در این پژوهش، نانومیله¬های اکسید روی به دو روش حلالی- حرارتی و تجزیه حرارتی تولید می¬شوند و خواص ساختاری و اپتیکی آن¬ها مورد بررسی قرار می¬گیرد. پیش¬ماده اصلی در هر دو فرآیند استات روی دوآبه می¬باشد. با استفاده از فرآیند آبی- حرارتی نانومیله¬های اکسید روی توسط سولفید روی (ZnS) پوشش¬دهی شده و به نانومیله¬های هسته/ پوسته ZnO/ZnS تبدیل می¬شوند. برای این منظور از تیواستامید برای جایگزینی اتم¬های اکسیژن با اتم¬های گوگرد استفاده می¬گردد. سپس خواص اپتیکی نانومیله¬های هسته/ پوسته نیز توسط آنالیزهای طیف¬سنجی فرابنفش- مرئی (UV-Visible ) وطیف¬سنج فوتولومینسانسی (PL) مورد بررسی قرار می¬گیرد. نتایج نشان می¬دهد که خواص اپتیکی نانوساختار با پوشش¬دهی ماده ثانویه با گاف بزرگ¬تر بهبود می¬یابد. در ادامه، نانوالیاف پلیمری حاوی نانومیله¬های اکسید روی به روش الکتروریسندگی تولید می¬شوند. در این فرآیند پلیمر مورد استفاده پلی¬وینیل¬الکل (PVA) می¬باشد. به منظور جهت¬مندسازی نانوالیاف حاوی نانومیله¬ها، از دو جمع¬کننده موازی با فواصل متفاوت استفاده می¬گردد. پارامترهای به¬¬کار¬ رفته در فرآیند الکتروریسی، cm 15 برای فاصله بین نازل و جمع¬کننده، kV25 برای ولتاژ دستگاه و ml/h3/0 برای نرخ تزریق محلول می¬باشند. در نهایت از آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف¬سنج فرابنفش- مرئی و طیف¬سنج فوتولومینسانسی برای بررسی خواص متفاوت نانوالیاف و نانومیله¬ها استفاده می¬شود.

نانوالیاف توخالی از جمله نانومواد تک بعدی با ساختاری منحصربه فرد هستند که در دهۀ اخیر به کانون توجه بسیاری از محققین تبدیل شده اند. این الیاف علاوه بر داشتن سطح خارجی شامل یک سطح داخلی نیز می شوند که همین ویژگی بالقوه کاربرد آن ها را در بسیاری از زمینه های کاربردی مربوط به سطح چندین برابر می کند. در این پروژه با هدف ساخت نانوالیاف توخالی SnO2 و بررسی خواص ساختاری و نوری آن ها، از روش الکتروریسی تک سوزنه استفاده شده است. با استفاده از این روش و البته با تنظیم و کنترل شرایط، جهت ایجاد فرایندهای جدایش فازی در طی الکتروریسی و عملیات حرارتی، نانوالیاف توخالی با ریختی مناسب تولید گردید. در پایان‌ نامۀ حاضر، عوامل مختلف تاثیرگذار بر ساخت این الیاف، همچون غلظت محلول پلیمری، شرایط دمایی شامل دمای پخت و تاثیر آن بر ریخت الیاف مورد بررسی قرار گرفت. با کنترل مناسب شرایط الکتروریسی، در ابتدا نانوالیاف کامپوزیتی شامل پلیمر و پیش مادۀ نمکی تولید گردید و در نهایت با تنظیم نرخ افزایش دمای پخت در کوره، نانوالیاف توخالی حاصل گردید. همچنین سازوکار حاکم بر شکل گیری الیافی با ساختار لوله ای شکل، با توجه به بررسی های صورت گرفته در طی تولید الیاف، به طور ویژه مورد بررسی قرار گرفت. در پایان خواص ساختاری و نوری نانوالیاف توخالی دی اکسیدقلع با روش های مختلف بررسی گردید. برای تحلیل و آنالیز خواص مورد نظر از دستگاه های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی نشر میدان (FESEM)، پراش اشعۀ ایکس (XRD)، طیف سنج تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف سنج فرابنفش مرئی (UV-visible) و طیف سنج فوتولومینسانس (PL) استفاده شده است. نتایج نشان می دهند، نانوالیاف توخالی دی اکسیدقلع در دمای°600C  و با میانگین قطری nm300-200 تولید شده اند. لازم به ذکر است در این پایان نامه همچنین خواص فوتوکاتالیستی الیاف حاصل جهت حذف دو رنگزای سمی، به عنوان یکی از کاربردهای مهم نانوالیاف توخالی دی اکسید قلع مورد بررسی قرار گرفته است.

