در این پایان نامه سطح مقطع و گسیلش باریکه الکترون تحت تأثیر میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در مسیر شتاب گیری درون شتاب دهنده رودوترون با استفاده از نرم افزار شبیه ساز سه بعدی simion7.0 طراحی و شبیه سازی شده است. مسیر عبوری باریکه الکترون شامل عبور الکترون از درون محفظه شتاب یا میدان الکتریکی طی چندین مرحله می باشد که در هر مرحله mev 1 به انرژی باریکه افزوده می شود تا در نهایت به انرژی 10mev برسد. و همچنین عبور باریکه در مغناطیس های خم کننده اطراف محفظه شتاب به منظور چرخش باریکه بدون کسب انرژی و تنها جهت تزریق مجدد باریکه به محفظه شتاب است. و لذا میدان های الکتریکی درون محفظه شتاب و میدان های مغناطیسی درون مغناطیس های خم کننده در نرم افزار شبیه سازی شدند و باریکه الکترونی درون آن ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است و از نتایج هر مرحله در مرحله ی بعدی استفاده گردید. از این طریق داده های خروجی مربوط به مرحله نهایی به دست آمد. ما در این طرح قصد داریم تا سطح مقطع و پیش روی باریکه الکترونی را در رودوترون ده میلیون الکترون ولتی مرکز پرتو فرآیند (پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، پژوهشکده کاربرد پرتوها) یزد، سازمان انرژی اتمی که در نزدیکی شهرستان تفت واقع شده است بررسی کنیم . البته قسمتی از این کار را با شبیه سازی الکترودها و قطبهای مولد میدان های الکتریکی و مغناطیسی، ترتیب اثر دادن این میدان ها بر یون ها، و تعیین مسیر باریکه، به منظور به دست آوردن مشخصات آن در پایان هر مرحله، انجام می دهیم. سپس اطلاعات به دست آمده از محاسبه نرم افزاری را با داده های عملی مقایسه کرده و چنانچه به توافق مناسبی دست بیابیم، آن را به دیگر مرحله ها تعمیم داده و برای محاسبات از آن استفاده می کنیم. همچنین می توان از این داده ها برای طراحی و شبیه سازی مسیر باریکه، (قبل از تولید توسط دستگاه شتاب دهنده، یعنی وقتی که هنوز شتاب دهنده وجود خارجی ندارد) از آن استفاده نمود. کلیه این شبیه سازی ها توسط نرم افزار شبیه ساز simion 3d 7.0 صورت گرفت. درشتاب دهنده رودترون میدان الکتریکی توسط امواج الکترومغناطیسی با یک زمان بندی مناسب در محفظه ی شتاب ایجاد شده و الکترون های تولید شده توسط تفنگ الکترونی با عبور از قطر محفظه شتاب تحت اثر این میدان تا انرژی 1mevشتاب می گیرند و میدان های مغناطیسی در مغناطیس های خم کننده اطراف محفظه شتاب مجدداً الکترون ها راجهت شتاب بیشتر به این محفظه برمی گردند به طوری که در هر مرحله 1mev به انرژی الکترون افزوده می شود، تا در نهایت به انرژی 10mev برسند. به دلیل سبکی الکترون سرعت این ذره در ان‍رژی های بالاتر از 1mev در حد سرعت نور بوده و تمام معادلات باید به صورت نسبیتی در نظر گرفته شوند. روش های محاسباتی و آزمایشی گوناگونی برای تحلیل حرکت اکترون تحت اثر میدان های مغناطیسی و الکتریکی وجود دارد که خود شامل شیوه های تحلیلی و عددی مختلف هستند. در یک تحلیل می توان باریکه الکترون را با نور شبیه سازی کرد و از قوانین مربوط به نور هندسی یا اصطلاحا" beam optics (نورشناسی هندسی باریکه) استفاده کرد. و در این روش هر ابزار الکتریکی یا مغناطیسی موثر بر باریکه را با یک ماتریس تبدیل یا انتقال در محاسبات وارد میکنند و تغییرات پرتوی یونی را با احتساب تغییر مختصات آن به دست می آورند. که نیازمند وقت و دقت بالا است لذا از روش های راحت تر تحلیل نرم افزاری استفاده می-شود که در این زمینه می توان به نرم افزارهای beam transport code و یاcst particle beam و نرم افزار simion اشاره کرد، که در این طرح نرم افزار simion7 مورد استفاده قرار گرفته است. این برنامه برای شبیه سازی تصویری و عددی و کارهای محاسباتی مربوط به میدان های الکتریکی و مغناطیسی طراحی شده است و برای انجام محاسبات از روش های عددی به همراه معادلات ماکسول بهره می گیرد.

دراین پژوهش، ابتدا یک بررسی فراگیر از روش اسپکترومتری عدسی گرمایی (tls) و مراحل تکامل پدیده ی عدسی گرمایی و نیز دستگاه ها و مدل های به کار رفته انجام شده است. سرانجام یک چیدمان عدسی گرمایی تک پرتویی طراحی شده است. در این چیدمان، عدسی گرمایی با استفاده از یک لیزر هلیوم- نئون تک مد 5 میلی وات ( به عنوان پمپ) متمرکز شده درون نمونه ، ایجاد شد. سیگنال عدسی گرمایی نیز با استفاده از همان لیزر(به عنوان پروب) و یک آشکارساز مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین از میکروکنترلر avr برای جمع آوری داده ها و پردازش سیگنال های گذرای tls استفاده شد. چیدمان بهینه، با استفاده از طراحی مناسب آزمایشگاهی و با اطمینان از بیشترین حساسیت به دست آمد. سپس ماده ی پیشنهادی، به نام مالاچیت گرین، که طیف جذبی آن مطابق با طول موج لیزر به کار رفته بود، انتخاب شده و عملکرد چیدمان برای این ماده به صورت محلول در آب و حلال های دیگر مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی نتایج به دست آمده از نمودارهای کالیبراسیون حاصل از محلول مالاچیت گرین با حلال های مختلف و مقایسه نتایج ، نشان داده شد که این روش برای حلال های آلی مناسب تر است و سیگنال عدسی گرمایی قوی تری حاصل می شود. با این روش و تحت شرایط بهینه، حد تشخیص 4×?10?^(-9) مولار برای مالاچیت گرین انحلال یافته در کلروفرم به دست آمد.

ابتدا حالت های همدوس و انواع تعمیم هایش از جمله تعمیم جبری، دینامیکی و گروهی معرفی شده است. سپس حالت های همدوس گازیو-کلاودر را معرفی کرده و ویژگی هایش را بیان کرده ایم. روش های سردسازی اتم ها از جمله سردسازی اپتیکی، سردسازی زیمان، سردسازی از طریق تغییر بسامد لیزر و سردسازی به روش چسبنده اپتیکی را مورد بررسی قرار داده ایم. دام اپتیکی-مغناطیسی که پرکاربردترین دام اتمی است و دام های پنینگ و پائول که دو دام متداول یونی هستند مورد مطالعه قرار گرفته است. سچس برهم کنش یک اتم سه ترازی هم فاصله که دارای عناصر ماتریسی گشتاور دوقطبی الکتریکی متفاوت بین ترازهای مجاورش است، را با میدان کاواک که در حالت همدوس تعمیم یافته قرار دارد، در نظر گرفته ایم. با این فرض که جفت شدگی اتم-میدان وابسته به شدت باشد، تعداد متوسط فوتون ها، وارونی جمعیت اتمی، آمار کوانتومی و چلاندگی را بررسی کرده ایم. در چایان با معرفی برهم کنش رامان تبهگن و هامیلتونی موثر اصلاح شده، روشی برای تولید حالت های گازیو-کلاودر از طریق برهم کنش رامان تبهگن غیرخطی ارائه داده ایم.

در این پایان نامه، ابتدا پلیمرها و ویژگی های آن ها معرفی شده است؛ سپس سلول های خورشیدی آلی و معدنی و اساس کار آن ها مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل 3 مروری بر قطعات آلی و بازده آن ها شده است. در فصل چهارم برخی از مدل های تزریق و ترابرد حامل در دیودهای آلی معرفی شده است. در نهایت منحنی مشخصه ی j-v مربوط به شش سلول خورشیدی را بررسی کرده ایم که ساختار اصلی آن ها ito/pedot:pss/p3ht:pcbm/al می باشد. اثر نوع سلول، میان لایه و بازپخت بر مدل های حاکم بر منحنی این سلول ها بررسی شده است. هم چنین با استفاده از برازش داده های تجربی با رابطه ی تئوری، اندازه ی تحرک و چگالی دام در ای سلول ها تخمین زده شده است. مشخص شد با افزایش ولتاژ، هم تحرک و هم چگالی دام کاهش می یابد.

