نام پژوهشگر: مهدی اردیانیان

تهیه وتعیین پارامترهای بهینه در ساخت لایه های نازک نانوساختاراکسیدروی (zno) و مطالعه تاثیر ناخالصی لیتیوم (li) بر خواص ساختاری، الکتریکی واپتیکی آن
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده فیزیک 1390
  ناصر صدیق   مهدی اردیانیان

در این تحقیق، لایه های نازک نیمرسانای شفاف اکسید روی به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بسترهای شیشه ای تهیه شده است. نخست، اثر حجم محلول اولیه ، آهنگ لایه نشانی و دمای بستر بر روی خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایه های نازک zno بررسی شد. نتایج این بررسی ها نشان داد که حجم محلول، آهنگ لایه نشانی و دمای بستر بهینه برای تهیه لایه های نازک نانوساختار اکسید روی با رسانایی الکتریکی نوع-n و شفافیت اپتیکی بالا به ترتیب cc 1000 ، mil/min3و ?c450 است. در مرحله بعد، با استفاده از این پارامترهای بهینه، تاثیر ناخالصی لیتیم (li) به عنوان پذیرنده بر روی خواص ساختاری، الکتریکی، اپتیکی لایه های نازک zno بررسی شد. برای ناخالص سازی از کلرید لیتیم (licl) با نسبت های مولی مختلف در محلول اولیه استفاده شد. در تهیه محلول ناخالصی، مقدار نسبت اتم ناخالصی به اتم میزبان [li]/[ zn]در درصدهای 0%- 5%- 10%- 15%- 20%- 30%- 40%- 50% 60% و 70% تعیین شد. خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایه های نازک zn1-xlixoبا استفاده از اندازه گیری های پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف-سنجی uv-vis، آزمایش اثر هال مطالعه شد. نتایج حاصل از آنالیز xrd نشان داد که همه نمونه ها دارای پیک ارجح در راستای (002) بوده که نشان دهنده تشکیل ساختار ورتسایت هگزاگونال اکسید روی در لایه-های zno و zno:li است.. همه لایه ها شفافیت اپتیکی بالای85 % را از خود نشان می دهند. نتایج اندازه گیری گاف اپتیکی بیانگر کاهش کلی در مقدار گاف پس از آلایش می باشد که می توان آن را به آثار بس ذره ای و باز بهنجارش گاف انرژی نسبت داد. با استفاده از اثر هال مشاهده شد که نمونه ها نیم رسانای نوع pبا چگالی حامل های اکثریت از مرتبه ی cm-313 10هستند اما در غلظت های بالاتر از60 % نیم رسانا دوباره به نوع n تبدیل می شود، این فرایند به اثر خود جبرانی یونهای لیتیوم نسبت داده می شود. کمترین مقاومت الکتریکی برای غلظت ناخالصی 10%= x بدست آمده که با افزایش غلظت افزایش می یابد. افزایش مقاومت به پراکندگی الکترون ها در مرزهای دانه ای و همچنین جایگزینی اتمهای لیتیوم در فاصله های بین شبکه ای نسبت داده می شود.با استفاده از نتایج اندازه گیری رسانندگی پیشنهاد می شود که لایه های نازک zno و zno:liبدلیل مشاهده رسانندگی کمتر، در قطعات پیزوالکتریک، سنسورهای گازی و موج آکوستیکی سطحی (saw) کاربرد داشته باشد.

بررسی خواص ساختاری، اپتیکی و الکتریکی لایه های نازک نانو ساختار اکسیدروی(zno) آلائیده با قلع(sn) و لایه های نازک نانو ساختار سولفیدروی(zns) به روش اسپری پایرولیزیز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده فیزیک 1391
  مجید معینی   احمد کتابی