یکی از مسائل مهم در مبحث فناوری نانو،کاربرد نانو مواد در آرایش و چیدمان دلخواه می¬باشد در زمینۀ نانوفیبرها برآورده شدن این امر از طریق آرایۀ روش¬های مناسب برای آرایش¬دهی و جمع آوری فیبرها می¬باشد که تولید کنترل شدۀ این نانوفیبرهای آرایش یافته حول یک محور کاربرد گسترده¬ای در عرصه¬های مختلف صنعتی دارد. در الکتروریسی متداول نانوالیاف تولید شده به شکل بی¬نظم روی صفحه جمع‌کننده جمع آوری می¬شوند.در این پژوهش، هدف ساخت نانوفیبرهای سرامیکی YBa2Cu3O7-δ ، جهت¬مندی و تولید تار پیچیده از آنها با استفاده از دو پلیمر پلی وینیل پیرولیدون و پلی وینیل الکل می¬باشد که برای ساخت آنها از روش الکتروریسی متداول و برای جهت مندی و تولید تار پیچیده از سه چیدمان الکترود موازی ،استوانه چرخان و دیسک چرخان استفاده شده است.پس از تولید نانوفیبرهای مورد نظر،ویژگی های ساختاری و فیزیکی آنها مورد بررسی قرار گرفت . برای بررسی دمای پخت بهینه نانوفیبرها از آنالیزهای TGA،ََDTA ، برای بررسی خواص ساختاری و ظاهری نمونه¬ها از میکروسکوپ الکترونی¬روبشی (SEM)، طیف پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف تبدیل فوریه فروسرخ(FTIR) و برای بررسی خواص مغناطیسی نمونه¬ها از پذیرفتاری مغناطیسی ac استفاده گردیده است. بررسی های انجام شده نشان دادند که نانوفیبرهای تولید شده به روش دیسک چرخان بهترین نتایج را برای جهت مندی و تولید تار بدست می¬دهد . از بین دو پلیمر استفاده شده نیز پلیمر پلی وینیل الکل نتایج بهتری برای جهت مندی ارائه می¬دهد. در نهایت در این پایان نامه موفق به تولید تار پیچیده ابررسانای ایپکو با قطر معادل حدود 100 نانومتر و طولی برابر cm2 شده-ایم.

در این پایان¬نامه، نانوالیاف اکسید¬روی با دو چیدمان حصیر و تار با الکتروریسی تولید می¬شوند. استات¬روی/ برای تولید نانوالیاف کامپوزیتی استفاده می¬شوند. الیاف ابتدا درون آون و سپس در کوره تحت عملیات حرارتی قرار می¬گیرند. برای الکتروریسی الیاف جهت¬مند از دو جمع¬کنندۀ متفاوت یکی صفحۀ ثابت و دیگری دیسک چرخان مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای به¬کار رفته در الکتروریسی جهت ساخت نمونۀ حصیر و تار به¬ترتیب برای فاصلۀ نازل تا صفحۀ ثابت و برای فاصلۀ نازل تا دیسک چرخان، برای ولتاژ دستگاه و برای نرخ شارش محلول انتخاب گردید. پس از تولید نمونۀ تار اکسید¬روی ویژگی¬های ساختاری و اپتیکی آن مورد بررسی قرار گرفت. بنابراین جهت بررسی خواص مورد¬نظر از آنالیز توزین حرارتی ، میکروسکوپ الکترونی روبشی ، طیف پراش اشعۀ ایکس ، طیف تبدیل فوریۀ مادون-قرمز ، طیف¬سنج فرابنفش – مرئی و طیف¬سنجی فوتولومینسانس استفاده گردیده است. بررسی نمونه تارهای تولید شده نشان دادند که تار پیچیدۀ اکسید¬روی در دمای با قطر میانگین فیبری 150nm - 80 با مشخصات واحد می¬توانند تولید شوند.