دراین پژوهش، ابتدا یک بررسی فراگیر از روش اسپکترومتری عدسی گرمایی (tls) و مراحل تکامل پدیده ی عدسی گرمایی و نیز دستگاه ها و مدل های به کار رفته انجام شده است. سرانجام یک چیدمان عدسی گرمایی تک پرتویی طراحی گردیده است. در این چیدمان، عدسی گرمایی با استفاده از یک لیزر هلیوم- نئون تک مد 5 میلی وات (به عنوان پمپ) متمرکز شده درون نمونه ، ایجاد شد. سیگنال عدسی گرمایی نیز با استفاده از همان لیزر (به عنوان پروب) و یک آشکارساز مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین از میکروکنترلر avr برای جمع آوری داده ها و پردازش سیگنال های گذرای tls استفاده شد. چیدمان بهینه، با استفاده از طراحی مناسب آزمایشگاهی و با اطمینان از بیشترین حساسیت به دست آمد. سپس پس از بررسی کمپلکس-های مختلف به منظور همخوانی با طول موج لیزر هلیوم-نئون، کمپلکس استرانسیوم و آرسنازو-(iii) که در طول موج لیزر به کار رفته دارای جذب بود، انتخاب شده و عملکرد چیدمان برای این کمپلکس به صورت محلول در آب و حلال های دیگر مورد آزمایش قرار گرفت. با بررسی نتایج به دست آمده از نمودارهای کالیبراسیون حاصل از محلول کمپلکس استرانسیوم و آرسنازو-(iii) با حلال های مختلف و مقایسه نتایج ، نشان داده شد که این روش برای تعیین استرانسیوم در حلال های آلی مناسب تر است و سیگنال عدسی گرمایی قوی تری حاصل می شود. با این روش و تحت شرایط بهینه، حد تشخیص 9-10×3 مولار برای استرانسیوم انحلال یافته در مخلوط 1:1 استون و آب، به صورت کمپلکس با آرسنازو (iii) به دست آمد.

در این پایان نامه یک شتاب دهنده الکترواستاتیک با انرژی 2 مگا الکترون ولت طراحی و ارائه شده است. پایان نامه مشتمل بر چهار فصل می باشد که در سه فصل اول آن به ترتیب به بررسی دینامیک ذرات باردار، اپتیک ذرات باردار و عدسی های الکترواستاتیکی و مغناطیسی پرداخته شده است. در فصل چهارم با استفاده از نرم افزارهای simion 3d و matlab به شبیه سازی و طراحی سیستم های استخراج کننده، سیستم همگرا کننده و همچنین سیستم شتاب دهی و لوله رانش پرداخته ایم. در نهایت یک سیستم شتاب دهنده الکتروستاتیکی برای شتاب الکترون تا انرژی 2 مگا الکترون ولت با امیتانس کم طراحی کرده و ارائه داده ایم.

چکیده در قسمت اول این کار پژوهشی رفتار الکتروشیمیایی الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانولوله‏های کربنی چند‏دیواره و nordihydroguaiaretic acid (ndga?mwcnt?gce) و کارایی این الکترود در اکسایش الکتروکاتالیستی آدرنالین مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس روش لاویرون ثابت سرعت انتقال بار (ks) و ضریب انتقال (?) مربوط به انتقال الکترون بین الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانولوله‏های کربنی چند ‏دیواره و ndgaتثبیت‏شده محاسبه گردید. پارامتر‏های سینتیکی از قبیل ضریب انتقال (?)، ثابت سرعت ناهمگن ((k و دانسیته جریان مبادله ((j0 مربوط به اکسایش آدرنالین در سطح الکترود اصلاح شده مورد نظر تعیین شد. ولتامتری پالس تفاضلی دو محدوده‏ی خطی در گستره‏ی µm 5/62-5/2 و µm 5/555-5/62 و حد تشخیص µm6/0 را برای آدرنالین نشان می‏دهد. این الکترود اصلاح شده پتانسیل‏های دماغه اکسایش آدرنالین، استامینوفن و تریپتوفان را که در یک محلول حضور دارند از هم جدا می‏کند و بنابراین یک حس‏گر الکتروشیمیایی حساس و انتخابی برای تعیین همزمان این سه گونه به شمار می‏رود. در انتها الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانولوله‏های کربنی چند‏دیواره و ndgaبرای اندازه‏گیری آدرنالین در نمونه دارویی استفاده شد. در قسمت دوم کار رفتار الکتروشیمیایی الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانولوله‏های کربنی چند‏دیواره و دی اتیل (3و4- دی هیدروکسی فنیل) (فنیل آمینو) متیل فسفونات ((dpamp (dpamp?mwcnt?gce) و کارایی آن در اکسایش الکتروکاتالیستی هیدرازین مطالعه شده است. برای بررسی خواص ردوکس این الکترود اصلاح‏شده در محلول‏هایی با ph‏های مختلف و سرعت‏های روبش متفاوت از ولتامتری چرخه‏ای استفاده شده است. ثابت سرعت انتقال بار (ks) و ضریب انتقال (?) مربوط به انتقال الکترون بین الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانولوله‏های کربنی و dpampتثبیت‏شده به ترتیب برابر با s-1 5/0±3/8 و 5/0 محاسبه گردید. سپس اکسایش الکتروکاتالیستی هیدرازین با استفاده از ولتامتری چرخه‏ای، کرونوآمپرومتری و ولتامتری پالس تفاضلی بررسی شد. نتایج نشان می‏دهد که حساسیت اندازه‏گیری هیدرازین در سطح الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانولوله‏های کربنی چند‏دیواره و dpamp به طور قابل ملاحظه‏ای افزایش می‏یابد. با استفاده از اندازه‏گیری‏های ولتامتری چرخه‏ای ضریب انتقال (?) و ثابت سرعت ناهمگن ((k مربوط به اکسایش هیدرازین در سطح الکترود اصلاح شده محاسبه شد. ولتامتری پالس تفاضلی سه محدوده خطی و حد تشخیص µm 4/0 را برای هیدرازین ارائه می‏دهد. در نهایت برای نشان دادن کارایی عملی روش، مقدار هیدرازین توسط ولتامتری پالس تفاضلی در آب شهر و آب چاه تعیین شد.

این پایان نامه که هدف از انجام آن طراحی و ساخت نوسانگر پارامتری نوری (opo) در ناحیه بینابی فروسرخ میانی است از دو بخش نظری و عملی تشکیل شده است. بخش نظری آن شامل مطالعات بنیادی و شبیه سازی رایانه ای می باشد. مطالعات صورت گرفته را می توان در چهار محور کلی بیان نمود : مطالعات مربوط به بلور غیرخطی، مطالعات مربوط به لیزر دمش، مطالعات مربوط به مشدد و مطالعات مربوط به قطعات اپتیکی مورد نیاز. تمامی شبیه سازی ها توسط نرم افزار matlab انجام شده است. در این بخش، نسبت به حل عددی معادلات جفت شد? توصیف کنند? برهم کنش غیرخطی امواج دمش، سیگنال و ایدلر اقدام شده است که با استفاده از آن می توان به یک تقریب اولیه برای طول بهینه بلور غیرخطی دست یافت. سپس منحنی جورشدگی فاز در باز? شفافیت بلور kta و در صفحات xz و yz، با استفاده از آخرین معادلات سلمایر گزارش شده در مقالات، شبیه سازی شده است. داده های حاصله زاوی? بهین? برش بلور به منظور تولید دقیق فرکانس مطلوب را به دست می دهد. به علاوه، در صفحات ذکر شده، مقادیر ضریب موثر غیرخطی نیز شبیه سازی شده است. این کمیت مهم ترین پارامتر در تعیین بازده فرایند است و با محاسب? آن می توان از میان زوایای جورشدگی فاز ممکن، حالت بهینه را انتخاب نمود. رفتار دو پارامتر میزان آستانه دمش و زاوی? walk-off نیز شبیه سازی شده است. در پایان بخش شبیه سازی تحول زمانی برهم کنش در ساختار iopo مورد مطالعه قرار گرفته است که با استفاده از آن می توان به بازده تبدیل فرکانس و پروفایل زمانی پالس های تولید شده پی برد. کار آزمایشگاهی این پایان نامه با فعالیت مداوم در یک دور? زمانی نه ماهه صورت گرفته است و با برپایی چیدمان یک لیزر nd:yag کلیدزنی شده به روش غیرفعال شروع شد. پس از آن نسبت به برپایی چیدمان لیزر کلیدزنی شده به روش الکترواپتیکی و با استفاده از بلور linbo3، اقدام گردید و از آن به عنوان لیزر دمش استفاده شد. در نهایت چیدمان نوسانگر پارامتری نوری درون کاواکی (iopo) با استفاده از بلور غیرخطی kta برپا گشت.

