نتیجه افزایش ولتاژ کندوپاش افزایش یافته و دوباره در دمای 500 درجه سانتی گراد گاف انرژی کاهش یافته است. این امر درنتیجه افزایش درجه بلورینگی نمونه ها در دماهای مختلف است. که افزایش دما باعث کاهش در تهی جاهای اکسیژن شده که منجر به کاهش چگالی حامل های بار و در نتیجه کاهش گاف انرژی می شود. به موجب افزایش زمان ساخت گاف انرژی کاهش پیدا کرده است. افزایش ولتاژ کندوپاش در زمان یکسان باعث افزایش انرژی اورباخ و در نتیجه کاهش شکاف باند نواری شده است. از طرف دیگر افزایش انرژی اورباخ باعث ناراستی های بلوری در لایه های اکسید روی شده است که این امر بیشتر متوجه افزایش اکسیژن در ساختار بلوری است که باعث افزایش نقص های بلوری شده است. افزایش زمان ساخت باعث افزایش انرژی اورباخ شده و این افزایش در انرژی اورباخ براساس آنچه که در نتایج حاصل از گاف انرژی این نمونه ها در بالا دیده شد باعث کاهش گاف انرژی شده است. تغییر انرژی اورباخ در جهت عکس گاف انرژی است.

This thesis investigates the fabrication of AAO anodic aluminum oxide molds and the mechanism of their formation. After the first anodizing and etching the samples, the second anodizing was performed at 30V, 40 Vand 50 V at 30 min, 60 min and 90 min. In all these cases, parameters such as the diameter of the pores, their depth as well as the number of pores per square centimeter were measured. Data analysis was performed using images obtained from SEM and AFM devices as well as using ImageJ software, the results show. As the anodizing voltage and time increase, the diameter of the pores increases. According to the relationships mentioned in the articles and writings of others, there is a linear relationship between voltage anode and the diameter of the pores, which the data obtained in this study have led to similar results. Also, the depth of the prose increases with the applied potential during the anodizing, so that it can be said that these two parameters are directly related to each other with a proportional constant. As the anodizing time lengthens, the depth of the proes also increases, but the changes are not very large. The number of pores created per square centimeter, approximately in anodized samples, shows a decreasing trend with more anodized time and with increasing applied voltage.

We investigate the thermodynamic properties of armchairSilicene nanoribbons in different widths under the influence of electric and magnetic fields by using the tight-binding model. By calculating the energy levels of Hamiltonian, we will calculate the Green function.The electronic density of states has been calculated by using Green’s function approach that is a well-known approach in many-body physics.Using density of states, one can calculate specific heat and Pauli paramagnetic susceptibility of the system.Then the effects of electric and magnetic fields on electronic heat capacity and magnetic susceptibility have been studied.The results show that armchair Silicene nanoribbons have semiconductor properties for 3l, 3l + 1 widths and have metallic properties at 3l + 2 widths. By applying a magnetic field according to the Zeeman law, causes energy levels to split, and this energy level split causes the armchair silicene nanoribbons to be metallic in three width categories.At low temperatures, the electronic heat capacity and Pauli paramagnetic susceptibility increase with increasing magnetic field and transverse electric field.However, in the high temperature range, with increasing magnetic field and transverse electric field, the electronic heat capacity and Pauli paramagnetic susceptibility decrease.

In this dissertation, nickel-tungsten alloy nanowires are made by alternating current electrodeposition method with anodic aluminum oxide template. Magnetic properties and elemental analysis of nanowires are studied by alternating force gradient magnetometer (AGFM), X-ray scattering spectroscopy (EDX) and scanning electron microscopy (SEM). Crystal structure and thermal behavior of nanowires are determined using X-ray diffraction (XRD) spectroscopy. For the effect of concentration, solutions with different percentages of tungsten impurities including (0.5, 1, 1.5, 2) are made and the samples are synthesized with those solutions. The effect of thermal annealing on the magnetic properties of nanowires are studied at the temperature range 300 to 600 ° C under the inert gas of argon. After thermal annealing, it is observed that the most changes in the coercivity field and the square ratio is related to prepared nanowire with 0.5% tungsten impurity.Therefor this nanowire was determined as the optimal concentration effect. To investigate the effect of pH on the magnetic properties of the samples, nanowires are made with various pHs of (4.5, 4.75, 5, 5.25, 5.5, 5.75 and 6). Finally, after thermal annealing, the fabricated nanowire with pH = 5.75 was identified as the optimal sample.

In this thesis, Nickel-Tin nanowires are fabricated by alternating current electrodeposition method inside anodic aluminum oxide template during a two-step anodizing process. The magnetic properties of nanowires are studied by an Alternating Gradient Force Magnetometer (AGFM). Elemental analysis, morphological structure and crystal structure of nanowires are also studied by Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Diffraction (XRD) spectroscopy, respectively. To investigate the effect of Tin impurity concentration on the magnetic properties of nanowires, samples with different molar percentages of tin are made. Then, the samples are annealed in the temperature range of 300 to 600 ° C. After thermal annealing at any temperature, their magnetic properties are measured. The fabricated sample with 0.5% molar concentration of Tin was determined as the optimal sample of concentration effect due to the most changes in the coercivity field and the square ratio. In the next step to study the effect of electrodeposition frequency, frequencies of 50, 100, 150, 200, 250 and 275 Hz are applied to nanowires containing 0.5% of the molar concentration of Tin. After thermal annealing of the samples, the nanowire made at a frequency of 250 Hz was identified as the optimal sample.

In this thesis, the Co97W3 alloy nanowires are fabricated by usingalternating currentelectrodeposition method in the anodic aluminum oxide template. Magnetic properties, elemental analysis and morphologic of nanowires are studied by Alternating Gradient Force Magnetometer (AGFM), Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and Scanning Electron Microscopy (SEM), respectively. The crystal structure and thermal treatment of nanowires are determined by Spectroscopy of X-ray Diffraction (XDR). The effect of pulse voltage are investigated on the magnetic properties of nanowires which are made with different off times (0-5-10-15-20-25-30-35-50-100-200 ms). Then, the samples are annealed at temperature range between (300-600 0C).The results indicate that the nanowires are fabricated with off time of 30 ms have maximum coercivity field (1359 Oe) at 600 0C, therefore these nanowires are considered as the optimum sample of the pulse voltage. In order to inspect the effect of asymmetric voltage on the magnetic properties of samples, nanowires are synthesized with a constant reduction voltage (-15 volts) and various oxidative voltages from +7 to +21 volts. Finally after annealing, observed that reduction voltage (-15 volts) and oxidative voltages (+9 volts), are as optimal voltages.