در این تحقیق، لایه های نازک نیمرسانای شفاف اکسیدروی آلاییده با قلع (zno:sn) و سولفیدروی (zns) به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بسترهای شیشه ای تهیه شده است. در بخش اول تاثیر درصد ناخالصی قلع(sn) بر روی خواص ساختاری، اپتیکی، الکتریکی، ترموالکتریکی و فوتورسانشی لایه های نازک zno بررسی شد. برای ناخالص سازی از کلرید قلع (sncl2) با نسبت های مولی مختلف در محلول اولیه استفاده شد. در تهیه محلول ناخالصی، مقدار نسبت اتم ناخالصی به اتم میزبان [sn]/[ zn] در درصدهای 0%- 5%- 10%- 15%- 20%- 30% و 50% تعیین شد. نتایج حاصل از آنالیز xrd نشان داد که همه نمونه ها دارای پیک ارجح در راستای (002) بوده که نشان دهنده تشکیل ساختار ورتسایت هگزاگونال اکسید روی در لایه های zno:sn است. برای درصدهای ناخالصی10%- 15% و 20% فاز جدید snoو برای درصدهای30% و 50% ناخالصی، فاز جدید znsno3 مشاهده شد. بالاترین شفافیت اپتیکی مربوط به نمونه با 30% ناخالصی می باشد. نتایج اندازه گیری گاف اپتیکی بیانگر کاهش در مقدار گاف پس از آلایش می باشد. با استفاده از اثر هال مشاهده شد که نمونه ها نیم رسانای نوع n با چگالی حامل های اکثریت از مرتبه ی cm-31017- 16 10هستند. کمترین مقاومت الکتریکی مربوط به تراکم ناخالصی 30% است. نتایج آزمایش اثر سیبک نیز رسانش نوع p را در دماهای بالا نشان می دهد و نمونه با 10% ناخالصی بالاترین ولتاژ ترموالکتریک و بالاترین عامل توان را داراست. نتایج آزمایش فوتورسانایی نیز نشان داد که نمونه های با 30% و 50% ناخالصی، بیشترین کاهش مقاومت را در اثر نوردهی داشته اند. در بخش دوم اثر غلظت مولی ترکیبات در محلول اولیه و نسبت مولی ترکیبات([s]/[ zn] x= ) بر روی خواص ساختاری و اپتیکی لایه های نازک zns مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پراش اشعه ایکس بیانگر ساختار بس بلور از نانوبلورهای با ساختار zns در راستای ارجح (111) می باشد. لایه ها دارای شفافیت بالای 80% برای غلظت محلول کمتر از 5/0 مولار هستند. به دلیل اثر محدودیت کوانتومی، گاف اپتیکی نمونه ها بسته به ابعاد بلورکها پهن می شود.

تهیه و بررسی خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایه های نازک نانوساختار اکسید روی (zno )آلائیده با فلوئور(f)تهیه شده به روش اسپری پایرولیزیز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده علوم پایه دامغان 1392
  فاطمه تجری   مهدی اردیانیان

در این تحقیق، لایه های نازک نیمرسانای شفاف اکسید روی آلائیده با فلوئور zno:f) ) به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بسترهای شیشه ای تهیه شده است. تاثیر ناخالصی فلوئور بر روی خواص ساختاری، الکتریکی، اپتیکی، ترموالکتریکی و فوتورسانایی لایه های نازک zno) ) بررسی شد. نسبت های اتمی فلوئور به روی (x=[f]/[zn]) از 0 تا 80% در محلول اسپری تغییر داده شد. نتایج به دست آمده از آنالیز xrd تشکیل ساختار بس بلور ورتسایت با جهت گیری ارجح (002) را نشان داد. کمترین مقاومت سطحی برابر با (m?/sq.) 18/2 و بالاترین چگالی حامل ها از مرتبه 1014 برای نمونه zno:f (20 at.%) به دست آمد. اندازه گیری های اثر هال و سیبک رسانش نوع n در همه نمونه های جایگذاری شده را نشان دادند. شفافیت اپتیکی لایه ها در محدوده 50 تا 90 % در ناحیه مرئی تغییر کرد. با افزایش سطح ناخالصی فلوئور گاف نواری از 27/3 به 23/3 الکترون ولت کاهش یافت. هم چنین لایه های اکسید روی آلائیده به فلوئور خواص فوتورسانایی بهتری نسبت به نمونه اکسید روی خالص از خود نشان دادند.

تهیه و مطالعه خواص ساختاری و الکتریکی لایه های نازک نانوساختار اکسید منگنز لانتانیوم ‎ lamno3با ناخالصی sr‎ بر روی زیرلایه سیلیکون
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده فیزیک 1392
  مهدی نعمتی   احمد قلی زاده

در این ‏تحقیق، لایه های نازک اکسید لانتانیوم منگنز آلاییده با استر‏انسیوم به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بسترهای ‎ si(100) ‎ و کوارتز آمورف تهیه شده است. نخست، با تغییر نوع محلول اولیه کلریدی و نیتراتی، دمای بستر و گرمادهی نمونه ها در محیط های هوا و آرگون و بررسی خواص ساختاری، شرایط بهینه ساخت لایه های نازک‎ lamno3‎ بررسی شد. بررسی ها نشان می دهد که دمای بستر بهینه برای تهیه لایه های نازک نانوساختار اکسید لانتانیوم منگنز ‎550 ℃‎ است. هم چنین فاز پروسکایت راستگوشه تنها در لایه های گرمادهی شده در محیط آرگون مشاهده شد. در مرحله بعد با استفاده از پارامترهای بهینه‏، لایه های‎ ) 45/0 و30/0 ، 15/0 ،0/0 x= ( la1-xsrxmno3 تهیه شد‎‏ند. نتایج حاصل از الگوهای پراشی نشان داد نمونه های آلاییده دارای ساختار شبه مکعبی می باشند. نتایج اندازه گیری اثر هال نشان داد نمونه ها‏ی مورد مطالعه دارای رسانش نوع ‎n‎ می باشند، کمترین مقاومت سطحی برای نمونه ‎ 3/0x= مشاهده شد.

