Faculty - دانشکده علوم پایه

Faculty - دانشکده علوم پایه

Ph.D. Dissertations

محاسبه سطح مقطع كل يونش و برانگيختگي در اثر برخورد الكترون با مولكولها
نسيم غلامي 2019
هد از اين رساله، بررسي برهمكنش الكترون با برخي از مولكولهاي زيستي مهم است. اين مطالعه با بررسي تئوري برخورد الكترون با مولكولهاي آنتراسن، پيريدين و وارفارين در فاز گازي آغاز مي شود. جهت انجام محاسبات مربوط به پراكندگي هندسه مولكولها، قطبش پذيري دوقطبي، اولين انرژي برانگيختگي و چگالي بار مولكولها با كمك كدهاي محاسباتي شيمي كوانتومي بر پايه تئوري تابع چگالي DFT، ارائه مي شود. محاسبات با استفاده از روش پاره موج نسبيتي ديراك براي پراكندگي با بكارگيري يك مدل پتانسيل اپتيكي مختلط كروي انجام مي شود. اين پتانسيل شامل جملات حقيقي پتانسيل الكتروستاتيك، پتانسيل قطبش-همبستگي و پتانسيل تبادلي و همين طور ترم موهومي پتانسيل جذب مي باشد.
Thesis summary
ساخت و شبيه سازي سلولهاي خورشيدي رنگدانه اي نانوساختار
محسن عامري 2017
در اين پژوهش، با بهره گيري از مدلسازي، شبيه سازي و كار تجربي سعي به مشخصه يابي الكتريكي، اپتيكي و مورفولوژي و همچنين بهينه سازي عملكرد سلولهاي خورشيدي حساس شده با رنگدانه پرداخته شده است. درانجام اين پروژه از داده هاي تجربي جريان- ولتاژ، افت ولتاژ مدار- باز، مدار- كوتاه با زمان، خواص اپتيكي، تصاوير ميكروسكوپ روبش الكتروني (SEM) و تصاوير ميكروسكوپ نيروي اتمي(AFM) استفاده شده است. در بخش اول، با روشي مبتني بر مدلسازي تئوري جذب رنگدانه بر روي شبكه اي از نانوذرات 〖TiO〗_2 ، به بررسي پارامترهاي جذب و ارتباط آن با ساختار فوتوآند و خواص ترابري الكتريكي در سلول مي پردازيم. با ثبت تغييرات زماني محلول رنگدانه در حضور لايه اي از 〖TiO〗_2، و استفاده از برازش تئوري كميتهاي مربوط به جذب مانند زمان بهينه ي جذب، مقدار رنگدانه ي بارگيري شده توسط شبكه ي شامل نانوذرات 〖TiO〗_2 و ضريب جذب اپتيكي سلولها نيز تعيين مي شود. همچنين به كمك اين روش مي توان تخميني از ساختار فوتوآند مانند ميزان انباشتگي در شبكه ي نانوذرات و شعاع انباشتگي را نيز بدست آورد. از اين روش مي توان در بررسي جذب ملكولهاي گاز توسط محيط متخلخل نيز بهره برد. با استفاده از نتايج مربوط به بررسي جذب سطحي رنگدانه، مشخصه هاي جريان- ولتاژ براي سلولهاي با ضخامت فوتوآند مختلف شبيه سازي شده و با داده هاي تجربي اندازه گيري شده مقايسه مي شوند تا از اين طريق پارامترهاي ترابرد بارها (الكترون و ذرات باردار در الكتروليت) در سلولها استخراج شوند. در بخش دوم، با استفاده از لايه ي سدكننده ي فشرده از جنس ZnO بين ناحيه ي فعال، شامل لايه ي 〖TiO〗_2 متخلخل و زير لايه ي شفاف رساناي FTO، به بهينه سازي عملكرد سلولهاي خورشيدي حساس شده با رنگدانه پرداخته شده است. اين روش مي تواند در مقرون به صرفه كردن سلولهاي خورشيدي حساس شده با رنگدانه با بازدهي بالا در مقياس تجاري، بويژه در پرينت شدن بر روي زير لايه ي منعطف موثر باشد. از مدلسازي نظري نيز در فهم بهتر فيزيك ترابرد بار در حضور لايه ي سدكننده ي فشرده استفاده شده است. در بخش سوم به بررسي بازده ي احيائ رنگدانه در سلول پرداخته شده است. از نتايج اين بخش تاثير منفي ولتاژ باياس بر روي احياء رنگدانه (η_reg) مي باشد كه در ولتاژهاي مختلف بررسي شده است. روشها و نتايج حاصل از اين پروژه مي تواند در عيب يابي و بهينه سا
Thesis summary