در این پژوهش نتایج مربوط به بررسی اثر ناخالصی نیکل و پایدارکننده بر روی ساختار و خواص نانومیله های اکسید روی ارائه می شود. نانو میله های اکسید روی به روش سل-ژل و با استفاده از استات روی (به عنوان پیش ماده) نیکل (به عنوان ناخالصی )و متانول و آب مقطر (به عنوان حلال )ساخته می شوند. اثر اضافه کردن میزان ناخالصی نیکل بر روی ساختار و خواص نانومیله ها بررسی می گردد. ساختار شیمیایی نانو میله ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX)، ریخت شناسی و ساختار بلوری نمونه ها به وسیله ی میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. نتایج نشان می دهند که افزودن نیکل به عنوان ناخالصی به اکسید روی، باعث تغییر در گاف انرژی و موقعیت قله های به دست آمده از طیف جذبی مرئی فرابنفش می شود. نیکل فلزی مقاوم با ساختار بلورین fcc می باشد که با افزودن آن به نمونه ها و مشاهده طیف پراش پرتو ایکس مشخص شد که جز اکسید روی و نیکل هیچ فاز واکنشی دیگری وجود ندارد که این امر نشان دهنده ساختار کریستالی اکسید روی است. نتایج مربوط به گاف انرژی نمونه ها نشان می دهد که با افزایش مقدار ناخالصی نیکل، گاف انرژی نمونه ها کاهش یافته و به سمت مقادیر کمتر پیش می رود. نتایج مربوط به بررسی اثر دما در دماهای خشک کردن 30، 50، 70، 90، 110 و 130درجه سانتی گراد در دمای پخت℃ 300 برای نمونه های خالص نشان می دهد که با افزایش دمای خشک کردن، گاف انرژی نمونه ها تغییر می کند که علت آن تغییرات در اندازه ذرات با افزایش دمای خشک کردن است. با استفاده از دستگاه طیف سنج پراش اشعه ی ایکس برای نمونه های اکسید روی خالص خشک شده در دماهای 50، 90، 130 درجه سانتی گراد نیز مشخص شد، که شدت قله ها با افزایش دمای پخت تغییر می یابد که این امر باعث تغییرات در بلورینگی و اندازه ذرات می شود و همچنین فاز ساختاری این نانومیله ها مکعبی شش گوشی (hcp) می باشد. نتایج مربوط به نمونه های ساخته شده با افزایش مقدار PVP نشان می دهد که افزودن PVP به نمونه های خالص نیز باعث افزایش گاف انرژی و جابه جایی موقعیت قله های به دست آمده می شود.

در حال حاضر ساخت مواد نانوساختار و مطالعه خواص آن ها توجه پژوهشگران بسیاری را به خود جلب کرده است. زیرا خواص مغناطیسی، نوری، الکتریکی، شیمیایی، مکانیکی و کاتالیزوری این مواد می تواند نسبت به مقیاس بالاتر خیلی متفاوت باشد. یکی از انواع نانوساختارها نانوسیم ها هستند که دارای قطری در مقیاس نانو می باشند. در این پایان نامه ابتدا نانوسیم های Co70Fe30 با استفاده از قالب اکسید آلومینیوم متخلخل آندی و با روش الکتروانباشت شیمیایی به صورت جریان متناوب ساخته می شوند و سپس اثر تغییرات pH و سدیم گلی کنات به عنوان پایدار کننده مورد بررسی قرار می گیرند و با به دست آوردن مقداربهینه ی میدان وادارندگی در 3 =pH، اثر اضافه کردن قلع به نانوسیم های کبالت- آهن، همچنین تاثیر دما و ولتاژ متقارن بر خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی می گردد. با اضافه کردن قلع میدان وادارندگی از 1687 اورستد به 650 اورستد کاهش پیدا کرد. برای بررسی اثر تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها، نمونه ها در بازه ی دمای 300 تا 600 درجه سانتی گراد تابکاری می شوند و سپس اثر ولتاژ متقارن بر روی نانوسیم های (Co70Fe30)98Sn2 مورد بررسی قرار می گیرد. مشاهده می شود با افزایش ولتاژ انباشت میدان وادارندگی افزایش می یابد و بالاترین میدان وادارندگی مربوط به نانوسیم ساخته شده در ولتاژ 35 ولت می باشد.

In the present study, the results of the investigation of the influence of cobalt impurity in the structures and properties of Zinc Oxide nanorods are presented. The nanorods are made in a Sol- gel method (Chemical Solution Deposition) through using Zinc acetate (as a precursor), cobalt acetate (as an impurity) and a mixture of Methanol with distilled water. The effect of the increase in additives and impurities of the cobalt impurity on the structure and properties of the nanorods is going to be analyzed. The morphology and crystalline structure of the samples are measured through using the Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). The results reveal that the existence of impurities in the nanostructure because a particles size change; and this also affects the positioning of the peaks obtained from the visible- ultraviolet absorption spectrum, which has respectively resulted a change in the band gap, lattice constants, and bond lengths of the samples. Cobalt is generally a metal blend of two stable crystalline structures of face- centred cubic (fcc) and close- packed hexagonal (hcp). By adding it to the samples and observing the X-Ray Diffraction, no additional diffraction peaks has been found within the structure; and this indicates the presence of crystalline structure without any other phases of Zinc Oxide. The results of the study of the effect of annealing at 300℃ - 600℃ for pure samples indicate that the band gap of the samples is reduced by increasing the annealing temperature as a result of which, the intensity of the peaks produced by X-Ray diffraction for the samples is also affected and increased; which indicates the crystallinity of the obtained nanostructure. The associated of the samples made by an increase is citric acid stabilizer indicate that adding citric acid stabilizer influences a change in the size of thee obtained particles as well, and thus affects the optical properties or electronic structure of them.