افزایش مصرف انرژی و بالا رفتن هزینه آن در جهان، جستجوی گزینه های جدید انرژی را ایجاب می کند. انرژی خورشیدی یکی از در دسترس ترین و پاکترین منابع است. در سالهای اخیر نیمرساناهای آلی به دلیل مزایای گوناگونی از قبیل سنتز کم هزینه و آسان و انعطاف پذیر بودن مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این پایانامه، ابتدا سلولهای خورشیدی معرفی، سپس سلولهای خورشیدی معدنی و آلی و سازوکار ترابرد جریان الکتریکی در آنها مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این مدلهای موجود برای دست یابی به مشخصه جریان - ولتاژ سلولهای خورشیدی، پارامترهای این مدلها و مشخصه تجربی جریان - ولتاژ آنها مورد بحث قرار گرفته است. همچنین چند روش ریاضی مربوط به این مدلها برای محاسبه این پارامترها ارائه شده و در ادامه این روشها را برای یک نمونه سلول خورشیدی معدنی و شش نمونه آلی به کار می بریم. در محاسبات ما ساختار اصلی نمونه های آلی بصورت ito/pedot:pss/cupc/c 60/buffer layer/cu انتخاب شده است. نتایج ما برای نمودار برازش شده با استفاده از نتایج محاسبات برای روش تحلیلی پنج نقطه، روش بهینه سازی رسانایی با استفاده از تابع لامبرت، و روش تکرار، با مشخصه تجربی جریان - ولتاژ نمونه ها توافق خوبی را نشان می دهد. در روش تحلیلی پنج نقطه از توان بیشینه، ولتاژ مدارباز، جریان اتصال کوتاه و شیب منحنی در این دو نقطه استفاده می شود. در روش بهینه سازی رسانایی از مشتق جریان نسبت به ولتاژ مشخصه جریان - ولتاژ تجربی استفاده می شود. پارامترهای محاسبه شده نظیر جریان نوری، مقاومتهای سری و موازی، فاکتور ایده آل و جریان اشباع معکوس می باشند. همچنین با استفاده از این روشها، تأثیر وجود لایه بافر در تعیین پارامترهای فوق بررسی می نماییم. نتایج ما نشان می دهد که بدون لایه بافر، سلول خورشیدی دارای پایین ترین بازده و بالاترین مقاومت سری در مدار و نمونه با لایه بافر bcp دارای بالاترین بازده و پایین ترین مقاومت در مدار سری می باشد.

در شتاب دهنده های خطی، ذرات باردار در اثر میدان الکتریکی حاصل از امواج الکترومغناطیسی در مسیر مستقیم شتاب می گیرند. در این پایان نامه پس از ارائه تاریخچه مختصر از انواع شتاب دهنده های ذرات باردار در فصل اول، ساختار برخی ازانواع شتاب دهنده ها و اجزا اصلی تشکیل دهنده آن ها معرفی می شود. در فصل دوم، انتشار میدان الکتریکی در موجبرهای مستطیلی و استوانه ای و مدهای قابل انتشار در آن ها به تفصیل توضیح داده شده و تأثیر بارگذاری این موجبرها با صفحات رسانا بررسی شده است . در فصل سوم، به بررسی دینامیک باریکه و عوامل موثر بر روی آن پرداخته شده است. فصل چهارم به معرفی ساختارهای اصلی شتاب دهنده خطی و کلیات طراحی سلول های شتاب اختصاص دارد. در فصل پنج به معرفی نرم افزار ‎cst studio suite‎ و مقایسه آن با چند کد شبیه سازی دیگر که در زمینه طراحی اجزای مختلف شتاب دهنده های خطی کاربرد دارند پرداخته شده است. فصل ششم به شبیه سازی، محاسبه و مقایسه کمیت های اصلی سه نوع از کاواک های متداول که در ساختار شتاب دهنده های خطی مورد استفاده قرار می گیرند، پرداخته شده است.

شتاب دهنده های خطی با ساختار ابررسانا، ذرات باردار را تحت اثر میدان الکتریکی حاصل از امواج الکترومغناطیسی در مسیر مستقیم شتاب می دهند. در این پایان نامه پس از ارائه تاریخچه مختصر از انواع شتاب دهنده های خطی ابررسانا، در فصل اول، مشخصات برخی از شتاب دهنده های خطی از این نوع و اجزا اصلی تشکیل دهنده آن ها معرفی می شوند. در فصل دوم، به معرفی پدیده ی ابررسانایی، انواع ابررساناها و خواص ویژه ای که فقط در این حالت از ماده مشاهده می شوند، پرداخته شده است. سپس ترمودینامیک و الکترودینامیک حاکم بر ابررساناها به صورت مختصر ارائه شده است. فصل سوم، به بررسی هندسه خاص کاواک های ابررسانا، میدان های قابل تشدید در آن ها و کمیت های مشخصه ی این نوع از کاواک های شتاب اختصاص دارد. در فصل چهارم، برخی از پدیده های چالش آفرینی که به شدت بر عملکرد مطلوب کاواک های ابررسانا تأثیر می گذارند معرفی و بررسی شده اند. در فصل پنج مرسوم ترین روش ها و فن آوری هایی که در ساخت کاواک های ابررسانا مورد استفاده قرار می گیرند، به صورت مختصر ارائه شده اند. فصل ششم به شبیه سازی و محاسبه برخی از کمیت ها و پدیده های مهم در کاواک های ابررسانا و مقایسه نتایج حاصل با نتایج موجود برای کاواک های متداول در ساختار شتاب دهنده های خطی معمولی اختصاص داده شده است.

در سال های اخیر، توجه زیادی به وسایل دیودهای نورگسیل آلی چه به عنوان چشمه ی روشنایی و چه به عنوان نمایشگرها شده است. با توجه به نقشه راه شرکت های پیشرو، پیش بینی می شود که تا سال 2020 شاهد حضور این وسایل در بازارهای تجاری باشیم. علی رغم کارایی بالای این ساختارها، دلیل چالش هایی درتولید این وسایل وجود داشت؛ تلاش شد تا با تحلیل دقیق سازوکارهای فیزیکی حاکم بر فرآیند نوردهی این دیودها، ساختارهایی با بازدهی و طول عمر قابل قبول را معرفی کنیم. یکی از چالش های اساسی در مورد این ساختارها، حساسیت بالای آن ها در مقابل رطوبت و اکسیژن هواست که طول عمر نمونه ها را به شدت کاهش می دهد. در این راستا فعالیت ما در این رساله، بر روی ساخت دیودهای نورگسیل آلی و کپسوله کردن آن به منظور بهبود طول عمر دیود متمرکز شد. در این کار نخست اقدام به طراحی و ساخت یک نمونه دیود نور زرد غیرآلاییده بر پایه ی ماده ی گسیلنده ی (4-1نفتالین آزونفتالین 1آمین) که در گروه شیمی دانشگاه یزد سنتز شده بود، پرداختیم. در راستای بهبود کارایی دیود از رنگدانه ی rubrene به عنوان ماده ی گسیلنده بهره گرفته شد؛بدین ترتیب نمونه دیود نور زرد با ساختار ito/pvk:pbd:rubrene/al با روش چرخشی ساخته شد و اثر غلظت rubrene را در بهبود کارایی نمونه بررسی کردیم. سپس دیودهای تک رنگ نور زرد بر پایه ی ساختار ترکیبی از مواد tpd و alq3 را به دو روش چرخشی و تبخیر حرارتی ساخته و کارایی و طول عمر آن را بررسی کردیم. اگرچه روش چرخشی بسیار ساده تر و ارزان تر است ولی در مقابل روش تبخیر حرارتی بسیار دقیق تر و نمونه ها دارای کیفیت بالاتری هستند. در ادامه تاثیر لایه lif را در ساختار ito/pedot:pss/tpd/alq3/lif/al بر کارایی دیود و طول عمر نمونه بررسی کردیم و شاهد بهبود در شدت طیف تابشی بودیم. سپس نمونه های نور سبز را به ترتیب با لایه های mgf2، mgf2/zns، yf3 و yf3/zns کپسوله کرده و طول عمر نمونه ها را در این ساختارها بررسی نمودیم. لایه ی کپسوله yf3/zns به طور قابل توجهی در بهبود طول عمر دیود موثر بود که آن را در حدود 1200دقیقه تخمین زدیم. در نهایت یک نمونه دیود نور زرد با رنگدانه ی rubrene را با کارایی بالا به روش تبخیر حرارتی ساخته و نحوه ی تزریق بار و سد انرژی را برای دو نمونه ی نور زرد و سبز را با هم مقایسه کردیم و نمونه ها را با لایه های mgf2/zns و yf3/zns کپسوله کردیم. در این نمونه نیز همانند نمونه ها نور سبز دو لایه ای yf3/zns بهترین بهبود را در طول عمر دیود داشت.

یکی از فرض هایی که به منظور ساده سازی روابط در بررسی اپتیکی سلول های خورشیدی آلی می شود این است که فقط تابش عمودی به سطح سلول را در نظر می گیرند. تحت تابش عمود بازتاب کمتری رخ می دهد. از اینرو تصور می شود که بالاترین بازده در این زاویه تابش امکان پذیر است اما از طرفی در تابش غیر عمود، عملا ضخامت موثر برای جذب نور افزایش می یابد. تقابل این دو اثر تعیین می کند که بازده سلول افزایش می یابد یا کاهش. از اینرو در ادامه پژوهش به بررسی عملکرد اپتیکی سه ساختار از سلول های خورشیدی آلی پیوندگاه ناهمگون حجمی تحت زوایای مختلف تابش و تاثیر آن بر پروفایل جذب در لایه فعال پرداخته شده است.