ساخت و مطالعه ساختار و خواص نوری لایه های نازک سولفید روی آلاییده با قلع تهیه شده به روش اسپری پایرولیزیز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده علوم پایه دامغان 1392
  امیر سلیمی   مهدی اردیانیان

در این تحقیق، لایه سولفید روی و سولفید روی آلاییده به قلع به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بستر شیشه ای تهیه شد. اثر غلظت zn در محلول اولیه، دمای بستر و آهنگ اسپری بر روی خواص ساختاری لایه ها بررسی شد. سپس دو دسته لایه سولفید روی آلاییده به قلع در دو دمای مختلف °c450 و °c550 تهیه شد. نسبت اتمی قلع به روی x=[sn]/[zn] در درصدهای 0%-5%-10%-15% و 20% در محلول اسپری تعیین شد. آنالیز پراش پرتو x تشکیل ساختار اسفالریت و شش گوشی سولفید روی را به ترتیب در لایه های تهیه شده در دمای °c450 و °c550 نشان داد. در نمونه تهیه شده در °c450، فاز sns2 برای سطح آلایش x=0/15 و بالاتر از آن مشاهده شد، در حالی که فاز چهارگوشی sno2 برای لایه سولفید روی آلاییده شده با همه نسبت های مولی قلع تهیه شده در °c550 شناسایی شد. با استفاده از تصاویر afm، اندازه متوسط دانه ها با افزایش سطح آلایش قلع افزایش پیدا کرد. طیف عبوری به طور متوسط در گستره 40-75% و 20-60% به ترتیب برای لایه های تهیه شده در °c450 و °c550 بدست آمد. مقدار گاف نواری در گستره 3/08-ev 3/72 و 3/03-ev 3/59 به ترتیب برای نمونه های تهیه شده در °c450 و°c550 بدست آمد.

ساخت و مطالعه خواص ساختاری، الکتریکی و اپتیکی لایه های نازک نانوساختار اکسید روی (zno) آلاییده با نیکل (ni) تهیه شده به روش اسپری پایرولیزیز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده علوم پایه دامغان 1392
  مصطفی حبیبی اصل   مهدی اردیانیان

در این تحقیق، لایه های نازک نیمرسانای شفاف اکسید روی آلاییده با نیکل zno:ni) ) به روش اسپری پایرولیزیزیر روی بسترهای شیشه-ای تهیه شده اند. تأثیر ناخالصی نیکل بر روی خواص ساختاری، الکتریکی، اپتیکی، ترموالکتریکی و فوتورسانایی لایه های نازک zno) ) بررسی شد. نسبت¬های اتمی نیکل به روی (x=[ni]/[zn]) از 0/0 تا 12% در محلول اسپری تغییر داده شد. نتایج به¬دست آمده از آنالیز پراش پرتو-x تشکیل ساختار بس¬بلور ورتسایت با سمت گیری ارجح (002) را نشان داد. کمترین مقاومت سطحی برابر با (mω/sq.) 15/8 مربوط به نمونه zno:ni(0 at.%) و بالاترین چگالی حامل ها از مرتبه 1014 برای نمونه zno:ni (0 at.%) به¬دست آمد. اندازه¬گیری¬های اثر هال و سیبک رسانش نوع n در همه نمونه¬های لایه نشانی شده را نشان دادند. شفافیت اپتیکی لایه¬ها در محدوده 80 تا 95 % در ناحیه مرئی تغییر کرد. با افزایش سطح ناخالصی نیکل گاف نواری از 27/3 به 28/3 الکترون¬ولت افزایش یافت. هم¬چنین لایه های اکسید روی آلاییده به نیکل خواص فوتورسانایی بهتری نسبت به نمونه اکسید روی خالص از خود نشان دادند. میزان انرژی فعالسازی لایه های اکسید روی آلاییده به نیکل نسبت به نمونه اکسید روی خالص افزایش پیدا کرد.