  فناوری نانو، فضای تحقیق جدیدی را به روی پژوهشگران گشوده است. از جمله زمینه¬های مطرح شده در نانوفناوری، نانواپتیک می¬باشد. یکی از مباحثی که در دو دهۀ گذشته در نانواپتیک مورد توجه قرار گرفته است، چاه¬های کوانتومی آلاییده شده است. این نوع چاه¬ها، کاربردهای وسیعی در ابزارهای اپتوالکترونیکی فوق سریع از قبیل لیزرهای نیم¬رسانا و آشکارسازهای مادون قرمز دارند. با استفاده از قوانین مکانیک کوانتومی و شبیه¬سازی¬های عددی، می¬توان پدیده¬های فیزیکی¬ای که در ابعاد نانو رخ می¬دهند را مطالعه کرد.
در این پایان¬نامه به مطالعه و بررسی اثر تابش پرتو لیزر بر روی ویژگی¬های نوری چاه کوانتومی آلاییده شده پرداخته می¬شود. وقتی این سیستم تحت تابش پرتو لیزر قرار می¬گیرد، پتانسیل حاکم بر آن با استفاده از نظریۀ فلوکیت به¬دست می¬آید که اصطلاحاً پتانسیل استتار نامیده می¬شود. در این پایان¬نامه ابتدا با استفاده از این نظریه، پتانسیل استتار با روش¬های تحلیلی محاسبه و سپس با جای¬گذاری آن در معادلۀ شرودینگر و حل خودسازگار معادلۀ شرودینگر و پواسون، در تقریب هارتری و با روش¬های عددی، ترازهای انرژی و ویژه حالت-های متناظر ساختار محاسبه شدند. با استفاده از این نتایج و روابط موجود از اپتیک غیرخطی، تغییرات ویژگی¬های نوری ساختار مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که شکل پتانسیل در حضور تابش لیزری دستخوش تغییر زیادی می-شود و متعاقباً شکل توابع موج و مقادیر ترازهای انرژی سیستم تغییر می¬کنند. این تغییرات موجب جابه¬جایی قله¬های تشدیدی ویژگی¬های نوری سیستم می¬شوند.

 تفنگ¬های الکترونی از ابزارهای بسیار مهم و پرکاربرد در فیزیک اتمی و مولکولی می¬باشند. به طور کلی، تفنگ الکترونی شامل بخش¬هایی مانند منبع الکترونی، الکترودهای استخراج کننده و شتاب دهنده و همچنین لنزهای متمرکز کننده می¬باشد. در این تحقیق، سیستم پراش الکترونی کم¬انرژی با سیزده الکترود طراحی و شبیه¬سازی شده است. در این راستا، نرم¬افزار سه¬بعدی سیمیون نسخۀ 0/7 مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور بررسی تفنگ الکترونی و دست¬یابی به مناسب¬ترین پارامترهای عملکرد الکترودها، بخش¬های مختلف تفنگ به طور جداگانه مطالعه گردیده است. همچنین اثر انرژی¬های مختلف و توزیع الکترون¬ها بر عملکرد سیستم بررسی شده است. اثر دمای منبع بر عملکرد تفنگ نیز مورد بررسی قرار گرفته است. بنابراین، سیستم تفنگ الکترونی به طور کامل شبیه¬سازی شده و بهینه¬ترین پارامترهای عملکرد مطالعه گردیده است. در این پایان¬نامه، نتایج محاسبات و شبیه¬سازی ارائه شده است.