سال هاست که سلول های فوتوولتائیک برای تبدیل مستقیم نور خورشید به الکتریسیته به کارمی روند. سلول های خورشیدی حساس شده با رنگدانه، از نسل سوم سلول های فوتوولتائیک به شمار می آیند که در سال های اخیر به علت سهولت ساخت و کارایی مناسب، مورد توجه قرار گرفته اند. فوتوالکترود این سلول ها از یک نوع نیمه رسانا نانو ساختار متخلخل (در اکثر موارد نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم) که با یک لایه رنگ جاذب نور مرئی پوشیده شده، تشکیل شده است. رنگدانه های طبیعی به علت ارزان بودن و منابع فراوان و کارایی نسبتاٌ قابل قبول به عنوان حساس کننده جایگزین مناسبی برای رنگدانه های صنعتی گران قیمت می باشند. در این رساله اثر تغییر اندازه ی نانوذرات دی اکسیدتیتانیوم بر کارایی سلول های خورشیدی حساس شده به رنگدانه ی طبیعی بررسی شد. برای انتخاب رنگدانه بهینه، از رنگدانه های طبیعی موجود در ریشه ی گیاه چغندر، گل یونجه و آب میوه ی انار در حلال های متفاوت استفاده شد. بهترین بازدهی برای سلول حساس شده با رنگدانه ی موجود در آب انار با ph یک به دست آمد. سپس از کربن، پلاتین، pedot:pss و مخلوط pedot:pss و نانوذرات tio2 به عنوان کاتالیزور در الکترود مقابل استفاده شد و اثر کاتالیستی این مواد در احیاء تری یدید موجود در الکترولیت بررسی شد. در مرحله ی بعد از نانوذرات tio2 با اندازه های 25 و 100 نانومتر و مخلوط آنها به عنوان انتقال دهنده ی الکترون در فوتوالکترود استفاده شد و سلول های ساخته شده با این نانوذرات مشخصه یابی و نمودار i-v آنها رسم شد. نتایج حاصل بهترین بازدهی را برای نمونه ی ساخته شده بر اساس مخلوط نانوذرات 25 و100 نانومتر نشان می دهد. زیرا استفاده از نانوذرات با اندازه 25 نانومتر جذب سطحی رنگدانه را افزایش می دهد و افزودن دی اکسید تیتانیوم 100نانومتر باعث پراکننده کردن نور در سطح فوتوالکترود و در نتیجه جذب بیشتر فوتون می گردد. بنابراین با استفاده از مخلوط نانوذرات 25 و 100 نانومتر می توان کارایی سلول رنگدانه ای را افزایش داد. در پایان از ذرات tio2 با اندازه های 100 و 400 نانومتر به عنوان پراکننده گر و دومین لایه در فوتوالکترود استفاده شد. بهترین کارایی برای نمونه ساخته شده بر اساس ذرات 400 نانومتر به عنوان پراکننده گر مشاهده شد. استفاده از نانوذرات با اندازه های بزرگتر باعث می شود که طول مسیر نور در بین نانوذرات tio2 افزایش یابد و در نتیجه فوتون بیشتری جذب رنگدانه ی موجود در سطح نیمه رسانا شود.

افزایش مصرف انرژی و بالا رفتن قیمت آن در جهان، جستجوی گزینه‏های منابع جدید انرژی را ایجاب می‏کند. انرژی خورشیدی یکی از امید بخش‏ترین و در دسترس‏ترین منابع است. سلول‏های خورشیدی هیبریدی آلی-معدنی در حال حاضر یکی از مسیرهای کم‏هزینه برای تولید سلول‏های خورشیدی است، که دنبال می‏شود. اگر چه سلول‏ها از یک اتصال نیم‏رسانای آلی-معدنی برای تولید بار هستند. نیم‏رسانای آلی مورد استفاده در سلول از مولکول‏های کوچک یا پلیمرها هستند، که باعث جذب بالایی از طیف خورشیدی در سلول می‏باشند. شناخت خواص ترابرد بار در لایه‏های آلی-معدنی، اهمیت بسیاری برای پیشرفت هر چه بیشتر بهبود بازده تبدیل انرژی دارد. در این پایان‏نامه، ابتدا پلیمر معرفی شده است، ودر فصل 2 انواع سلول خورشیدی معدنی و آلی واساس کار آن‏ها مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل 3 انواع پیوندگاه و تأثیر ساختارهای متفاوت بر بازده سلول مطالعه شده است. در فصل 4 برخی از مدل‏های تزریق و ترابرد حامل در دیودهای آلی معرفی شده است. در نهایت با حل معادله پیوستگی با روش عددی(رانگ-کوتا) ، منحنی مشخصه‏ی i-v سلول خورشیدی هیبریدی آلی-معدنی برای دو حالت زیر رسم شده است: الف- تغییر نسبت ثابت دی‏الکتریک ماده معدنی به آلی، با فرض ثابت ماندن نسبت تحرک الکترون و حفره در ماده آلی به معدنی. ب- تغییر نسبت ثابت تحرک الکترون و حفره در ماده معدنی به آلی، با ثابت ماندن ثابت دی الکتریک.

در قسمت اول این پروژه‏ی تحقیقاتی رفتار الکترو‏‏‏شیمیایی الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانو‏لوله‏های کربنی چند‏دیواره حاوی آبی اوراست در اکسایش الکترو‏کاتالیستی نور‏آدرنالین مورد بررسی قرار گرفته است. پارامتر‏های سینتیکی شامل ضریب انتقال الکترون (?) و دانسیته‏ی جریان مبادله (j_o) مربوط به اکسایش الکترو‏کاتالیستی نور‏آدرنالین توسط اندازه‏گیری‏های ولتا‏متری چرخه‏ای تعیین شده‏اند. توسط روش ولتامتری پالس تفاضلی سه محدوده‏ی خطی برای نور‏آدرنالین در گستره‏ی 0/08-14/81 µm، 14/81-220/00 µm و 220/00-520/00 µm و حد تشخیص0/032 µm ‏ به‏دست آمده است. الکترود اصلاح شده‏ی پیشنهادی توانایی جدا‏سازی پتانسیل دماغه‏های اکسایش نور‏آدرنالین، استامینوفن، هماتوکسیلین و آسکوربیک اسید موجود در یک محلول را دارد. بنا‏بر‏این الکترود اصلاح شده با نانو‏لوله‏های کربنی چند دیواره حاوی آبی اوراست یک حسگر الکترو‏شیمیایی حساس و انتخابی جهت اندازه‏گیری هم‏زمان این چهار گونه به‏شمار می‏رود. در نهایت از الکترود اصلاح شده‏ی پیشنهادی در اندازه‏گیری نور‏آدرنالین در نمونه‏‏ی دارویی (آمپول نور‏آدرنالین) استفاده شده است. در قسمت دوم این پروژه از الکترود کربن شیشه‏ای اصلاح شده با نانو‏ذرات روتنیوم اکسید حاوی آبی اوراست جهت بررسی اکسایش الکترو‏کاتالیستی نور‏آدرنالین استفاده شده است. همانند قسمت اول کار پارامتر‏های سینتیکی ضریب انتقال الکترون (?) و دانسیته‏ی جریان مبادله (jo) نیز در این‏جا تعیین شده‏اند. مطالعات ولتامتری پالس تفاضلی یک محدوده‏ی خطی را جهت اکسایش نور‏آدرنالین در سطح الکترود اصلاح شده با نانو‏ذرات روتنیوم اکسید حاوی آبی اوراست نشان می‏دهد. این محدوده در گستره‏ی غلظتی 8/06-21/60 µm تعیین شده است. هم‏چنین حد تشخیص تعیین نور‏‏آدرنالین مقدار 2/52 µm به‏دست آمده است. کارآیی الکترود پیشنهادی در سنجش هم‏زمان سه گونه‏ی بیولوژیکی مهم نور‏آدرنالین، استامینوفن و تریپتوفان نیز بررسی و تعیین گردیده‏است. در آخرین بخش نور‏آدرنالین در نمونه‏‏ی دارویی توسط الکترود اصلاح شده‏ی پیشنهادی اندازه‏گیری شده است. از مقایسه قسمت اول و دوم این کار پژوهشی می‏توان نتیجه گرفت که الکترود اصلاح شده با نانو‏لوله‏های کربنی چند‏دیواره حاوی آبی اوراست کارآیی مناسب‏تری در سنجش الکترو‏کاتالیستی نور‏آدرنالین نسبت به الکترود اصلاح شده با نانو‏ذرات روتنیوم اکسید حاوی آبی اوراست دارد.