بخش اول: تشخیص حساس، گزینش پذیر و ارزان قیمت ویروس نقص ایمنی انسان (HIV) برای تشخیص زودهنگام و نظارت بر ویروس نقص ایمنی انسان ضروری است. ما یک زیست حسگر از نوع ترانزیستور اثر میدان با گیت مایع بدون برچسب و جدید را برای آشکارسازی ژن HIV-1 با توسعه فیلم نازک اکسید نیکل (NiO) توسعه دادیم. در ابتدا از تکنیک اسپاترینگ فرکانس رادیویی برای انباشت فیلم نازک اکسید نیکل بر روی بستر شیشه ای در زمان اسپاترینگ مختلف استفاده شد. مشخصات فیلم های به دست آمده با میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی، پراش اشعه ایکس و طیف سنج نوری UV-Vis مورد بررسی قرار گرفت. اندازگیری های الکتریکی نشان داد که NiO تحرک حامل بالا، روبش زیر آستانه مناسب و نسبت جریان روشن/خاموش بالایی را در دستگاه ترانزیستور اثر میدان فراهم می کند. حساسیت pH دستگاه مورد ارزیابی قرار گرفت. با ادغام مزایای NiO و استفاده از ترانزیستور اثر میدان، یک زیست حسگر کارامد برای شناسایی حساس DNA هدف HIV در محدوده خطی از 0/1 اتومولار (aM) تا 0/10 نانومولار با حد تشخیص aM 3/0 به دست آمده است. زیست حسگر پیشنهاد شده گزینش پذیری خوبی را حتی در مقایسه با توالی غیرمکمل و توالی با اختلاف دو باز را نشان داد و با موفقیت برای شناسایی DNA ویروس HIV در نمونه سرم انسان به کار برده شد. نتایج رضایت بخش به دست آمده نشاندهنده کاربرد بالقوه دستگاه برای نظارت بر نشانگرهای زیستی دیگر در مایعات بیولوژیکی و نمونه های بالینی است. بخش دوم: فیلم نازک نانوساختار اکسید نیکل اسپاتر شده به روش فرکانس رادیویی انباشته شده روی بستر شیشه ای به عنوان یک ماتریس بالقوه برای تحقق بخشیدن به زیست حسگر از نوع ترانزیستور اثر میدان بسیار حساس و گزینش پذیر برای اندازگیری لاکتات به کار رفت. ابتدا، ترانزیستور اثر میدان با ماده کانال اکسید نیکل برای آشکارسازی NADH بکار رفت که محدوده غلظت خطی aM 0/1 تا nM 0/1 و حد تشخیص پایین aM 2/0 را نشان داد. سپس، سطح اکسید نیکل با چیتوسان اصلاح شد و با گلوتارآلدهید عاملدار شد و آنزیم لاکتات دهیدروژناز روی ترمینال گلوتارآلدهید مستقر شد. زیست حسگر ویژگی های پاسخ خطی بسیار کارامدی در محدوده aM 0/1 تا pM 0/1 و حد تشخیص پایین aM 5/0 را نشان داد. زیست حسگر پایداری بالایی بدون اثر مزاحمت ترکیبات مداخله کننده متداول موجود در مایعات بیولوژیک

در این پایان نامه نانوسیم های آهن-تنگستن با استفاده از قالب آلومینیوم آندی و به روش الکتروانباشت متناوب تهیه می شوند. ابتدا قالب های اکسید آلومینای آندی به روش آندایز دو مرحله-ای آماده می شوند و سپس در حین مرحله چهار دقیقه ایی انباشت، اثر غلظت، بسامد، ولتاژ پالسی به صورت جداگانه روی نانوسیم ها بررسی می گردد. خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، ساختار شیمیایی نانوسیم ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و ریخت شناسی نانوسیم ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام می شود. ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی می شود. برای بررسی اثر تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها، نمونه ها در گستره ی دمایی (°C‎600 - 300) تحت گاز بی اثر آرگون تابکاری می شوند. در اثر غلظت محلول هایی با درصدهای متفاوتی از ناخالصی تنگستن شامل( 5/0-1-2-25/2-5/2-3-4-5 )تهیه می گردد و نمونه ها با آن محلول ها انباشت می شوند. بعد از تابکاری حرارتی، بیشترین تغییرات میدان وادارندگی برای نانوسیم تهیه شده با 25/2 درصد ناخالصی تنگستن شد و به عنوان نانوسیم بهینه اثر غلظت مشخص می شود. اثر بسامد انباشت در بسامدهای( 50-1000) هرتز روی نانوسیم ها اعمال می شود و پس از تابکاری، نانوسیم تهیه شده با بسامد 200 هرتز با بیشترین تغییرات به عنوان نانوسیم بهینه اثر بسامد مشخص شد. در نهایت روی نانوسیم ساخته شده با 25/2 درصد ناخالصی تنگستن و بسامد انباشت 200 هرتز، اثر ولتاژ پالسی انباشت بررسی می شود. برای این کار زمان های خاموشی( 0-5-10-15-20 )میلی ثانیه در مرحله انباشت اعمال می گردد. پس از تابکاری حرارتی نانوسیم ساخته شده با زمان خاموشی 5 میلی ثانیه با بیشترین تغییرات میدان وادارندگی به عنوان نمونه بهینه مشخص شد.

در این پژوهش نتایج مربوط به ساخت، بررسی خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نانوسیم های کبالت- تنگستن ارائه می شود. این نانوسیم ها به روش الکتروانباشت متناوب و با استفاده از قالب اکسید آلومینیم آندی ساخته می شوند. این قالب ها از ورقه های آلومینیومی با خلوص بالا و روش آندایز دو مرحله ای تهیه می شوند. اثر ناخالصی تنگستن، بسامد الکتروانباشت، pH محلول الکترولیت و تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی می گردد. خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نمونه ها با استفاده از مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. نتایج مربوط به اندازه گیری حلقه های پسماند نشان می دهد که افزایش مقدار تنگستن تا 1 درصد باعث کم شدن میدان وادارندگی شده و با افزایش بیشتر مقدار تنگستن میدان وادارندگی تقریبا ثابت می ماند. نتایج مربوط به بسامد نشان می دهد که بیشترین مقدار میدان وادارندگی (1340 اورستد) برای نمونه ی انباشت شده با بسامد جریان انباشت 200 هرتز به دست آمد. هم چنین تابکاری نمونه های ساخته شده در بسامد های مختلف الکتروانباشت باعث افزایش بلورینگی و در نتیجه افزایش خواص مغناطیسی می شود. نتایج مربوط به pH محلول الکترولیت نشان می دهد که بیشترین مقدار میدان وادارندگی (1100اورستد) برای نمونه انباشت شده با 2pH= به دست آمد. بعد از تابکاری حرارتی میدان وادارندگی به مقدار 1497 اورستد در دمای 600 درجه ی سلسیوس رسید و عملیات تابکاری حرارتی سبب بهبود خواص مغناطیسی این نانو سیم ها می گردد. الگوی پراش پرتو ایکس گرفته شده از نمونه ها نشان می دهد که تنگستن به صورت ناخالصی در نانوسیم قرار گرفته است. ساختار به صورت مخلوطی از ساختار کبالت hcp و کبالت fccمی باشد و پس از تابکاری تغییر ساختاری صورت نگرفته است.

