ساخت نانوذرات نقره? به دلیل کاربردهای فراوان در صنعت و فناوری از زمینه های جالب توجه در فیزیک حالت جامد می باشد. ماده ای که در مقیاس نانو ساخته می شود? خواص ویژه ای دارد که به دلیل اثرات کوانتومی آنهاست. در این تحقیق? از روش فوتوشیمیایی جهت ساخت نانوذرات نقره استفاده شده است که روشی موثر جهت تولید رادیکال های آزاد می باشد و باعث احیای یون های فلزی به اتم فلزی می شوند. نانوذرات نقره از طریق پرتودهی اشعه فرابنفش محلول نیترات نقره و پلی وینیل پیرولیدن ساخته شدند. اثرات pvp ? نیترات نقره? شدت و مدت زمان پرتودهی بررسی شده است. جهت افزایش سرعت فرآیند احیاء نوری? از ماده اتیلن گلیکول استفاده شد. نتایج نشان می دهد که بعد از گذشت 7 ساعت از زمان پرتودهی? فرآیند احیاء نوری کامل می شود. در نتیجه هسته بندی جدیدی روی نمی دهد و هسته های اولیه رشد خواهند کرد. نانوذرات نقره حاصل شده توسط میکروسکوپ الکترون روبشی (sem)? پراش اشعه x و طیف های جذب و عبور نوری بررسی شده اند. نمودارهای xrd تائیدی بر بلوری بودن نانوذرات نقره و ساختار fcc آنها می باشد. حضور قله پلاسمونی در حدود nm 400 نشان دهنده شکل گیری نانوذرات کروی نقره و اندازه ذرات در حدود nm 70-20 می باشد. نتایج نشان داد که با افزایش شدت پرتو فرابنفش و یا افزایش زمان پرتودهی سرعت رشد نانوذرات نقره بیشتر می شود و افزایش غلظت pvp سبب پراکندگی بهتر نانوذرات می گردد. همچنین افزایش عامل احیاءکننده eg باعث افزایش سرعت واکنش و کاهش مدت زمان پرتودهی می شود. کلمات کلیدی : فوتوشیمیایی- نانوذرات نقره – پلی وینیل پیرولیدن - اشعه فرابنفش

امروزه نانو ذرات نقره به دلیل کاربرد های فراوانی که در نانو الکترونیک، انتقال دارو، ذخیره اطلاعات، فرآیند های کاتالیستی و فعالیت های ضد باکتریائی دارند منجر به علاقه رو به رشدی برای ساخت و مطالعه این نانو ذرات شده است. از آنجا که خواص فیزیکی و شیمیایی نانو ساختارها به شدت به نسبت ابعادی آنها وابسته است لذا یافتن روشی آسان، سریع و کارآمد به منظور تعیین نسبت ابعادی نانو ساختارها از اهمیت خاصی برخورداراست. در میان روش های ساخت، روش شیمیایی با توجه به اینکه حرکت از مقیاس اتمی به سمت حالت های نانو متری تا حد بالایی به شیمی واکنش دهنده ها وابسته می باشد. بدین ترتیب طبیعی به نظر می رسد که از میان روش های ساخت، روش شیمیایی بیش از سایر موارد مورد توجه قرار بگیرد. علی رغم تحقیقات گسترده ای در این حوزه بدلیل تنوع مواد به کار رفته، پیچیدگی های ناشی از تنوع اشکال، وجود توابع توزیع در اندازه ذرات و نیز برهم کنش های فیزیکی و شیمیایی میان ذرات با یکدیگر و محیط، نیاز به تحقیقات بیشتر در این حوزه احساس می گردد. باتوجه به مطالب ذکر شده، تحقیق حاضر به منظور فراهم آوردن اطلاعات پایه ای در این حوزه صورت گرفت. در این پروژه از مواد اولیه همچون نیترات نقره و ‎ pvp (polyvinyl pyrrolidone)‎ وحلال اتیلن گلیکول استفاده شده است. pvp ‎ به عنوان عامل محافظت کننده از تراکم نانو ذرات نقره و اتیلن گلیکول به سبب ماده کاهنده ی قوی یون های نقره مورد استفاده قرار گرفته اند. علاوه بر آن قله تشدید پلاسمونی محلول حاوی نانو ذرات در ناحیه ی مرئی قرار دارد. ‎ بطورکلی مطالب این تحقیق در ‎?‎ فصل ارائه گردیده است. از آنجای‏یکه خواص فیزیکی و شیمیایی نانو ذرات نقره و کاربردهایش بسیار مورد توجه است، در فصل اول به بررسی این خواص و کاربردهای نانو ذرات پرداخته شده است. از طرف دیگر برای شناسایی نانو مواد به ابزارهایی نیاز می شود که در فصل دوم به برخی از آنها اشاره می شود. ‎ همچنین درفصل سوم مروری بر مبانی تئوری های حاکم بر نانو مواد از جمله هسته بندی، رشد و بررسی خواص نوری به ویژه تشدید پلاسمونی پرداخته شده است. فصل چهارم به منظور مقایسه نتایج بدست آمده در طی این پروژه با کارهای صورت گرفته توسط سایر محققین، ارائه گردیده است. هرچند این نتایج به صورت خلاصه وار بیان گشته است. مطالعه ی این فصل دید روشنی در رابطه با خواص نوری، اهمیت و کاربردهای متنوع آن و نیز تاثیر عوامل مختلف بر نانو ساختارها ارائه می دهد. فصل پنجم به بررسی فعالیت های انجام شده در خصوص ساخت و بررسی خواص اپتیکی نانو ذرات می پردازد. نتایج اندازه گیری طیف اپتیکی از نمونه ها با تغییر پارامترهای مختلف ما را در تحلیل روند تحول شکل و اندازه ی این نانو ساختارها کمک خواهد کرد.