در این رساله، به بررسی رابطه بازتاب در بلور فوتونیکی پلاسمایی یک بعدی می پردازیم. بلور فوتونیکی پلاسمایی یک بعدی با ساختار چهار لایه (پلاسما1)- (mgf2) –(پلاسما2)-( شیشه) در یک سلول واحد در نظر گرفته شده است. رابطه بازتاب را با استفاده از روش ماتریس انتقال به دست آورده و اثرات پارامترهای مختلف مانند: تعداد سلول های واحد، دو فرکانس نرمالیزه پلاسما، زاویه فرودی، میدان مغناطیسی خارجی بررسی می کنیم. نوارهای گاف فوتونیکی در تمام حالت ها قابل مشاهده است. با تغییر دو فرکانس نرمالیزه ی پلاسما، زاویه فرودی و میدان مغناطیسی خارجی مشاهده می کنیم که مکان و پهنای نوار گاف فوتونیکی تغییر می کند. هم چنین با تغییر میدان مغناطیسی خارجی فارادی تعداد نوارهای گاف فوتونی تغییر می کند.

در این پایان نامه ابتدا برخی از روش های تهیه نانو-سیال توضیح داده شده است. پایداری نانوسیال ها مورد بحث قرار گرفته است. سپس به چگونگی انتقال حرارت توسط نانوسیال ها و شار حرارتی بحرانی (citical heat flux) آنها پرداخته شده است. در ادامه استفاده از نانو سیال-ها به منظور خنک سازی و ایمنی راکتور های هسته ای مرور شده است. پس از تهیه نانو سیال نقره در غلظت های 2000ppm و 1000ppm و 500ppm و فراهم نمودن سیستم آزمایشگاهی به منظور اندازه گیری chf، اندازه گیری آن برای سه نمونه فوق و نمونه شاهد (آب خالص) به عنوان سیال پایه انجام شد. نتایج بدست آمده نشان می-دهد با افزایش غلظت نانو سیال نقره بر پایه آب، chf نانوسیال افزایش می یابد. برای آب خالص با افزایش شار حرارتی بحرانی (به دلیل افزایش مقاومت سیم داغ) دمای جوشش نیز افزایش می یابد. علاوه بر این برای نانو سیال نقره بر پایه آب در هر سه غلظت فوق الذکر با افزایش شار حرارتی در ابتدا مقاومت سیم داغ افزایش و سپس کاهش می یابد. این نتیجه تجربی در نانو-سیال نقره که قبلا گزارش نشده است، با تئوری نقاط خشک/ داغ قابل توضیح است. بنظر می رسد تاثیر نانو-سیال بر روی سیم داغ باعث تغییر مقاومت آن می گردد و در نتیجه مقاومت اولیه سیم داغ کاهش می یابد. استفاده از نانو سیال نقره با غلظت 2000ppm برای استفاده در راکتورهای هسته ای بخصوص در شرایط اضطراری مناسب تشخیص داده شد.

به منظور طراحی و تولید ابزار و سامانه های اپتیکی نظیر فیلترهای تداخلی، سلول های خورشیدی و... دردست داشتن پارامترهای اپتیکی لایه های نازک بالاخص ضریب شکست و ضریب خاموشی با دقت بالا بسیار حائز اهمیت است. تاکنون روش های متعددی برای تعیین ضرایب فوق، ازسوی محققان گزارش شده است که به دو دسته کلی وابسته به تداخل و غیروابسته به تداخل تقسیم می شوند. روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک که در دسته دوم قرار می گیرد، یکی از روش های محاسباتی جهت تعیین ثوابت فوق است که در سال های اخیر، پیشرفت های سریع در فناوری ساخت رایانه ها، توانسته پاسخگوی حجم محاسبات پیچیده این روش باشد. ما در فصل آغازین این تحقیق، پس از ذکر تاریخچه مختصری از لایه-نشانی، به کاربردهای لایه های نازک اشاره کرده و به معرفی چند مورد از پرکاربردترین مواد مادون قرمز و نیز تغییرات ضریب شکست، ضریب خاموشی و درصد عبور این مواددر دماها و ضخامت های مختلف می-پردازیم. در فصل دوم، تعریف و انواع لایه ها و نیز شیوه های متنوع و مرسوم ساخت لایه های نازک را مورد مطالعه قرارخواهیم داد. در فصل سوم از این تحقیق، پس از مقدمه ای بر پدیده های بنیادی دانش نور، از پی گرفتن معادلات ماکسول، به تعیین ضرایب عبور و بازتاب سیستم لایه نازک-تیغه خواهیم رسید. سپس به مطالعه جامع و کامل روش های تعیین ثوابت اپتیکی لایه های نازک می پردازیم. نهایتا در فصل چهارم، ابتدا علت عدم استفاده از هریک از روش های فوق شرح داده می شود. سپس با مروری بر کلیات بهینه-سازی و تاریخچه علم ژنتیک، به معرفی اصطلاحات، عملگرها و مکانیزم الگوریتم ژنتیک خواهیم پرداخت. پس از برنامه نویسی و اجرای کد این روش به منظور حل یک مسئله ریاضی، کدی برای استخراج ثوابت اپتیکی(ضریب شکست و ضریب خاموشی) یک لایه نازک شبیه سازی شده، در یک طول موج معلوم نوشته-شد. میزان صحت و دقت نتایج این کد، با نتایج حاصل از نرم افزار طراحی و شبیه سازی لایه های نازک essential macleod که بروش ماتریسی مقادیر دقیقی از این ثوابت را نتیجه می دهد، مقایسه می شوند. پس از حصول اطمینان از نتایج برنامه(کد) نوشته شده، الگوریتم را برای گستره طول موجی مادون قرمز تعمیم داده و مجددا برای لایه های شبیه سازی شده امتحان کردیم که نتایج، با خطای کوچک(حدودا از مرتبه 2-10) همراه بودند. درنتیجه چهار لایه نشانی عملی(لایه فلوریدمنیزیم روی زیرلایه های سیلیکن و ژرمانیوم ونیز لایه ژرمانیوم روی زیرلایه های سیلیکن و سولفیدروی) بروش تبخیرحرارتی در خلأ انجام شد. بدلیل لحاظ نشدن بازتاب سطح دوم زیرلایه(سطح لایه نشانی نشده) در فرمول عبور مورداستفاده در کد، نتایج کد برای داده های عبور حاصل از طیف سنجی ftirبا خطا مواجه شدند که به کمک یک تکنیک ابتکاری و تبدیل آنها به داده های عبور ناشی از یک سطح آماده شدند. درپایان، توانستیم ثوابت فوق را برای لایه های نازک فلورید منیزیم و ژرمانیوم، با دقت بسیار خوبی در این گستره تعیین نماییم و برای هریک نمودارهایی برحسب طول موج رسم گردید.

مستقیم¬ترین راه جهت تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریکی، استفاده از سلول¬های فوتوولتائیک می¬باشد. سلول¬های فوتوولتائیک به دلیل عدم نیاز به اجزای متحرک، هزینه نگهداری بسیار پایینی دارند و به همین جهت، به منظور کاربردهای بلند¬مدت مورد توجه قرار گرفته¬اند. سلول¬های فوتوولتائیک بسته به تکنولوژی مورد استفاده در ساخت آنها به سه دسته¬ی نسل اول، دوم و سوم تقسیم¬بندی می¬شوند. سلول¬های خورشیدی حساس¬شده با نقاط کوانتومی، از نسل سوم سلول¬های فوتوولتائیک به شمار می¬آیند که در سالهای اخیر با توجه به ویژگی¬های قابل توجه نقاط کوانتومی مانند ضریب جذب بالا، قابلیت تغییر خواص اپتوالکترونیکی با تغییر اندازه، ترکیب و شکل، گشتاور دوقطبی زیاد و قابلیت تولید چندین جفت الکترون– حفره به ازای تابش یک فوتون، استفاده از آنها به جای رنگدانه، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. سلول خورشیدی از سه قسمت فوتوآند، الکترود مقابل و الکترولیت تشکیل می¬شود. به طور کلی الکترولیت قلب یک سلول خورشیدی محسوب می شود و در عملکرد آن نقش اساسی را ایفا می نماید. با توجه به اهمیت الکترولیت در سلول¬های خورشیدی در این پایان نامه تاثیر الکترولیت¬های مختلف بر روی عملکرد سلول¬های خورشیدی حساس¬شده با نقاط کوانتومی بررسی شد. برای انتخاب نقاط کوانتومی بهینه، از دو نوع نقاط کوانتومی cds و pbs استفاده شد. بهترین بازدهی برای سلول حساس¬شده با cds بدست آمد. سپس از کربن، pedot:pss، پلاتین و سولفید فلزی cos به عنوان کاتالیزور در الکترود مقابل استفاده شد. که بهترین کاتالیزور، با توجه به بازدهی بدست آمده، سولفید فلزی cos شد. در مرحله¬ی بعد سه نوع الکترولیت پلی سولفید مایع، پلی سولفید شبه¬جامد (ژلی) و الکترولیت یدید/تری یدید تهیه شد و تاثیر آنها بر روی عملکرد سلول بررسی شد. با توجه به نتایجی که از مشخصه¬ی جریان– ولتاژ بدست آمد، بهترین الکترولیت برای سلول خورشیدی حساس¬شده با cds، الکترولیت پلی سولفید مایع با ترکیب بهینه¬ی 5/0 مولار na2s و 2 مولار گوگرد و 2/0 مولار kcl انتخاب شد.