در این پژوهش نانوسیم های آلیاژی Fe100-x-Px با درصدهای مولی (5/0، 5/1، 2، 4، 6، 9، 12، 16 و 20) فسفر در قالب های آلومینیوم آندی (AAO) و با استفاده از روش الکتروانباشت متناوب ساخته شدند. برای آماده سازی قالب های منظم آلومینیوم از فرآیند آندایز دو مرحله ای با برقراری جریان مستقیم و ولتاژ ثابت 40 ولت استفاده گردید که در آن اسید اکسالیک 3/0 مولار به عنوان محلول الکترولیت به کار رفت. سپس اثرات غلظت به صورت ترکیب عناصر (Fe وP) ، عملیات حرارتی، ولتاژ نامتقارن، ولتاژپالسی و قطر بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی گردید. ساختار نانوسیم ها به وسیله ی الگوهای پراش اشعه ی ایکس بررسی شد و جزئیات ساختاریشان توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی عبوری (SEM) محاسبه گردید و با استفاده از دستگاه طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) ترکیبات موجود در نانوسیم ها مشخص شدند. خواص مغناطیسی آلیاژها به وسیله ی دستگاه مغناطش سنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM) مورد ارزیابی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با افزودن فسفر در محلول الکترولیت انباشت، میدان وادارندگی از 1431 اورستد (برای آهن خالص) به مقدار 786 اورستد (برای آلیاژ Fe80P20) کاهش می یابد. برای بررسی اثرات عملیات حرارتی بر خواص مغناطیسی آلیاژها، تمام نانوسیم ها در دماهای (300، 400، 500، 550 و 600) درجه ی سلیسیوس تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. مشاهده شد که در تمامی نانوسیم ها با درصدهای مختلفی از فسفر میدان وادارندگی با بالا رفتن دما افزایش می یابد. اما بیشترین افزایش و تغییرات مربوط به نموهی حاوی 16 درصد مولی فسفر در محلول الکترولیت انباشت گزارش گردید و نتایج نشان دادند که میدان وادارندگی این نانوسیم از 837 اورستد در دمای اتاق به مقدار 1520 اورستد در دمای 600 درجه سلسیسیوس رسیده است. الگوهای پراش اشعه ایکس (XRD) که از نمونه ها گرفته شدند نشان داد که قله ها در زوایای حدود 44 و 65 درجه و مربوط به صفحات بلوری با جهت ترجیهی (110) و (200) رخ داده است. در بررسی اثر ولتاژ نامتقارن بر روی خواص مغناطیسی نمونه ها، نانوسیم ها با ولتاژهای کاهشی ثابت (19-)، (17-) و (15-) ولت بر حسب ولتاژهای اکسایشی مختلف و همچنین ولتاژ اکسایشی ثابت (19+) ولت بر حسب ولتاژهای کاهشی مختلف ساخته شدند. مشخص شد که با افزایش ولتاژهای اکسایشی میدان وادارندگی افزایش می یابد

در این پژوهش نتایج مربوط به ساخت و بررسی خواص مغناطیسی و ساختار نانوسیم های کبالت-آهن- مس ارائه می شود. این نانوسیم ها به روش الکتروانباشت متناوب و با استفاده از قالب های آلومینای آندی ساخته می شود. این قالب ها از ورقه های آلومینیومی با درصد خلوص 99/999 با روش آندایز دو مرحله ای تهیه شدند. اثر بسامد، pH محلول الکتروالیت و تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانوسیم ها بررسی می گردند. خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نمونه ها به وسیله ی دستگاه های مغناطوسنجی نیروی گرادیان متناوب(AGFM) میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنج پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. نتایج مربوط به بسامد نشان می دهد که بیشترین مقدار وادارندگی برای نمونه انباشت شده با بسامد جریان انباشت 200 هرتز می باشد. هم چنین تابکاری نمونه های ساخته شده در بسامدهای مختلف انباشت باعث افزایش بلوریندگی و در نتیجه افزایش خواص مغناطیسی می شود.نتایج مربوط به pH محلول الکترولیت نشان می دهد که میدان وادارندگی در نمونه انباشت شده با 3=pH برای محلول الکترولیت به بیشترین مقدار خود (1687 اورستد) می رسد. بعد از تابکاری حرارتی میدان وادارندگی در pH=3 به مقدار 2360 اورستد در دمای 600 درجه ی سانتیگراد می رسد. الگوی پراش پرتو ایکس گرفته شده از نمونه ها نشان می دهد که مس به صورت ناخالصی در نانوسیم قرا گرفته است ساختار کبالت- آهن به صورت bbc است که پس از تابکاری تغییر ساختاری صورت نمی گیرد.

در این پژوهش نتایج مربوط به ساخت، بررسی خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نانو سیم های آهن- فسفر ارائه می شود. این نانو سیم ها به روش الکتروانباشت متناوب و با استفاده از قالب های آلومینای آندی ساخته می شوند. این قالب ها از ورقه های آلومینیومی با درصد خلوص 99/999 با روش آندایز دو مرحله ای تهیه می شوند. اثر PH محلول الکترولیت، ولتاژ، بسامد انباشت و تابکاری حرارتی بر روی خواص مغناطیسی نانو سیم ها بررسی می گردد. خواص مغناطیسی و ساختار بلوری نمونه ها به وسیله ی دستگاه های مغناطو سنجی نیروی گرادیان متناوب(AGFM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)،میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) اندازه گیری می شوند. تصاویر میکروسکوپ الکترون روبشی نشان می دهند که نانو سیم ها به شکل استوانه ای و به قطر متوسط حدود 39 نانو متر هستند. نتایج نشان داد که با افزایش pH محلول الکترولیت،میدان وادارندگی از667 تا 907 اورستد افزایش می یابد . هم چنین با تغییر ولتاژ انباشت تغییر محسوسی روی میدان وادارندگی مشاهده نشد. اما بعد از عملیات تابکاری میدان وادارندگی نانوسیم ها در ولتاژ30 ولت از مقدار 837 اورستد در دمای اتاق به1440 اورستد در دمای 600 درجه سانتی گراد رسید. نتایج مربوط به بسامد نشان می دهدکه بیشترین مقدار میدان وادارندگی(1149اورستد) برای نمونه انباشت شده با بسامد200 هرتز به دست می باشد. هم چنین تابکاری نمونه های ساخته شده در بسامدهای مختلف باعث افزایش بلورینگی و در نتیجه افزایش خواص مغناطیسی می شود. الگوی پراش پرتو ایکس گرفته شده از این نمونه ها نشان می دهد که فسفر به صورت ناخالصی در نانو سیم قرار گرفته است، ساختار آهن به صورت bcc است و همچنین پس از عملیات تابکاری تغییر ساختار صورت نگرفته است