در این پژوهش، برانگیختگی موج پلاریتون-پلاسمون سطحی در فصل مشترک تخت لایه نازک فلزی نقره و لایه نازک مجسمه سازی شده کایرال منیزیم فلوراید راستگرد با استفاده از روش ماتریس انتقال در ”پیکربندی کریشمن“ به طور نظری تحقیق شده است. طیفهای جذب اپتیکی ساختار برای قطبشهای خطی نوع s و p بر حسب تابعی از جهت نور فرودی مطالعه شده است.تأثیر پارامترهای مختلف ساختاری و پاشندگی تابع دی الکتریک بر قلّه پلاریتون-پلاسمون سطحی بررسی شده است. محاسبات مدل سازی اپتیکی نشان میدهند که برای قطبش خطی نوع p،چندین مد پلاریتون-پلاسمون سطحی در فصل مشترک وجود دارند که با سرعتهای فاز متفاوت انتشار می یابند در حالی که برای قطبش خطی نوعs، قلّه ی پلاسمونی مشاهده نمی شود. بنابراین این مطالعه ممکن است برای مشخصهیابی خواص پلاسمونیکی در فصل مشترک نانو ساختارهای نقره و لایههای نازک ناهمسانگرد کایرال کاربرد داشته باشد.

در ‎این پژوهش , ابتدا به بررسی نظریه کلاسیک مای می پردازیم و پراکندگی نور توسط نانوذرات کروی با استفاده از حل معادلات ماکسول را مورد بررسی قرار می دهیم. ضرایب کلاسیک مای را بدست آورده و با استفاده از آنها , راندمان پراکندگی برای نانوذرات را محاسبه می کنیم . شرایط ایجاد تشدید در نانومواد مختلف تحلیل شده اند و نشان داده شد که نوسانات تشدید در متامواد با ضریب شکست منفی , هیچ وابستگی ای به پارامتر اندازه ندارد. سپس نظریه مای را برای نانوذرات در حد 0?? ‎‎ محاسبه می کنیم. در اینجا با استفاده از ضرایب مای , روابط کلاسیوس-موساتی را برای نانوذرات بازنویسی می کنیم و گذردهی الکتریکی موثر و تراوایی مغناطیسی موثر‎‎‎ را محاسبه می کنیم. خواهیم دید که این روابط به تابع دی الکتریک محیط پیرامون‎ ,طول‎ موج فرودی‎‎‎ , تابع پرشدگی و طول نانوذرات و نانوحفره ها ‎بستگی دارند. سپس گذردهی الکتریکی موثر و تراوایی مغناطیسی موثر را برای دو محیط نقره و طلاحاوی نانو حفره ها هوا , با استفاده از روش های محاسباتی , بررسی می کنیم و خواهیم دید که تحت چه شرایطی مقدار آنها منفی می گردد. هرگاه گذردهی الکتریکی موثر و تراوایی مغناطیسی موثر به طور همزمان دارای مقادیری منفی باشند , ضریب شکست موثر منفی حاصل می گردد. ضریب شکست موثر برای این دو محیط مورد بحث قرار می گیرد و شرایط ایجاد ضریب شکست منفی و دست یابی به متامواد بررسی می گردد. در پایان به بررسی محیط های آلیاژی طلا-نقره می پردازیم و شرایط ضریب شکست موثر منفی در این محیط ها را بررسی می کنیم.

در این پژوهش، سطح مقطع های جذب، پراکندگی و خاموشی نانوذرات کروی طلا، نقره و آلیاژ طلا- نقره در چارچوب نظریه ی لورنز - مای تعمیم یافته، مطالعه می شوند. در محاسبات عددی از سطح مقطع های جذب، پراکندگی و خاموشی در محدوده های میدانی دور، ضرایب شکل پرتوی جایگزیده ی بهبود یافته و توابع دی الکتریک مختلط تجربی استفاده می شود. تغییرات ارتفاع، موقعیت طول موج تشدیدهای پلاسمون ذره ای و پهنای نواری قله های پلاسمونی بر حسب تغییرات شعاع نانوذرات، ضریب شکست محیط پیرامون و درصد آلیاژ مورد بررسی قرار خواهد گرفت و فاکتور بازده پراکندگی برحسب شعاع و همچنین سهم مدهای الکتریکی و مغناطیسی در سطح مقطع ها و فاکتورهای بازده محاسبه می شوند. در این تحقیق، نانوذرات در موقعیت های دلخواهی نظیر موقعیت های محوری و مرکز میانه پرتو قرارداده می شوند و تأثیر تغییرات موقعیت قرارگیری نانوذره بر کاهش ارتفاع قله های پلاسمونی و ضرایب شکل پرتو مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته می شود. در پایان، کاهش در ارتفاع قله های پلاسمونی با کاهش اندازه ی شعاع میانه ی پرتو به خوبی مشاهده می شود.