چکیده ی فارسی: یکی از رایج ترین روش ها جهت بررسی محصولات برخورد ذرات باردار با ماده، استفاده از طیف سنج الکترونی است. طیف سنج الکترونی شامل اجزای مختلفی است که مولفه ی کلیدی آن تحلیلگر انرژی است. تاکنون انواع مختلفی از تحلیلگرهای انرژی الکترون جهت کاربرد در طیف سنج الکترونی طراحی و ساخته شده اند، که هر کدام دارای ویژگی های خاص خود است. در این پایان نامه، پس از معرفی و بررسی انواع مختلف تحلیلگرهای الکترواستاتیک، یکی از پرکاربردترین آنها، موسوم به تحلیلگر الکترواستاتیک استوانه ای در دو نوع آینه ای و منحرف کننده (CMA,CDA)، به صورت دقیق همراه با روابط مربوطه مطالعه و بررسی شده است. در ادامه تحلیلگر الکترواستاتیک آینه ای با استفاده از نسخه ی 7 نرم افزار سیمیون طراحی و شبیه سازی گردید. پس از انتخاب شرایط ورودی مطلوب، اعمال پتانسیل های مناسب، پارامترهای مختلف تاثیرگذار بر عملکرد CMA، از جمله انرژی ورودی پرتو، ماکزیمم زاویه ی ورودی و قطر اولیه ی پرتو، ورود و خروج پرتو و تمرکز آن در خروجی مورد مطالعه قرار گرفت. با قرار دادن یک الکترود استوانه ای که روزنه ی بزرگی در مرکز آن تعبیه شده است، در فضای بین الکترودهای تحلیلگر، توانستیم یک نوع جدید از تحلیلگر آینه ای استوانه ای را معرفی و پیشنهاد نمائیم. هدف از قراردادن این الکترود این بوده که نتایج حاصل از محاسبات را قبل و بعد از اعمال الکترود سوم با هم مقایسه کنیم. در نهایت با اعمال پتانسیل های مختلف به الکترود سوم و بررسی محاسبات به این نتیجه رسیدیم که بهبودی به اندازه ی 41.0138 درصد در قدرت تفکیک سیستم رخ می دهد. همچنین تمرکز مطلوب تری نیز در خروجی مشاهده می شود. مقایسه ی نتایج نشان می دهند که درصد انتقال الکترونها در طرح پیشنهادی موجود در این پروژه بدون تغییر می ماند.

الکتروریسندگی یکی از روش‌های مورداستفاده در تولید فیبرهای پلیمری در مقیاس نانو است. این روش، به جهت سادگی، کنترل زیاد بر کیفیت و دقت بالا در روش تولید، بسیار موردتوجه قرار گرفته است. در این تحقیق، ابتدا نانو فیبرهای پلیمری پلی‌متیل‌متاکریلات با روش الکتروریسی تولید شد. سپس مهم‌ترین پارامترهای موثر همچون غلظت PMMA در محلول پلیمری، فاصلۀ بین نوک نازل تا جمع‌کننده و ولتاژ بر قطر آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. خصوصیات سطحی نانو فیبرهای الکتروریسی شده نیز توسط SEM مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌منظور بررسی تداخل فیزیکی بین رنگ‌دانه متیلن‌بلو و پلیمر، آزمون FTIR گرفته شد. سپس با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر (UV) بیشینه جذب رنگ‌دانه اندازه‌گیری شد. در آخر پایداری نانو فیبرهای حاوی رنگ‌دانه به روش فلورومتری بررسی شد.
بعد از اتمام این آزمایش‌ها مشاهده شد که کاهش غلظت پلیمر، فاصلۀ نوک نازل تا جمع‌کننده و افزایش ولتاژ تا میزان کافی، امکان دستیابی به نانو فیبرهایی با قطر کمتر (تا 133 نانومتر) را فراهم می‌کنند. نتایج FTIR نشان‌دهندۀ جذب سطحی رنگ‌دانه به مولکول‌های پلیمر است. نتایج فلورومتری نشان داد که شدت فلورسانس در نانو فیبرها نسبت به گذر زمان تغییر محسوسی نداشته و تنها کمی (کمتر از 9/8%) شدت فلورسانس کاهش می‌یابد. نتایج نشان می‌دهد نانو فیبرهای PMMA بستر مناسب و پایداری برای متیلن¬بلو می‌باشند.
 

 با توجه به استفاده فراوان پرتوهای الکترونی در سامانه های الکترون اپتیکی نظیر طیف سنج های الکترونی و سیستم های لیتوگرافی، مطالعۀ دقیق رفتار فیزیکی این پرتوها دارای اهمیت است. یکی از مهم ترین عامل های موثر در مشخصه های پرتوهای الکترونی، اثر بار فضایی است. گرچه به منظور جلوگیری از پیچیدگی این اثر در سامانه های الکترون اپتیکی از آن صرف نظر می-شود. اما در بسیاری از کاربردها در مورد پرتوهای الکترونی با چگالی بالا اثرات بار فضایی نقش مهمی را ایفا می کند. بنابراین در این تحقیق به علت اهمیت بار فضایی، در ابتدا اصول  اپتیک الکترونی، منابع و روش های تولید الکترون، ابیراهی موجود در سامانه های الکترون اپتیکی را مورد مطالعه قرار می دهیم. سپس چگونگی تشکیل شدن ناحیۀ  بار فضایی مطالعه و شبیه سازی می شود.
هم چنین یک نمونه کاتد گرمایونی را شبیه سازی کرده و اثر دمای کاتد، اندازه متفاوت شعاع روزنۀ آند، بر روی جریان محدود شده توسط اثر بار فضایی مطالعه می شود. و در آخر هم یک نمونه تفنگ الکترونی بر اساس مطالعات انجام شده بر روی کاتد، بهینه ، طراحی و شبیه سازی می گردد.