مطالعه ی خواص آماری و ریختی سطوح ناهموار اکسید روی آلاییده با قلع لایه نشانی شده توسط اسپری پایرولیزیز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده فیزیک 1393
  زهرا فلاحی   شاهین روحانی

در این مطالعه لایه های نازک اکسید روی و اکسید روی آلاییده با قلع‎‎ به روش اسپری پایرولیزیز بر روی بسترهای شیشه ای‏ تهیه شده اند. خواص مختلف آماری و ریختی لایه ها مانند ممان های آماری درجه اول و دوم‏، بعد فرکتالی ‎و همچنین دینامیک رشد این سطوح با استفاده از تصاویر ‎afm‎ ‎ نمونه های تهیه شده‏، بررسی شده اند. بنابراین دنبال کردن رشد این سطوح در طول افزایش ضخامت لایه های نازک امکان پذیر گردیده و نمای‎‎‎ رشد قابل محاسبه اند که بر اساس آن می توان محدوده ی کلاس جهانی رشد این لایه ها را حدس زد. میانگین نمای زبری لایه های نازک اکسید روی ‎ 0.49 ‎ و نمای رشد لایه ها تا ضخامت حدود ‎ ‎150‎ ‎ نانومتر‏، ‎‎ ‎1.57‎ ‎ و برای ضخامت های بیشتر از ‎170‎ نانومتر‏، ‎0.76‎‎ ‎‎ بدست آمده است. با توجه به نتایج‏، دو رژیم رشد برای دینامیک رشد سطح لایه های نازک اکسید روی مشاهده می شود. نمای زبری و رشد لایه های نازک اکسید روی با ناخالصی قلع ‏، به ترتیب ‎‎ 0.58 ‎‎ و 1.74 بدست آمد. به دلیل نادیده گرفتن اثرات سایه و بازنشر در مدل های رشد‏، نمونه های مورد مطالعه در هیچ کلاس جهانی قرار نگرفت. همچنین در طول رشد‏، اندازه ی بلورک ها توسط طیف پراش پرتوx ‎ ‎‎‎تخمین زده شد. در نهایت مقدار بعد فرکتالی در طول رشد با دو روش شمارش جعبه ای‎ ‎‎و رابطه ی همبستگی‎ ‎‎محاسبه شد.

بررسی خواص فیزیکی لایه های نازک نانو ساختاری سولفید نقره (ag2s)تهیه شده به روش اسپری پایرولیزیز
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده فیزیک 1393
  روح اله ترکمانی   مهدی عادلی فرد

در این تحقیق خواص فیزیکی لایه های نازک نانو ساختاری سولفید نقره و نیمرساناهای ترکیبی سه تایی (ag8sns6)(sts) تهیه شده به روش اسپری پایرولیزیز بر روی زیر لایه شیشیه، همچنین تاثیر بازپخت بر روی این ترکیبات سه تایی مورد مطالعه قرار گرفته اند. در این مطالعه از دستگاه های مختلف شامل: میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، پراش پرتو ایکس (xrd)، طیف سنج uv-vis ، آزمایش های اثر هال و اثر سیبک استفاده شده است.

بررسی های ساختاری، اپتیکی و کاتالیستی نانو ذرات la1-xcaxco0.5mn0.5o3 (x = 0.00, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75) در اکسایش co و c2h6
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه علوم پایه دامغان - دانشکده فیزیک 1394
  حمید یوسفی   احمد قلی زاده

در این پژوهش، ویژگی های ساختاری، اپتیکی، اکسایشی- کاهشی و کاتالیستی نانو کاتالیست های (x = 0.00, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75, 1.00) 1-xcaxmn0.5co0.5o3 la تهیه شده به روش سیترات، برای تبدیل coو c2h6 به co2 و آب بررسی شده اند. بررسی های ساختاری نانوکاتالیست ها توسط پراش پرتو ایکس (xrd) و طیف بینی ft-ir، بررسی های فازی و ریخت شناسی سطح با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، تعیین اندازه بلورک ها و اندازه ذرات به کمک xrd و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، خواص اکسایشی – کاهشی نمونه ها با استفاده از اندازه گیری های هدایت الکتریکی، محاسبه گاف انرژی نمونه ها از طیف بینی uv-vis و در نهایت اکسایش coو c2h6 توسط اندازه گیری های عملکرد کاتالیست ها انجام شدند. نتایج ساختاری حاکی از تشکیل ساختار پروسکایت تک میل (گروه فضایی p21/n) برای نمونه 00/0 x = و ساختار پروسکایت لوزی رخ (گروه فضایی r-3c) برای دیگر نمونه ها می باشد که با افزایش جانشانی کلسیم، فاز ناخالصی ca3comno6 ظاهر می شود. این تغییرات ساختاری در طیف های ir نمونه ها مشاهده شد. اندازه بلورک نمونه ها به سه روش شرر، ویلیامسون- هال و رسم تنش- اندازه محاسبه شد که کمینه مقدار را برای نمونه 30/0 x = نشان می دهند. نتایج کاتالیستی نشان می دهد که در نمونه های جانشانی شده، کاتالیست 45/0 x = بهترین عملکرد را نشان می دهد.