در این پایان نامه با استفاده از غلظت بهینه محلول الکترولیت که قبلا برای نانوسیم های آلیاژی کبالت- آهن به دست آمده بود، نانوسیم های آلیاژی کبالت-آهن-مس به روش قالب و الکتروانباشت متناوب ساخته می شوند. خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، ریخت شناسی نانوسیم ها با استفاده ازمیکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، ساختار شیمیایی و آنالیز عنصری نانوسیم ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و ساختار بلوری نمونه ها با استفاده ازطیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) مورد مطالعه قرار گرفت. اثر غلظت مس و ولتاژ انباشت روی نانوسیم ها بررسی می شوند. در بررسی اثر غلظت درصدهایی از مس که شامل 0-0.25-0.5-0.75-1-2-3-4-6-8 می باشد به محلول الکترولیت بهینه کبالت- آهن اضافه می شود سپس نانوسیم های ساخته شده در بازه ی دمایی (600-300) درجه سانتی گراد مورد تابکاری قرار می گیرند و با مطالعه نتایج به دست آمده نانوسیم ساخته شده با غلظت (Co70Fe30)99.25Cuo.75 با بیشترین میدان وادارندگی (Oe 2289) و بیشترین نسبت مربعی (0.88) به عنوان نمونه بهینه مشخص می گردد. جهت بررسی اثر ولتاژ انباشت، نانوسیم های در ولتاژهای 20-25-30-35-40-45 ساخته شدند و بعد از تابکاری حرارتی آن ها، بیشترین میدان وادارندگی و نسبت مربعی برای نانوسیم های انباشت شده در ولتاژ 30 ولت به دست آمد. در نهایت غلظت ناخالصی مس 0.75% و ولتاژ انباشت 30 ولت برای ساخت نانوسیم ها با خواص مغناطیسی مطلوب به دست آمد.

دراین پژوهش نانوسیم های آلیاژی آهن- قلع با استفاده ازقالب آلومینیوم آندی و با روش الکتروانباشت متناوب درغلظت بهینه محلول آهن-قلع ( Fe97.5Sn2.5) ساخته می شوند و اثر قطر، تابکاری، ولتاژ متقارن و pH برروی نانوسیم ها بررسی می گردد. ابتدا قالب های اکسید آلومینای آندی به روش آندایز دو مرحله ای ساخته می شوند. آندایز با دو اسید اکسالیک وسولفوریک در شرایط متفاوت انجام می گیرد که در نتیجه آن قالب هایی با حفره های استوانه ای با دو قطر متفاوت27 و 84 نانومتر ساخته می شوند. خواص مغناطیسی نانوسیم ها با استفاده از دستگاه مغناطوسنج نیروی گرادیان متناوب (AGFM)، ساختار شیمیایی و آنالیز عنصری نانوسیم ها توسط طیف سنجی پراکندگی انرژی اشعه ایکس (EDX) و بررسی ریخت شناسی نانوسیم ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) انجام می شود. مطالعه روی ساختاربلوری نمونه ها با استفاده از طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و بررسی حرارتی و تبلور مجدد نانوسیم ها توسط گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) انجام می شود. برای بررسی اثر تابکاریحرارتی برروی خواص مغناطیسی نانوسیم ها،نمونه ها درگستره ی دمایی (‎600- 200)تحت گاز بی اثر آرگون تابکاری می شوند. در بررسی اثر pH محلول الکترولیت، محلول هایی با pH های4-5/3-3-5/2-2 آماده می گردند. با توجه به نتایج حاصل از حلقه پسماند نمونه ها بعد از تابکاری حرارتی، نانوسیم تهیه شده با pH ثابت 5/3 دارای بیشترین میدان وادارندگی بود و به عنوان نانوسیم بهینه مشخص می شود. برای مطالعه اثر ولتاژ انباشت روی خواص مغناطیسی، نانوسیم هایی در بازه ولتاژ 5/32-5/17 ولت با pH=3.5ساخته می شوند و در نهایت ولتاژ انباشت 30 ولت به عنوان ولتاژ بهینه مشخص می شود. در بررسی اثر قطر مشاهده می شود که نانوسیم هایی با قطر کمتر دارای میدان وادارندگی بیشتری می باشند. هم چنین با تغییر دادن زمان انباشت، نانوسیم هایی با نسبت طول به قطر متفاوت ساخته می شوند و نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت طول به قطر در نانوسیم ها، خاصیت مغناطیسی آن ها به دلیل ناهمسانگردی شکلی بهبود می یابد.