 

 نقطه های کوانتومی نیم رسانا، به دلیل این که ساختار الکترونی شان با کنترل شکل و اندازه طراحی می-شوند، بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این نقطه ها با توجه به داشتن فرکانس های نشر نوری تنظیم-پذیر که به علت اثر محدودیت کوانتومی در آن ها ایجادشده است، یکی از جالب ترین مباحث فیزیک نیم رسانا را تشکیل داده اند. در ابتدای این تحقیق به معرفی نقطه های کوانتومی
می پردازیم. درادامه ، به دلیل کاربرد فراوان نقطه های کوانتومی سیلیکون و اکسید روی در سلول های خورشیدی، ویژگی های این نقطه ها درون ماتریس دی اکسید سیلیکون را مطالعه می کنیم. در این مطالعه در چارچوب تقریب جرم موثر و با روش المان محدود، معادلۀ شرودینگر برای الکترون در نوار رسانش نقطه های کوانتومی سیلیکون و اکسید روی درون ماتریس دی الکتریک حل می شود. در ادامه خواص نوری خطی و غیر خطی بین زیرباندی این نقطه ها، هم چون پذیرفتاری خطی و غیر خطی، تغییرات ضریب شکست و ضریب جذب بررسی شده است. هم چنین اثر ماتریس های
دی الکتریک مختلف از جمله ماتریس های اکسید، کاربید و نیترید روی این نقطه های کوانتومی مطالعه  شده است. در انتها، اثر استارک روی نقطه های کوانتومی سیلیکون در ماتریس دی اکسید سیلیکون را بررسی می کنیم.

در این پایان¬نامه بهشرح جزئیات مربوط به روش ساختنوع جدیدی از سلول¬های خورشیدی حساس¬شده به نقاط کوآنتومی(QDSSC) بر پایه¬ی نانوفیبرهای ZnO به عنوان آند، پرداخته شده است. برای تولید این نانو-فیبرها، از روش الکتروریسندگی، به دلیل سهولت در ساخت و نیز قابلیت کنترل برروی پارامترهای وابسته، استفاده گردیده¬است. در این پژوهش هم¬چنین گزارشی از چگونگی ساخت نقاط کوآنتومی CdS به روش سیلار ارائه شده است.به¬علاوه لایه¬های Cu2S بر روی شیشه¬ی رسانا¬ی FTOبه¬عنوان کاتد سلول¬ها لایه¬نشانی شده¬اند. در این تحقیق برای ساخت نانو¬فیبرها چیدمانی ساده از دستگاه الکتروریسندگی با پارامتر¬های تعریف-شده و مشخص به¬کار گرفته¬شد که در نتیجه¬ی آن نانوفیبرهای ZnO با میانگین قطرnm350 روی زیرلایه¬ی شفاف و رسانای FTO تولید شدند.هم¬چنین به¬منظور یافتن تاثیر دما بر ساختار نانو¬فیبرهای ساخته¬شده، فیبرهادر دماهای 450، 500، 550، 600 وoC700 تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند که در نتیجه¬ی آن دمای oC500 به عنوان دمای مطلوب جهت تولید نانوفیبرهایی با قطر، اندازه و ساختار مناسب انتخاب گردید. به علاوه تاثیر چسبندگی بین نانوفیبرها و زیرلایه¬ی FTO بر بازده¬ی سلول¬های خورشیدی نیز در این پژوهش مورد بررسی قرار¬گرفت. بدین منظور سه روش با عناوین محلول آبی، دکتر بلید و PEG به کار گرفته شد که نتایج آن به طور کامل مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته¬است. هم¬چنین تاثیر تعداد چرخه¬های سیلار بر بازده¬ی سلول¬های خورشیدی حساس به نقاط کوآنتومی نیز مطالعه شد که نتایج آن به طور کامل گزارش شده است. در همین راستا نیز نقاط کوآنتومی با میانگین قطرnm4 ساخته¬شد. در آخر نیز نانوفیبرها و نقاط کوآنتومی تولید شده از لحاظ ریخت¬شناسی و بررسی خواص ساختاری و اپتیکی، توسط دستگاه¬های آنالیز مختلف ,SEM ,XRDUV-Visible ,TEM و بازده¬ی نهایی سلول¬ها نیز توسط دستگاه شبیه¬ساز خورشیدی مورد مطالعه قرار¬گرفتند.