همزمان با پیشرفت فناوری و اقتصاد در دنیا، تقاضای انرژی به¬طور فزاینده¬ای در سال¬های اخیر افزایش یافته است. سلول¬های فوتوولتاییک بیش از نیم قرن است که مورد استفاده قرار گرفته¬اند و مستقیماً انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می¬کنند. سلول¬های خورشیدی حساس¬شده از سلول¬های فوتوولتاییک نسل سوم به¬شمار می¬آیند که به علت سهولت ساخت و کارایی مناسب مورد توجه قرار گرفته¬اند. فوتوالکترود این سلول¬ها از یک نوع نیمرسانای نانوساختار متخلخل که با یک لایه حساس¬کننده (در این¬جا نقاط کوانتومی) پوشیده شده تشکیل شده است. نقاط کوانتومی نیمرسانا، نانوکریستال¬های صفر بعدی هستند و به¬نظر می¬رسد به¬علت مزایایشان مانند ضریب خاموشی مولی بالا، قابلیت تنظیم گاف انرژی، تولید اکسایتون چند¬گانه و..... جایگزین مناسبی برای رنگ¬دانه در سلول¬های خورشیدی حساس¬شده ¬باشد. در این رساله اثر کاربرد دو نوع متفاوت از حساس¬کننده نقاط کوانتومی در سلول (cds, cdte, pbs) نسبت به سلول¬هایی که تنها شامل یک نوع حساس¬کننده بودند و اثر ترتیب کاربرد آن¬ها مورد بررسی قرارگرفت که به¬دلیل ناسازگاری شیمیایی سولفید سرب با پلی¬سولفید، نخست لایه سولفید سرب و سپس لایه سولفید کادمیوم قرار داده شد تا الکترولیت مستقیماً با سولفید سرب در تماس نباشد و تعداد سیکل¬های سیلار بهینه مشخص شد. با توجه به نتایج به¬دست¬آمده دیده می¬شود که سلول¬های خورشیدی حساس¬شده با نقاط کوانتومی cdte/cds در مقایسه با سلول حساس-شده با نقاط کوانتومی pbs/cds ، بازده¬های تبدیلی پایین¬تری را نشان می¬دهند. این می¬تواند از این موضوع ناشی شود که نقاط کوانتومی pbs به روش مستقیم سیلار رسوب¬گذاری شده و نسبت به نقاط کوانتومی cdte که به روش جذب مستقیم لایه¬نشانی شده، تزریق الکترون بالا و پوشش بهتری را نتیجه می¬دهد. همچنین از میان دو الکترولیت موجود یدید و پلی¬سولفید، الکترولیت یدید به¬علت ایجاد خوردگی نقاط کوانتومی و کاهش عملکرد سلول کنار گذاشته شد. برای این سلول، مواد مختلفی به¬عنوان کاتالیزور در الکترود مقابل مورد آزمایش قرار گرفت و اثر کاتالیستی آن¬ها بررسی شد، در نهایت کاتد سولفید کبالت به¬عنوان کاتد بهینه انتخاب شد.

این پایان¬نامه که هدف آن شبیه¬سازی و طراحی لیزر تنظیم¬پذیر tea-co2 می¬باشد، از دو بخش مطالعات بنیادی و شبیه¬سازی تشکیل شده¬است. مطالعات صورت گرفته شامل: بررسی لیزر مولکولی co2، تخلیه گاز، روش¬های ایجاد پیش¬یونش در گاز، برانگیزش تراز بالایی لیزر، مدل دمایی فرآیند لیزر، مدل ریاضی، زمان¬های واهلش و معادلات انرژی استفاده شده در معادلات لاندائو-تلر می¬باشد. تلاش نموده¬ایم تا مجموعه¬ای از اطلاعات نسبتاً کامل در زمینه لیزر tea-co2، ارائه دهیم. تمامی شبیه¬سازی¬ها توسط نرم¬افزار matlab انجام شده¬است. نتایج شبیه¬سازی معادلات لاندائو-تلر که مربوط به انرژی ترازهای لیزر tea-co2 است را بصورت نمودارهایی برحسب زمان نشان داده¬ و با نمودار دمایی آن¬ها مقایسه کرده¬ایم. همچنین اثر تغییر نسبت فشار هر یک از گازهای تشکیل دهنده مخلوط گاز لیزر tea-co2 را بر توان خروجی، دمای گاز و تراز بالایی لیزر tea-co2شبیه¬سازی کرده¬ایم. در ادامه مناسب¬ترین طول را برای تشدیدگر و کاواک لیزری از بین طول¬های معمول که مورد استفاده قرار می¬گیرند، یافته¬ و نشان داده¬ایم که توان خروجی چگونه تحت تأثیر پارامتر بازتاب آینه خروجی قرار دارد و بهترین مقدار برای این پارامتر چیست. در نهایت ترازهای لیزری (با توجه به عدد کوانتومی چرخشی) را که بیشترین توان خروجی را برای طول موج (6/10-4/10) میکرومتر داشته¬اند به¬دست آوردیم. با استفاده از نمودارهای حاصل از شبیه¬سازی¬ انجام گرفته در این بخش، می¬توان نسبت مناسبی از فشار گازهای مختلف که تشکیل دهنده مخلوط گاز لیزر تنظیم¬پذیر tea-co2می¬باشد، به-دست آورد و لیزری بهینه طراحی نمود.

زیرکن (سیلیکات زیرکونیم) یکی از مواد مصرفی در ترکیب لعاب سرامیک برای بازتاب نور و ایجاد سفیدی سطح است. برای ایجاد سفیدی سطح ضریب شکست ماده پخش شده باید اختلاف زیادی با ضریب شکست لعاب سرامیکی شفاف داشته باشد. ضریب شکست زیرکن 84/1است. قیمت بالای این ترکیب باعث پژوهش هایی برای جایگزینی آن با مواد ارزان تر شده است. هدف از این تحقیق، بررسی تاثیر جایگزینی سیلیکات آلومینیوم (ضریب شکست 64/1 ) بجای زیرکن و همچنین بررسی تاثیر جایگزینی اکسید منیزیم، کلسیم و آلومینیوم بجای زیرکن بعنوان فریت در لعاب سرامیک بر خواص فیزیک سطح مانند جذب و بازتاب نور، ظاهر رنگی، سفیدی و ریزساختار می باشد. برای بررسی تاثیر استفاده از مقدارهای متفاوت سیلیکات آلومینیوم و همچنین مقدارهای متفاوت اکسید منیزیم، کلسیم و آلومینیوم بعنوان فریت بر ظاهر رنگی لعاب کاشی، طیف بازتاب نوری، شاخص سفیدی و پارامتر های رنگی در فضا رنگ ciel*a*b* نمونه های مختلف اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه شدند. همچنین برای مطالعه ساختار بلوری و ریزساختار سطح آزمایش های sem و xrd بر روی نمونه ها انجام شدند. نتایج نشان می دهد جانشین کردن 5% سیلیکات آلومینیوم و همچنین جانشین کردن 5% اکسید منیزیم، کلسیم و آلومینیوم بعنوان فریت در انگوب (یک لایه حد واسط بین لعاب و بدنه)، شاخص سفیدی تقریبا برابر با نمونه مرجع(زیرکن کامل) را بدست می دهد. طیف بازتاب و دیگر آزمایش ها نیز نزدیک بودن دو نمونه (نمونه ای که %5? از زیرکن با سیلیکات آلومینیوم جایگزین شده و همچنین نمونه ای که 50% از زیرکن با اکسید منیزیم، کلسیم و آلومینیوم بعنوان فریت جایگزین شده و نمونه مرجع ) را تایید کرد.

یکی از اساسی ترین مشکلات در روش همجوشی محصور شدگی لختی وجود ناپایداری¬های هیدرودینامیکی از جمله ناپایداری ریلی¬تیلور، ریخت مایر مشکوف و کلوین هملهولتز است که در این بین، ناپایداری ریلی¬تیلور در دو دهه گذشته توجه بسیار زیادی را به خود جلب کرده است. در این پایان نامه ابتدا به بررسی مختصر انواع ناپایداری¬ها در همجوشی محصور شدگی لختی به بیان عوامل موثر بر روی ریلی¬تیلور پرداخته¬ایم. سپس توان طیف غیرخطی ناپایداری ریلی تیلور در مرحله شتاب¬دار شدن را معرفی کرده¬ایم و به مطالعه تحلیلی اثر گرادیان چگالی بر توان طیف غیرخطی ناپایداری ریلی¬تیلور پرداخته¬ایم و در پایان اثر جنس هدف را بر روی توان طیف غیر خطی ناپایداری ریلی تیلور را بررسی کرده¬ایم. نتایج بررسی¬ها نشان می¬دهد که استفاده از هدف ch با پوشش al برای همجوشی محصور شدگی لختی گزینه مناسب تری نسبت به هدف¬های معرف شده در پایان نامه است چرا که مستعد ناپایداری ریلی¬تیلور کمتری است و هدف dt گزینه مناسبی برای همجوشی محصور شدگی لختی نمی¬باشد.