مطالعه سیستم های باردارکننده قطرات سم از آن جهت حائز اهمیت است که مصرف سم را کاهش و نشست آن روی هدف را افزایش می دهد. در پژوهش حاضر، برای اولین بار در ایران، طراحی و ساخت یک هد سم پاش الکترودینامیکی و مقایسه عملکرد آن با یک سم پاش الکتروستاتیکی متداول صورت پذیرفته است. سپس، تاثیر برخی عوامل، نظیر سرعت باد، زاویه قرارگیری هدف و فاصله افشانک تا هدف، بر اندازه قطره، یکنواختی پاشش، درصد پوشش و نشست قطره بررسی شد. آزمایش ها با استفاده از هدهای الکترودینامیکی و الکتروستاتیکی متصل به سم پاش پشتی موتوری اتمایزر و با استفاده از روش سطح پاسخ انجام گرفت. همچنین، طراحی آزمایشات و تحلیل داده ها بر اساس طرح مرکب مرکزی و با استفاده از نرم افزار Design Expert 8.0.6 Trialانجام شدند.عوامل و سطوح مورد بررسی عبارتند از: فاصله افشانک تا هدف (شامل سه سطح 2، 4 و 6 متری)، زاویه قرارگیری هدف (شامل سه سطح 0، 45 و 90 درجه) و سرعت باد (شامل سه سطح 5/2، 3و5/3 متر بر ثانیه). کیفیت پاشش با استفاده از کاغذ های حساس به آبتعیین شد. بزرگ نمایی و اسکن کارت ها با استفاده از استریو میکروسکپ مدل OlympusSZX12 با لنز شی اییx1 با بزرگ نمایی 7 برابر انجام شد. ویژگی های مربوط به اندازه قطرات با استفاده از نرم-افزار هایMountainsMapTrial و DepositScan مشخصشد. با تحلیلکارت های حساس به آب به وسیله نرم افزارهای پردازش تصویر مقادیر کمترین،بیشترین و میانگین قطر Dv0.1،قطرمیانه حجمی Dv0.5، قطر Dv0.9، قطر میانه عددی NMD،یکنواختی پاشش، فاکتور پوشش نسبی، درصد پوشش و مقدار نشست قطره در سانتی متر مربع برای سم پاش های الکترودینامیکی و الکتروستاتیکی برای رو و پشت هدف به دست آمد.مقدار میانگین فاکتور پوشش نسبی برای روی هدف، با استفاده از سم پاشی الکتروستاتیکی و الکترودینامیکی به ترتیب 72/1 و 57/1 و برای پشت هدف 18/1 و 16/1 محاسبه شد. این نتایج بیانگر این است که در سم پاشی الکترودینامیکی پوشش نسبی بهتری حاصل می شود. همچنین، معناداری عوامل متغیر بر پاسخ ها نیز بررسی گردید.بیشترین مقدار نشست قطره و درصد پوشش برای هر دو سم پاش برای روی هدف در زاویه 90 درجه، فاصله پاشش 4متر و سرعت 5/3 متر برثانیه و برای پشت هدف در زاویه 45 درجه، فاصله پاشش 4 متر و سرعت 5/3 متر برثانیه بود.

نانوساختارهای دی اکسید تیتانیم دارای کاربردهای گسترده ای هستند. ویژگی های اپتیکی آنها در ساخت وسایلی همچون انواع سلول های خورشیدی، حسگرهای نوری، نقاط کوانتومی و فتوکاتالیست های نوری موثر و مهم است. در این پایان نامه ویژگی های اپتیکی نانوساختارهای یک بعدی TiO2 از جمله نانوسیم و نانو ورقه و نیز لایه های نازک TiO2 مورد بررسی قرار گرفته است. برای ساخت نانوسیم ها و نانوورقه ها، لایه ای نازک از تیتانیم بر روی زیرلایه ی شیشه ای کندوپاش شد. سپس با تغییر شرایط کندوپاش و سنتز به روش هیدروترمال، نانوسیم و نانوورقه ها بر روی بستر تیتانیم رشد کردند که طول نانوسیم ها در حدود 160 تا 210 نانومتر بود. در طیف XRD نانوسیم ها رشد بلوری فاز آناتاز در جهت (101) مشاهده شد. تاثیر توان و زمان کندوپاش و شرایط پخت بر روی شکل گیری نوع ساختار یک بعدی و پارامترهای اپتیکی مانند گاف انرژی اپتیکی بررسی شد. با تزریق ناخالصی یون آهن به نانوسیم ها کاهش گاف انرژی از 18/3 به 96/2 الکترون ولت مشاهده شد. لایه های نازک TiO2 با پخت لایه های تیتانیم در دمای ˚C500 بدست آمدند. لایه های تیتانیم به روش کندوپاش بر روی زیرلایه ی شیشه ای تهیه شدند. ضخامت لایه ها از روی فریزهای تداخلی در طیف اپتیکی و تصاویر SEM بررسی و مقایسه شد. پارامترهای اپتیکی همچون ضریب شکست، ضریب خاموشی، جذب، ثابت های دی الکتریک و رسانندگی و گاف انرژی اپتیکی برای لایه های نازک TiO2 با لایه نشانی در زمان و یا توان های مختلف مطالعه و بررسی شد. ساختار بلورینگی نانوساختارها از طریق آنالیز XRD و بررسی نوع نانوساختارها توسط تصاویر SEM مشخص شدند. ریخت شناسی سطوح و میزان ناهمواری نانوساختارهای دی اکسید تیتانیم از آنالیز AFM تعیین گردید. بررسی و محاسبه ی پارامترهای اپتیکی نیز با استفاده از طیف های اپتیکی حاصل از آنالیز UV-Vis صورت گرفت.

در دهه های گذشته روشهای متنوعی برای ساخت نانوساختارهای اکسید روی به کار رفته است. این پژوهش شامل دو بخش می باشد. در بخش اول نانوساختارهای اکسید روی خالص به روش سل-ژل تهیه شد. در بخش دوم نانوساختارهای اکسید روی آلاییده با یونهای فلز واسطه آهن تهیه شده است. در این پژوهش به مشخصه یابی نمونه های نانوساختار اکسید روی خالص و ناخالصی می پردازیم. همچنین اثر پارامترهایی مانند نوع نمک اولیه و زمان باز پخت و یا خواص مغناطیسی نیز مورد بررسی قرار می گیرد. خواص ساختاری نمونه های بدست آمده توسط طیف پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (Ft-IR) و طیف جذبی (UV-Visible) برسی شده است. هم چنین خواص مغناطیسی توسط مغناطیس سنج با نمونه ارتعاشی (VSM) بررسی شده است وبررسی های انجام شده و بر روی نمونه های نانوساختارهای اکسید روی نتایج زیر را در برداشت: الف) آنالیز طیف XRDی همه نمونه های بدست آمده در شرایط مختلف نشان می دهد که نانوساختارهای اکسید روی با ساختار ورتسایت بدون وجود هیچگونه ناخالصی ساختاری تشکیل شده اند. ب) آنالیز SEM گرفته شده از نمونه ها نیزنانوبودن ساختار را تایید می کند. همچنین نشان داده اند نمک پیش ماده بر روی مورفولوژی نانوساختارها تاثیر بسیار زیادی دارد بطوریکه نمک نیترات منجر به نانوصفحات دایره ای شده اما نمک استات منجر به نانومیله ها شده است. نتایج تاثیر زمان پخت برای نمک استات در دو ساعت پخت باعث شکل گیری نانوذرات و 24 ساعت پخت باعث شکل گیری نانومیله ها می شود. تاثیر زمان پخت به روی پیش ماده نیترات چندان نبوده و فقط تغییر اندازه میزان بهم پیوستگینانوذرات در نانوصفحات شده است. پ) از آنالیز FT-IR مشخص شد که تنها دو گروه عاملی هیدروکسیل و کربوکسیل در نمونه ها وجود دارند می توان با افزایش دمای پخت باعث کاهش آنها شد. در بخش دوم پروژه نیز که بررسی خواص اکسید روی آلاییده با عنصر واسطه ی آهن بود، نتایج زیر بدست آمد: ث) از انالیز XRD این نمونه پیداست که نمونه های ساخته شده تا آلایش 10 درصد آهن در ساختار ورتسایت بدون هیچگونه ناخالصی ساختاری شکل گرفته اند. افزایش ناخالصی سبب افزایش میزان نانوبلورها شده است ولی میزان آلایش تاثیری در اندازه نانوبلورها نداشته است. همچنین افزایش ناخالصی سبب افزایش تنش در نمونه ها شده است. ج) از آنالیز FT-