در این پژوهش، سطح مقطع های جذب، پراکندگی و خاموشی نانوذرات نقره (مانند شکل های مکعبی، هرمی و بیضی گون) در چارچوب نظریه تقریب دوقطبی های مجزا مطالعه شدند. در محاسبات عددی از تابع دی الکتریک تجربی نقره استفاده شده است. تمام محاسبات در ناحیه میدان های دور انجام شده است. طول موج، ارتفاع و پهنای قله های پلاسمونی در سطح مقطع خاموشی بررسی شده است و اثر اندازه نانوذرات و محیط پیرامون بر روی فاکتور جذب و پراکندگی، طول موج، ارتفاع و پهنای قله های پلاسمونی مورد مطالعه قرار گرفت.

ساخت نانو ذرات نقره واکسید تیتانیوم بخاطر کابردهای فراوان در صنعت و ناوری از زمینه های جالتب توجه بدر فیزیک حالت جامد مباشند. در این میان ساخت نانو ذرات پوسته - هسته ای با پوسته اکسید تیتانیوم و هسته نقره بخاطر کابردهای زیادی که در زمینه های سلول خورشیدی، الکترونیک، حود تمیز شوندگی و ... دارد مورد توجه خیلی زا محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، از روش شمییایی برای ساخت نانو ذرات ag@tio2 از پیش ماده ی نیتران نقره و نانو ذرات اکسید تیتانیوم در حضور اتیلن گلیکول و پلی وینیل پیرولیدون استخراج شده است. با توجه به اینکه اندازه و شکل نانو ذرات روی کابردشان تاثیر مستقیی دارد بدین منظور تاثیرات نقره، اکسید تیتانیوم و pvp مورد بررسی قرار گرفته شده است. همچنین تاثیرات نرخ تزریق و pvp بعنوان یک ماده بسیار مهم روی اندازه و شکل نانو ذرات برای رسیدن به بهترین حالت بلوری نیز مورد بررسی قرار گرفته شده است. نانو ذرات ag@tio2 حاصل شده توسط میکروسکوپ الکترون روبشی sem، پراش اشعه x وطیف جذب نوری uv-vis بررسی شد. نمودار xrd تاییدی بر بلوری بودن نانو ذرات و ساختار fcc نانو ذرات نقره و تتراگونال اکسید تیتانیوم میباشد. حضور قله پلاسمونی در حوالی 400nm نشان دهنده ی شکل گیری نانو ذرات کروی نقره و اندازه ذرات در حدود 70-20 نانومتر میباشد. نایح نشان میدهد که افزایش غلظت نیترات نقره و اکسید تیتانیوم باعث ساحت نانو ذرات ag@tio2 با شکاف انرژی کوچکتر میشود، و با افزایش غلظت pvp سبب ایجاد نانو ذرات با اندازه کوچکتر و هسته بندی همگن (کروی) میشود. همچنین میتوان با افزایش نرخ تزریق به تعدادی بیشتری از نانو ذرات با اندازه های 30 نانومتر دست یافت.

دراین پایان نامه، انتشار امواج پلاریتون-پلاسمون سطحی در فصل مشترک تخت لایه فلزی نقره و لایه نازک کایرال چندگوشی تیتانیم دی¬اکسید در یک پیکربندی کرشمن و با استفاده از روش ماتریس انتقال به طور نظری تحقیق شد. به منظور تعیین گذردهی نسبی لایه نازک کایرال چندگوشی، از فرمولبندی همگن سازی بروگمن استفاده شد. بستگی جذب اپتیکی به پارامترهای ساختاریبرای نور فرودی با قطبش خطی مطالعه و با نتایج حاصل از فصل مشترک ساختار فلز-لایه نازک مجسمه¬سازی شده کایرال به عنوان یک ساختار مرجع مقایسه شد. ما چندین مد پلاریتون-پلاسمون سطحی را با فرکانس¬های یکسان در فصل مشترک تخت فلز و لایه نازک کایرال چندگوشی یافتیم. که این امواج پلاریتون-پلاسمون سطحی با سرعت¬های¬ فاز متفاوت در فصل مشترک منتشر می¬شوند. متوسط زمانی بردار پوینتینگ برحسب تابعی از ضخامت لایه فلزی نشان می¬دهد که در یک ضخامت فلزی مشخص(ضخامت اشباع)، انرژی فوتون¬های نور فرودی به پلاسمون¬های سطحی فلز انتقال یافته و پلاریتون-پلاسمون¬های سطحی در فصل مشترک فلز-لایه نازک کایرال چندگوشی جایگزیده می¬شوند.