امروزه نانوفیبرهابه دلیل حساسیت بالا، به¬واسطه کاربرد فراوان در ساخت قطعات و استفاده در دستگاه¬های اپتیکی بسیار مورد توجه پژوهشگران در حوزه های مختلف قرار گرفته¬اند. در این پایان نامه به بررسی مدهای انتشار یافته از امواج الکترومغناطیس درون یک موجبر نوری پلیمری می¬پردازیم. قطرهای انتخاب شده برای این موجبرها 200، 400 و 600 نانومتر و طول¬موج ورودی در ناحیه مرئی 680- 400 نانومتر انتخاب شده است. برای موجبرهای شبیه-سازی شده بردار پوئینتینگ، چگالی انرژی کل، میدان مغناطیسی و الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته¬اند. نتایج بیانگر آن است که در این نانوفیبرها برای طول موج های کوتاه¬تر و قطرهای کوچک¬تر، پارامترهای بررسی شده دارای مقادیر بیشتری نسبت به طول موج¬های بلندتر و قطرهای بزرگ¬تر می¬باشند. با مقایسه قطرهای بررسی شده، مشاهده می¬شود از قطر200 تا 410 نانومتر تنها مد اصلیHE11 در طول¬موج 660 نانومتر تشکیل می¬شود. در این صورت
می¬توان در این ناحیه نانوفیبر را یک موجبر تک مد نامید. شبیه¬سازی¬های فوق بر روی نانوفیبرهایی با سطحی صاف و بدون تخلخل انجام است. برای نزدیک شدن به نانوفیبرهایی که با دستگاه الکتروریسی شده ساخته می¬شوند، درون نانوفیبر تخلخل¬هایی با قطر 20 نانومتر در امتداد طول آن قرار داده شده است و سپس شبیه¬سازی برای قطرهای 200 و 600 نانومتر تکرار می¬کنیم. نتایج بررسی¬ها نشان می¬دهد که نانوفیبرهای متخلخل دارای مقادیر بردار پوئینتینگ و شارش انرژی بالاتری نسبت به نانوفیبرهای بدون تخلخل می¬باشند. به همین دلیل نانوفیبرهایی که با روشی الکتروریسندگی ساخته می¬شوند، دارای خصوصیات جالب توجه¬ای نسبت به دیگر نانوفیبرها در راستای انتقال امواج الکترومغناطیسی در موجبرها می¬باشند.
 