نانوساختارهای دوبعدی نقش بسزایی در صنعت الکترونیک ایفا می کند، بنابراین ساخت نانو ساختار دوبعدی ای که دارای خواص اپتیکی از جمله گاف انرژی کنترل شده باشد می تواند باعث پیشرفت چشم گیری در صنعت الکترونیک شود. اکسیدمنگنز از مواد ارزان، غیر سمی و سازگار با محیط زیست است، بنابراین مطالعه روی این اکسید در مقیاس نانو و بررسی خواص اپتیکی و مورفولوژی آن می تواند زمینه ای برای پیشرفت در زمینه های مختلف نانوتکنولوژی برای استفاده از ترکیبات سازگار با محیط زیست باشد. در این کار به روش رسوب از محلول شیمیایی و به شیوه ای بسیار ساده لایه هایی از نانوذرات اکسید منگنز ساخته شد (نانوذرات اکسید منگنز بر روی بستر شیشه ای در اندازه های 40 تا 90 نانومتر شنتز شدند)، که بررسی اثر پارامترهایی همچون غلظت و pH محلولی که لایه ها در آن ساخته می شوند و دمای بازپخت بر روی خواص اپتیکی و مورفولوژی سطح لایه ها پرداختیم. مشاهده شد که با تغییر این شرایط می توان خواص اپتیکی به ویژه گاف انرژی، زبری سطح لایه ها و شکل جزیره ها را تحت کنترل در آورد.

یکی از مشکلات سنتز نانوذرات مس این است که تولید آن در مقیاس وسیع مشکل است. تاکنون برای تولید نانوذرات از جوانه زنی همگن استفاده می شد، ولی در این پایان نامه نانوذرات مس با استفاده از جوانه زنی ناهمگن روی زیر لایه فولادی سنتز شد که اهمیت این کار در تولید وسیع نانوذرات و سنتز سبز آن هاست. سنتز سبز نانوذرات با بکار بردن سولفات مس به عنوان پیش ماده و آب دوبار تقطیر به عنوان حلال آبکاری روی زیر لایه فولادی انجام شد. در این پروژه ابتدا پوشش مس برروی زیر لایه فولادی ایجاد شد و اندازه ذرات آن در دماها و غلطت های مختلف با هم مقایسه شد. بررسی های نانوساختاری با میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و پراش سنجی پرتو ایکس XRD انجام شد. آنالیز XRD مشخص کرد که نانوذرات مس به دست آمده ساختار کریستالی FCC دارند. اندازه ذرات با آنالیز تصاویر SEM و در پراش پرتو ایکس با استفاده از رابطه شرر محاسبه شد. دما، غلطت پیش ماده، تلاطم محلول، نوع حلال و pH پارامترهای اثرگذار بر سرعت جوانه زنی و سرعت نشست ذرات و سرعت رشد ذرات بودند. مشاهده شد که هرچه دما و غلطت بالا می رود جوانه زنی روی بستر فولادی سریعتر صورت می گیرد و در یک زمان ثابت شاهد افزایش رشد ذرات خواهیم بود و همچنین میزان کلوخه ای شدن ذرات نیز بیشتر می شود. مشاهده شد که دما علاوه بر سایز، بر مورفولوژی ذرات نیز اثر گذار است. برای مقایسه سایز ذرات از دستگاه UV-Vis نیز استفاده شد. برای نگهداری نانوذرات مس در حالت محلول، حلال های مختلف بررسی شد. از بین حلالهای آب مقطر، متانول، پروپانول و اتانول، اتانول به عنوان بهترین حلال انتخاب شد. همچنین در این پروژه اثر بکارگیری حلال آلی اتیلن گلیکول نیز بررسی شد. دیده شد که در نانوذرات حاصل از آبکاری در حلال اتیلن گلیکول، اندازه ذرات کوچکتر و مورفولوژی یکنواخت تری دارند.

