نام پژوهشگر: امیرهوشنگ شیردل هاور
امیرهوشنگ شیردل هاور مجید رشیدی هویه
دینامیک گرمایی نانو ذرات پخش شده در یک محیط دیالکتریک از دیدگاه فیزیکی بسیار حائز اهمیت است. به منظور بررسی دینامیک گرمایی این مواد تحت تاثیر لیزر پالسی مدلی ارائه میگردد که بر اساس تبادل انرژی در اجزائ مختلف محیط میباشد در حقیقت سازوکار انتقال انرژی در محیط دیالکتریک در تعیین دینامیک محیط بسیار حائز اهمیت است. مواد نانو ترکیبی شامل نانو ذرات فلزات نجیب محصور در یک دیالکتریک به علت خواص نوری خطی و غیر خطی منحصر به فردشان که ناشی از پدیده تشدید پلاسمای سطحی است مورد توجه گروههای مختلف قرار گرفتهاند. دمای محیط میتواند بر اثر جذب انرژی نورانی تغییر کند. اما هنگامی که مشخصه ابعاد فضایی و زمانی نمونه به ترتیب قابل مقایسه با مسیر آزاد میانگین و زمان واهلش فونونها باشد، مدلهای کلاسیک انتقال انرژی در محیط که با توجه به معادله پخش فوریه داده میشود اعتبارشان را از دست میدهند. در این موارد باید از معادله بولتزمن استفاده شود. این معادله فقط برای حالات خاص با هندسه ساده قابل محاسبه است. در این تحقیق یک روش تقریبی دیگر موسوم به تقریب بالستیک- پخش (ballistic- diffusive) مورد استفاده قرار گرفته است. اساس این تقریب بر تقسیم فونونها به دو بخش بالستیکی و پخش استوار است. همچنین بر خلاف تقریب فوریه در این روش برای فونونها یک سرعت محدود در نظر گرفته میشود. با استفاده از این رهیافت و رهیافت فوریه، دینامیک گرمایی یک محیط تحت تابش لیزر پالسی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این کار ابتدا یک ذره تنها در نظر گرفته شد و سپس تاثیر ذرات دیگر روی دینامیک گرمایی محیط، با ارائه یک مدل مورد ارزیابی قرار گرفته است. محاسبات انجام شده در این تحقیق نشان داد که دینامیک گرمایی در این دو رهیافت میتواند متفاوت باشد. در حقیقت هنگامی که ابعاد مشخصه سیستم کوچکتر یا قابل مقایسه با پویش آزاد فونونها در محیط باشد، دینامیک گرمایی به دست آمده از رهیافت بالستیک- پخش کند تر از مقادیر به دست آمده از رهیافت فوریه میباشد. در پایان با استفاده از دمای الکترونیای که از تقریب بالستیک- پخش و فوریه به دست آمد تغییرات تابع دیالکتریک برای نانو ذرات نقره محاسبه شده، و سپس با استفاده از نظریه محیط موثر ماکسول- گرنت تغییرات تابع دیالکتریک را برای نانو ترکیب نقره محاسبه، و نتایج این دو رهیافت را بایکدیگر مورد مقایسه قرار دادیم.