سلولهای خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی، از نسل سوم سلولهای فوتوولتائیک به شمار می آیند که در سالهای اخیر با توجه به ویژگیهای قابل توجه نقاط کوانتومی استفاده از آنها به جای رنگدانه، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. سلول خورشیدی از سه قسمت فوتوالکترود، الکترود مقابل و الکترولیت تشکیل می شود. از میان نیمه رساناهای مختلف که در سلولهای خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی بکار رفته است tio2 به علت داشتن شکاف نواری پهن و پایداری بالا کاربرد بیشتری دارد. در این پایان نامه، اثر تغییر اندازه ی نانوذرات tio2 بر کارایی سلولهای خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی بررسی شد. برای انتخاب نقاط کوانتومی بهینه، از دو نوع نقاط کوانتومی cds و pbs استفاده شد. بهترین بازدهی برای سلول حساس شده با cds بدست آمد. سپس از کربن، pedot:pss، پلاتین و سولفیدهای فلزی cos، pbs و ag2s به عنوان کاتالیزور در الکترود مقابل استفاده شد. که بهترین کاتالیزور، با توجه به بازدهی بدست آمده، سولفید فلزی cosشد. همچنین دو نوع الکترولیت پلی سولفید و الکترولیت یدید/تری یدید تهیه شد و تاثیر آنها بر روی عملکرد سلول بررسی شد. با توجه به نتایجی که از مشخصه ی جریان – ولتاژ بدست آمد، بهترین الکترولیت برای سلول خورشیدی حساس شده با cds، الکترولیت پلی سولفید انتخاب شد. در مرحله ی بعد از نانوذرات tio2 با اندازه های 25 و 100 نانومتر و مخلوط آنها به عنوان انتقال دهنده ی الکترون در فوتوالکترود استفاده شد. نتایج حاصل بهترین بازدهی را برای سلول ساخته شده با مخلوط نانوذرات tio2 25 و 100 نانومتر نشان داد. در پایان از نانوذرات tio2با اندازه ی 400 نانومتر به عنوان پراکننده گر و دومین لایه در فوتوالکترود استفاده شد. بهترین بازدهی برای سلولی که با مخلوط نانوذرات tio2 25و100نانومتر به عنوان انتقال دهنده ی الکترون و لایه ی پراکننده گر400 نانومتر ساخته شده بود، مشاهده گردید.

الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله های کربنی چند دیواره حاوی اصلاح گر کوئرستین، به عنوان حسگر الکتروشیمیایی حساس در سنجش الکتروشیمیایی n– استیل– l– سیستئین به کار برده شده است. در قسمت اول این پروژه رفتار الکترو شیمیایی کوئرستین تثبیت شده بر روی الکترود در phهای مختلف و سرعت های روبش پتانسیل مختلف، توسط روش ولتامتری چرخه ای مورد بررسی قرار گرفته است. متوسط ثابت سرعت انتقال الکترون(ks) و ضریب انتقال بار (?) برای انتقال الکترون بین الکترود و لایه کوئرستین تثبیت شده به ترتیب برابر با 10 cm s–06/0±5/4 و 55/0 به دست آمده است. اکسایش الکتروکاتالیستی n– استیل– l– سیستئین توسط الکترود اصلاح شده به کمک روش های ولتامتری چرخه ای، کرنوآمپرومتری و ولتامتری تفاضلی مورد بررسی قرار گرفته است. الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله های کربنی چند دیواره حاوی اصلاح گر کوئرستین، خواص الکتروکاتالیستی خوبی را نسبت به اکسایش n– استیل– l– سیستئین در محلول بافر فسفات (0/7ph=) نشان می دهد. نتایج نشان می دهند، پتانسیل اکسایش n– استیل– l– سیستئین درسطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده توسط نانولوله های کربنی چند دیواره حاوی کوئرستین mv 185 است. درصورتیکه اکسایش n– استیل– l– سیستئین درسطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله های کربنی چند دیواره، کوئرستین و الکترود کربن شیشه ای عریان به ترتیب در پتانسیل های 240، 228 و mv 301 صورت می گیرد. پارامترهای سینتیکی مختلفی نظیر ضریب انتقال الکترون (?)، ثابت سرعت انتقال بار(k?) و دانسیته جریان مبادله (?j)، برای اکسایش n– استیل– l– سیستئین بر روی سطح الکترود اصلاح شده با نانولوله های کربنی چنددیواره حاوی کوئرستین تعیین شده است. سنجش ولتامتری تفاضلی n– استیل– l– سیستئین در محلولی که همزده می شود، دو محدوده خطی در گستره ی 50/0–1000/0 µ? و 1/1–50/0 ?m و حدتشخیص 0/44 ?m را برای n– استیل– l– سیستئین نشان می دهد. این الکترود اصلاح شده پتانسیل های دماغه اکسایش آسکوربیک اسید، لوودوپا، n– استیل– l– سیستئین، استامینوفن و تریپتوفان را که در یک محلول حضور دارند از هم جدا می کند. و بنابراین یک حسگر الکتروشیمیایی حساس برای تعیین همزمان این پنج گونه به شمار می رود. در انتها از الکترود اصلاح شده با نانولوله های کربنی چند دیواره حاوی کوئرستین برای اندازه گیری آسکوربیک اسید، لوودوپا، n– استیل– l– سیستئین و استامینوفن در نمونه های داروئی استفاده شد و نتایج رضایت بخشی به-دست آمد.

ویژگی رزونانس پلاسمون سطحی نانوذرات نقره، ما را قادر به کنترل نور در ابعاد نانومتری می کند. در این رساله نانوذرات نقره به روش شیمیایی با کاهنده سدیم بوروهیدرید سنتز شدند و به دو روش لایه-نشانی چرخشی و لایه نشانی غوطه وری در ساختار سلول خورشیدی رنگدانه ای به ترتیب بعد و قبل tio2 به کار بـرده شدند. نانوذرات نقره و سلول های خورشیدی مرجع و پلاسمونیکی با اندازه گــیری ولتاژ-جریان، طیف جذب محلول نانوذرات و رنگدانه و طیف جذب فوتوآند مرجع و پلاسمونیکی، مشخصه یابی شدند. بهبود عملکرد سلول خورشیدی رنگدانه ای با افزایش جذب نور و در نتیجه افزایش جریان اتصال کوتاه مشاهده شد. این بهبود ناشی از اثر میدان نزدیک و پراکندگی نانوذرات نقره است. ساختارهای هسته-پوسته با هسته ی فلزی و پوسته ی اکسیدفلزی به دو دلیل مورد توجه قرار گرفتند (1): خورده شدن نانوذرات نقره توسط الکترولیت یدید-تری یدید که باعث عدم پایداری سلول خورشیدی رنگدانه ای پلاسمونیکی می شود و (2): شارژ الکترونی نانوذرات نقره که موجب اتلاف حامل های بار تولید شده و در نتیجه کاهش بازده جمع آوری الکترون می شــود. به این منظور از ساختار جدید هسته-پوسته نقره-دی اکسید قلع استفاده شد. دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید سیلیسیوم متداول ترین موادی هستند که به عنوان پوسته استفاده می شوند. در این کار از پوسته ی جدید دی اکسید قلع استفاده شد. دی اکسید قلع با ضریب شکست 006/2، ثابت دی الکتریک 86/9 و گاف انرژی ev 57/3 یک نیم رسانا است. هم چنین دی اکسید قلع در مقایسه با دی اکسید تیتانیوم تحرک پذیری بار بالاتری دارد که انتقال الکترون های تولید شده را افزایش می دهد. نانوذرات هسته-پوسته نقره-دی اکسید قلع شارژ الکترونی را کاهش دادند. همچنین این نانوذرات جریان اتصال کوتاه را در مقایسه با نانوذرات نقره بیشتر افزایش دادند که ما آن را به کاهش شارژ الکترونی و تحرک پذیری بالاتر دی اکسید قلع نسبت دادیم. نانوذرات نقره و نانوذرات هسته-پوسته نقره-دی اکسید قلع به ترتیب %41 و %45 بازدهی سلول را افزایش دادند.

در این پایان نامه، رشد گرافین بر روی صفحات فلزی از جنس مس به روش بخار نشانی شیمیایی (cvd) و همچنین روشهای انتقال آن به روی زیرلایههای مورد نظر را به منظور کاربردهای مقیاس بزرگ بررسی میکنیم. در آغاز، پس از فراهم نمودن وسایل و دستگاه های لازم برای رشد گرافین کوشیده ایم تا با جلوگیری از نشت هوا، از اکسید شدگی زیر لایه مس جلوگیری کنیم و صفحات تک-لایه گرافین را بر روی سطح آنها رشد دهیم. نتایج بدست آمده از میکروسکوپ نوری، میکروسکپ الکترونی (sem) و طیف سنجی رامان تایید کرده اند که ما در تولید گرافین تک -لایه موفق شده و صفحاتی در مقیاس سانتیمتر مربع از آن را به روی زیرلایه انعطاف پذیر مورد نظر خود از جنس (pet) منتقل نموده ایم. اما در این میان برخی از صفحات دچار آسیبهایی شده اند. سپس لایه های گرافین را با استفاده از یک روش ابتکاری – که شامل ترکیبی از مراحل انتقال گرافین به زیرلایه هدف و ساخت سلولهای خورشیدی رنگ دانه ای بود – در ساخت یک سری از سلولهای خورشیدی حساس شده به رنگ مورد استفاده قرار دادیم. نتایج بدست آمده از بررسی های فنی نشان داده اند که هم حضور لایه گرافین و هم مراحل روش ابتکاری انتقال آن در این پژوهش موجب بهبودی قابل توجه بازدهی تبدیل انرژی در این سلولهای خورشیدی شده اند. مراحل گوناگون ساخت و بهینه سازی پارامترهای رشد گرافین و همچنین مراحل انتقال آن به زیرلایه های هدف به دو روش مختلف با جزئیات زیاد در این پایان نامه گزارش داده شده است.