طراحی وسنتز یک نانو حامل بهینه شده برای کاربرد در دارورسانی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. طبق تحقیقات پیشین، نانوذرات اکسید آهن مغناطیسی به دلیل برخی ویژگی های مغناطیسی و ساختاری به عنوان حامل مناسبی در دارورسانی مورد توجه قرار گرفته اند، بنابراین بهینه سازی و اصلاح سطح و ایجاد خواص و ویژگی های مطلوب برای این نانو ذرات مغناطیسی به منظور استفاده در دارورسانی ضروری می باشد در این تحقیق نانو ذرات اکسید آهن مغناطیسی به روش همرسوبی سنتز و با پایدار کننده هایی نظیر: سیتریک اسید، آلفاسیکلودکسترین و کامپوزیت (دندریمر) آلفاسیکلودکسترین – سیتریک اسید و به روش های مختلف اصلاح سطح شده و خواص ساختاری و مغناطیسی آن ها با با استفاده از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)،پراش پرتو ایکس(XRD) ،آنالیز حرارتی (TGA)، اسپکتروفتومتری مادون قرمز(FT-IR)،مغناطیس سنجی (AGFM)و(UV-Visible Spectroscopy) مورد بررسی قرار گرفت.تصاویرSEMنشان می دهد که میانگین اندازه ی نانوذرات اصلاح شده با سیتریک اسید به روش سوم و نانوذرات اصلاح شده با آلفاسیکلودکسترین و کامپوزیت (دندریمر)آلفاسیکلودکسترین – سیتریک اسید به روش اول بزرگ تر از دیگر روش های به کار رفته برای اصلاح سطح این نانوذرات می باشد. همچنین نتایج الگوهایXRD و تصاویرSEMبا یکدیگر مطابقت کامل داشته و میانگین اندازه ی بلورک ها برای نانوذرات اصلاح شده با سیتریک اسید، به روش سوم و میانگین اندازه ی بلورک ها در نانوذرات اصلاح شده با آلفاسیکلودکسترین و کامپوزیت(دندریمر) آلفاسیکلودکسترین- سیتریک اسید، بزرگ تر از دیگر روش های اصلاح سطح بااین پایدارکننده ها می باشد. آنالیز حرارتی (TGA)، بیشترین کاهش وزن را برای نانوذرات اصلاح شده با سیتریک اسید و آلفاسیکلودکسترین و نیز نمونه های پوشش داده شده با کامپوزیت (دندریمر) آلفاسیکلودکسترین – سیتریک اسید به روش اول نشان داد. در مغناطیس سنجی (AGFM)، بیشترین میزان مغناطش اشباع برای نمونه های اصلاح شده با سیتریک اسید و آلفاسیکلودکسترین به ترتیب با (emu/g)50 ، (emu/g) 41 و برای نانو ذرات اصلاح شده با کامپوزیت (دندریمر) آلفا سیکلودکسترین – سیتریک اسید (emu/g) 42 محاسبه گردید. اسپکتروفتومتری مادون قرمز وجود پایدار کننده های مورد استفاده برای پوشش دهی نانوذرات را بر روی سطح آن ها نشان داد. بارگذاری داروی کوئرستین به عنوا

تخلیه فلزات سنگین به محیط زیست موضوعی است که در دهه اخیر مورد توجه فراوان قرار گرفته است. این آلودگی ها که از پساب برخی از صنایع وارد سیستمهای آبی می شوند، عبارتنداز سرب، کروم، اورانیوم، روی، کادمیم، نیکل، نقره و .... روشهای معمول برای حذف یونهای فلزی از محلولهای آبی شامل ترسیب شیمیایی، لخته سازی بوسیله آهک زنی، اسمز معکوس، استخراج از مایع، تبادل یونی و ... می باشد. این روشها دارای معایبی از قبیل عدم حذف کامل یونها، نیاز بالای مواد و انرژی، تولید مواد زائد مضر و محصولات جانبی دیگر هستند. بنابراین به یک روش موثر و ارزان نیاز داریم که قادر باشد یونهای فلزات سنگین را از پساب های صنعتی حذف نماید. اخیراً تحقیقاتی در زمینه حذف یونهای فلزات سنگین از محلولهای آبی توسط جذب بیولوژیکی با استفاده از مواردی که قادرند با یونهای فلزات سنگین پیوند برقرار نمایند، در حال انجام است. جذب بیولوژیکی را می توان بصورت توانایی مواد بیولوژیکی برای حذف فلزات از محلولهای آبی با استفاده از روش فیزیک و شیمیایی تعریف کرد. در مطالعه حاظر جذب بیولوژیکی یون فلز کادمیم (2) با استفاده از جاذب بیولوژیکی کاه نخود و کاه نخود اصلاح شده با نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 بصورت تابعی از غلظت اولیه یونهایی فلزی، دوز جاذب، زمان تماس و pH در یک سیستم ناپیوسته انجام شد. ایزوترمهای لانگمیر و فرندلیچ برای داده های تعادلی بدست آمده در شرایط بهینه بکار رفت. همچنین معادله سینتیکی درجه دو به خوبی با داده های جذب بیولوژیکی تطابق داشتند.

در این کار تحقیقاتی، اپتدا اکسید گرافن و اکسید گرافن اصلاح شده با نانوذرات دی اکسید تیتانیوم شاخته شد. سپس هریک از مواد ساخته شده مذکور توسط تکنیک طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، تایید ساختار گردیدند. در ادامه تاثیر هریک از مواد ساخته شده مذکور به عنوان افزودنی بر روی خواص مکانیکی ملات سیمان بررسی گردید. درصدهای مختلف از افزودنی های مذکور در دامنه درصد وزنی متفاوت به ملات سیمان اضافه گردید و پس از عمل آوری نمونه ها در دوره های مختلف (7 و 28) روزه، تست های فشاری و خمشی نمونه ها توسط دستگاه تست مقاومت خمشی و فشاری انجام گردید. از نمونه های ملات سیمان با درصد بهینه و پس از عمل آوری 28 روزه تشاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس گرفته شد. نتایج نشان میدهد که بعد از عمل آوریهای 7 و 28 روزه با افزایش مقدار درصد اکسید گرافن به نمونه ملات سیمان تا حدود 0/1 درصد روند تغییرات در نمودار افزایشی با شیب تند و از 0/1 تا 0/3 درصد با شیب ملایم تری مقاومت فشاری افزایش و بهبود یافته است. در خصوص مقاومت خمشی آن نیز رفتار نسبتا مشابهی دیده می شود، در 0/09 درصد به 80 درصد افزایش مقاومت خمشی در مقایسه با نمونه شاهد در عمل آوری 28 روزه رسیدیم. در خصوص افزودن نانوذرات دی اکسید تیتانیوم، که ما شاهد افزایش 13 درصدی در مقاومت فشاری در مقایسه با نمونه شاهد در عمل آوری 28 روزه بودیم. افزایش مقدار نانوذرات تقریبا تا حدود 0/1 درصد افزایش مقاومت خمشی و فشاری را به دنبال دارد، که در نهایت به افزایش 25 درصدی مقاومت خمشی در مقایسه با شاهد در عمل آوری 28 روزه رسیدیم. افزایش مقاومت فشاری و خمشی نمونه های حاوی اکسید گرافن-دی اکسید تیتانیوم در نسبت 0/3-0/09 برای مقاومت خمشی و فشاری را می توان به مصرف سریع هیدروکسید نسبت داد که در طول فرایند هیدراسیون سیمان، به خاطر واکنش پذیری نانوذرات دی اکسید تیتانیوم ظاهر می گردد.