امروزه اندرکنش یون‌ها با سطوح جامد در حوزه‌های مختلفی از جمله مطالعات میکروسکوپیک و طیف‌سنجی جهت آنالیز سطح کاربردهای وسیعی یافته است. در این پایان¬نامه پدیده¬¬هایی که از اندرکنش یون¬ها و الکترون¬ها با اتم¬های هدف رخ می¬دهد مطالعه شده و مورد مقایسه قرار گرفته است. با انتخاب 5000 یون گالیم، اندرکنش آن¬ها بر روی سطح کربن در مقیاس 110 نانومتر و بر روی سطح مس در مقیاس 80 نانومتر صورت گرفته است. همچنین برخورد تعداد 4000 یون هلیوم با سطح سیلیکون در مقیاس 900 نانومتر مطالعه شد. سطوح مذکور با توجه به سبک¬تر، هم وزن و سنگین¬تر بودنشان نسبت به یون¬های فرودی و تاثیر یون¬ها بر آن¬ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته¬اند. در ادامه با هدف مقایسه با برخوردهای یونی و کاربرد الکترون¬ها در میکروسکوپ¬های الکترونی، اندرکنش تعداد 10000 الکترون با سطوح کربن، مس و سیلیکون بررسی شد. اندرکنش یون و الکترون با سطح به صورت محاسباتی و به ترتیب با استفاده از نرم¬افزار SRIM-TRIM نسخه¬ی 2013 و نرم‌افزارCASINO نسخه¬ی 48/2 انجام شده است. تاثیر انرژی و زاویه¬ی برخورد یون¬ها و الکترون¬ها به سطوح بر روی عمق نفوذ، محصولات حاصل از برخورد و آسیب ناشی از پرتوها بررسی و مقایسه شده¬اند. در پایان، محدوده¬ی انرژی مطلوب حاصل از شبیه¬سازی¬های انجام‌شده برای یون گالیم برابر 5/0 تا 30 کیلو الکترون¬ولت به منظور به‌کارگیری در آنالیز میکروسکوپی و طیف¬سنجی به¬دست آمد. محدوده¬ی زاویه¬ی مناسب برای یون گالیم با هدف دست¬یابی به آسیب کمتر 0 تا 30 درجه نسبت به خط عمود بر سطح به دست آمد. مقادیر مطلوب انرژی و زاویه جهت استفاده از یون هلیوم در میکروسکوپی به ترتیب در محدوده¬ی 25 تا 70 کیلو الکترون¬ولت و 45 تا 90 درجه نسبت به خط عمود بر سطح به دست آمد. در اندرکنش الکترون¬ها با سطوح نیز محدوده¬ی انرژی 0 تا 50 کیلو الکترون¬ولت مطلوب به نظر رسید که بهترین میزان به منظور به¬کارگیری در میکروسکوپ الکترونی می‌باشد. همچنین افزایش زاویه¬ی الکترون فرودی برای حصول تصاویر با وضوح بیشتر از سطح نمونه پیشنهاد شد. در پایان مقایسه¬ای بین نتایج برخورد الکترونی و یونی صورت گرفته است. در بررسی¬های انجام‌گرفته، دسته¬ای از پارامترها با آن¬چه در تجربه اعمال شده¬اند هم¬خوانی داشته و پارامترهای اندازه¬گیری شده¬ی دیگر نیز جهت بهینه¬سازی سیستم¬های میکروسکپی یونی و الکترونی پیشنهاد شده¬اند.

 چکیده
در این پایان¬نامه نانو فیبرهای GdBa2Cu3O7-x (ابررسانا سرامیکی دمای بالا) با استفاده از روش الکتروریسندگی از یک محلول پلیمری(پلی وینیل پیرولیدون) پیشرو تولید شده است. محلول آبی پیشرو پلیمری شامل پلیمر پلی وینیل پیرولیدون (PVP) و مخلوطی از نیترات گادولینیم، نیترات باریم، و نیترات مس با نسبت جرمی نیترات/پلیمر 1 به 5 می¬باشد. با استفاده از روش فوق(الکتروریسندگی) و با اعمال شرایط: محلول با غلظت 55%، ولتاژkV18، فاصله¬ی بین نازل و صفحه جمع کننده cm12 و نرخ تغذیه¬ی ml/h1 الیافی با قطر nm470 و طولی بیش از 10میکرومتر تولید شده است. تصاویر SEM از فیبرهای GdBa2Cu3O7-x نشان می¬دهد که با افزایش ولتاژ، فاصله و غلظت قطر فیبرها کاهش و با افزایش نرخ تغذیه¬، قطر فیبرها افزایش می¬یابد. جهت آزادسازی نیتروژن فیبرهای تولید شده در دمایC 200 به مدت 12 ساعت فرار گرفتند. تصاویر SEM در این مرحله نشان می¬دهد که قطر فیبرها تا حدود 1 میکرون افزایش می¬یابد. این افزایش قطر فیبرها بافهم واکنش اسید سیتریک با نیترات¬ها قابل پیش‌بینی می¬باشد. پس از این مرحله عملیات تکلیس در دمایC 900 بر روی فیبرها انجام گردید. به دنبال این مرحله عملیات پخت در دمایC 930 به مدت 12ساعت جهت تشکیل فاز ابررسانایی صورت پذیرفت. الگوی پراش اشعه ایکس نمونه¬های پخت شده نشان می‌دهد که فاز ابررسانایی GdBa2Cu3O7-x تشکیل شده است. تصاویر SEM در این مرحله بیان می¬دارد که قطر الیاف به‌دست آمده بعد از عملیات پخت به مقدار زیادی کاهش می¬یابد. با استفاده از نرم‌افزار اندازه¬گیری قطر متوسط نانو فیبرها تولیدی حدود nm 90 برآورد شده است.