کی از مشکلاتی که بشر از دیرباز با آن مواجه بوده است، مسئله تأمین انرژی و چگونگی دست-یابی به آن است. از آنجا که سوخت های فسیلی در حال اتمام هستند، از چند دهه قبل تامین انرژی از منابع تجدیدپذیر از جمله انرژی های خورشیدی، هسته ای، باد و ...

در این پژوهش به طراحی و ساخت طیف نگار عدسی گرمایی دوپرتویی لیزری پرداخته شده است. پس از طراحی دستگاه، کاربرد آن در مورد اندازه گیری مقادیر فوق العاده کم از مواد شیمیایی مختلف از جمله ماده رنگی مالاچیت گرین، اورانیوم و غیره در حلال های متفاوت، بررسی شده است. همچنین آرایشهای مختلف این طیف نگار نیز طراحی و با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که این طیف نگار نسبت به ساختار تک پرتویی آن بسیار حساس تر عمل می کند و در مقایسه با سایر روشهای طیف نگاری می تواند به عنوان یک روش بسیار حساس تلقی شود.

در تحقیقات اخیر، سلول های خورشیدی که بر مبنای نیم رساناهای آلی و پلیمری ساخته می شوند بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. زیرا قابلیت ساخت این نوع از سلول ها در فاز محلول با هزینه کم و بر روی زیرلایه های انعطاف پذیر امکان پذیر می باشد. استفاده از مفهوم ناهمگون حجمی، راحتی ساخت و همچنین بازدهی این نوع از سلول ها را افزایش داده است. اما بازدهی سلول های پلیمری در مقایسه با سلول های معدنی پایین تر است. تحقیقات بسیاری در زمینه های مختلف به منظور بهبود عملکرد این نوع از سلول ها انجام شده است. یکی از راهکارها به منظور بهبود عملکرد سلول های خورشیدی استفاده از مفهوم اتصال متوالی است. در این رساله ابتدا سعی شد تا با رشد نانوساختاری پلیمری از مشتقات تیوفن، پیوند ناهمگون حجمی بین دو ماده دهنده و پذیرنده تشکیل شود. برای این منظور با کنترل چگالی جریان حین سنتز و لایه نشانی پلیمر p3mt مورفولوژی لایه تغییرات محسوسی داشت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نشان داد که در چگالی جریان های کم، لایه پلیمری با ناهمواری های سطحی مناسب جهت استفاده در سلول پلیمری ناهمگون حجمی شکل گرفته است. با استفاده از این راهکار جریان اتصال کوتاه سلول ازma/cm2 1.4 به 4.21 ma/cm2 افزایش پیدا کرد. با رشد پلیمر در چگالی جریان های بالاتر و بررسی خواص کاتالیستی این لایه ها، از آن ها به عنوان الکترود مقابل در سلول های حساس به رنگ استفاده شد. سپس از رهیافت استفاده از دو ماده دهنده و پذیرنده در یک حلال مشترک استفاده شد. در این پژوهش، ابتدا با استفاده از شبیه سازی اپتیکی، شرایط بهینه برای ساخت سلول پایه پلیمری بر مبنای ترکیب پلیمر دهنده p3ht و ماده آلی پذیرنده pcbm تخمین زده شد. مطالعات نشان داد که ضخامت و دمای پخت لایه های فعال، نقش مهمی در عملکرد سلول دارند. با تغییر دمای پخت لایه های فعال متشکل از دو ماده دهنده و پذیرنده، مورفولوژی و سایز نواحی تشکیل شده در لایه تغییر می کند. درنتیجه پیدا کردن شرایط بهینه برای دما و ضخامت اهمیت زیادی دارد. با استفاده از مدل ماتریس انتقال، دمای 140 درجه و ضخامت حدود 240 نانومتر به عنوان شرایط بهینه برای عملکرد سلول تخمین زده شد. سپس سلول پلیمری ناهمگون حجمی با ساختار ito/pedot:pss/p3ht:pcbm/al ساخته و مشخصه یابی شد. همانطور که انتظار می رفت دمای پخت و ضخامت، دو عامل تأثیرگذار در عملکرد سلول بود. مقایسه طیف پراش اشعه ایکس لایه های p3ht:pcbm در دو حالت با پخت در دمای 140 درجه و بدون هیچ گونه عملیات حرارتی نشان داد که شبکه کریستالی پلیمر در حالتی که حرارت دهی انجام شده است، در جهت مشخصی شکل گرفته و همین موضوع بر عملکرد سلول تأثیر دارد. با توجه به اهمیت چگونگی توزیع شدت نور در سلول، با استفاده از یک لایه شفاف قبل از کاتد (لایه جدا کننده اپتیکی) توزیع شدت نور در سلول بهینه شده و با ساخت سلول مورد نظر بر اساس نتایج شبیه سازی عملکرد سلول مورد مطالعه قرار گرفت. در مرحله بعد به منظور افزایش پارامترهای عملکرد سلول، سلول پلیمری ناهمگون حجمی با ساختار متوالی، ساخته و مشخصه یابی شدند. در ساختارهای متوالی (تندم) با اتصال سری، لایه میانی که برای اتصال دو سلول به کار برده می شوند نقش بسزایی در عملکرد سلول دارند. در این مرحله با توجه به اهمیت فرآوری سلول در فاز محلول، لزوم نقش حفاظتی لایه های زیرین توسط لایه میانی و همچنین بازترکیب مؤثر حامل های بار در این لایه، با استفاده از یک نانوکامپوزیت پلیمر/نقره، سلول پلیمری متوالی با ساختار ito/pedot:pss/p3ht:pcbm/tio2/nanocomposite/p3ht:pcbm/al ساخته و مشخصه یابی شد. با به کار بردن نانوکامپوزیت سنتز شده در نقش لایه میانی و متصل کننده دو سلول، ولتاژ مدار باز سلول به 1.1 v رسید. در نهایت برای ساخت سلول متوالی با اتصال موازی از ساختار ساده ito/pedot:pss/znpc/p3ht:pcbm استفاده شد. با توجه به طیف جذبی مکمل دو ماده چگالی جریان اتصال کوتاه سلول به حدود جمع جریان های دو سلول پایه یعنی 7.08 ma/cm2 افزایش پیدا کرد.

ر این رساله استفاده از لایه نشانی به روش محلول در ساخت سلول های خورشیدی لایه نازک cuin(s,se)2 به منظور اجتناب از روش های پرهزینه خلا مورد بررسی قرار گرفته است. لایه نشانی تمام لایه های سلول با روش های ارزان قیمت و قابل چاپ صورت گرفته است. برای اجتناب از روش های پرهزینه ی خلا ساختار ناهمگون رولایه مورد استفاده قرار گرفته است. ساختار رولایه از لایه‎ی سد کننده ی حفره و لایه ی بافر و لایه ی جاذب تشکیل شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

ارتفاع سد شاتکی، چگالی جریان اشباع معکوس، فاکتور ایده آل، نسبت یکسوکنندگی و ولتاژ شکست این دیودها بر اساس نظریه گسیل گرمایونی محاسبه شدند. همچنین ثابت ریچاردسون این دیودها از نمودار برحسب نیز تعیین گردید. با اندازه گیری مشخصه ظرفیت- ولتاژ این دیودها غلظت حامل های بار نیم رساناهای پلیمری، پتانسیل اتصال و پهنای ناحیه تهی پیوندگاه به دست آمدند. همچنین تابع کار پلی ایندول و پلی (n-اکتیل) ایندول تخمین زده شد. گاف نوار انرژی این پلیمرها در حالت دوپه شده با استفاده از اسپکتروسکوپی جذب uv-vis اندازه گیری شد و آن ها را با استفاده از محاسبات نرم افزار گاووسی 98 مقایسه کردیم. تصاویر sem پلیمرها که روی سطح طلا لایه نشانی چرخشی شده بودند تهیه شده نشان می دهند که لایه های نازک پلی ایندول و پلی (n-اکتیل) ایندول مسطح و بدون سوراخ شدگی است. با این حال ترک خورردگی های ناشی از انقباض بعد از خشک شدن مشاهده می شود. این نشان می دهد که باید سرعت خشک شدن لایه ها کاهش داده شود.