M.Sc. Theses

مطالعه خواص الكتروني، مغناطيسي و اپتيكي پروسكايتCsPbI_3 با استفاده از روش تابعي چگالي
عليرضا داودي 2019
در اين پژوهش به مطالعه خواص ساختاري ، الكتروني ، مغناطيسي و اپتيكي پروسكايت CsPbI_3 پرداخته شده است. محاسبات بر مبناي نظريه ي تابعي چگالي و با استفاده از تقريبGGA صورت گرفته است. اين مطالعه ابتدا به معرفي نظريه تابعي چگالي مي پردازد. در مرحله بعد با استفاده از كد WIEN2kپارامترهاي محاسباتي از قبيل مقدار Rkmax و تعداد نقاط K مربوط به شبكه وارون (Kpoint) و پارامترهاي شبكه بهينه مي شوند. با استفاده از موارد بهينه شده، با به كار گيري چرخه هاي خودسازگار انرژي سلولهاي واحد به دست مي آيد. سپس نمودارهاي مربوط به وضعيت چگالي حالت ها و نمودار ساختار نواري CsPbI_3 ترسيم مي شود. با توجه به چگالي حالت هاي مربوط به اسپين بالا و پايين مشاهده مي شود كه پروسكايتCsPbI_(3 ) از لحاظ مغناطيسي خنثي است. در پايان به مطالعه خواص اپتيكي پروسكايت CsPbI_3پرداخته مي شود. مطالعات ما در مورد خواص اپتيكي پروسكايت CsPbI_3نشان ميد هد بيشترين جذب انرژي نور در محدوده ي 2 الكترون ولت روي مي دهد و در محدوده بالاي 13 الكترون ولت، تمام فوتون هاي فرودي بازتاب مي شود.
Thesis summary
بررسي ويژگي هاي فيزيكي (ساختاري) لايه هاي نازك مس-قلع بر روي زيرلايه هاي شيشه اي به روش پرتو الكتروني
پيمان مهدوي كيا 2019
در اين پژوهش، لايه هاي نازك مس و قلع با ضخامت هاي مختلف به وسيله ي فرآيند انباشت با پرتوي الكتروني تهيه گرديد، به اين صورت كه ابتدا زير لايه هاي شيشه اي به ضخامت 2/1 ميليمتر و قطر 150 ميليمتر توسط دستگاه شستشوي آلتراسونيك تميز شد، سپس زيرلايه هاي تميز شده در جاهاي مخصوص خود در دستگاه لايه نشاني قرار داده شده و فرآيند لايه نشاني آغاز شد. بعد از اتمام فرآيند لايه نشاني نمونه هاي مس در دماي 220 درجه سانتي گراد و نمونه هاي مس-قلع در دماي 110 درجه سانتي گراد و در فشار اتمسفر به مدت 25 دقيقه پخت داده شدند، سپس به آرامي سرد شده و به دماي اتاق رسيدند. توپوگرافي سطح لايه ها توسط ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM)، مورفولوژي سطح لايه ها توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، و ساختار اين لايه ها توسط پراش اشعه ايكس (XRD) مورد مطالعه قرار داده شدند. با توجه به نتايج آناليز XRD مشخص شد كه لايه هاي مس داراي ساختار آمورف و لايه هاي مس-قلع داراي ساختار بلوري با پراش از دسته صفحات (111) مي باشند. سرانجام از نتيجه ي آناليزها مشخص شدكه نانو ذرات مس و مس-قلع با موفقيت ساخته شده است.
Thesis summary
تهيه نانو لايه هاي نازك طلا و قلع و مطالعه خواص فيزيكي آنها
كژال معتمدي 2017
در اين تحقيق، نانو ذرات طلا و قلع را با ضخامت هاي مختلف به وسيله ي فرآيند انباشت با پرتوي الكتروني تهيه كرده، به اين صورت كه ابتدا زيرلايه هاي گرد شيشه اي به ضخامت 2/1 ميليمتر و قطر 150 ميليمتر را توسط دستگاه شستشوي آلتراسونيك تميز كرده كه زيرلايه ها هرگونه آلودگي و گرد و غباري كه داشته باشند توسط ارتعاشات دستگاه آلتراسونيك كاملا پاك شوند. سپس زيرلايه ها را در جا نمونه اي مخصوص خود قرار داده و نمونه ها را در داخل بوته قرار مي دهيم. سپس نمونه ها و زيرلايه ها را در جايگاه مخصوص خود در دستگاه لايه نشاني قرار مي دهيم، فاصله ي بوته تا ضخامت سنج و فاصله ي بوته تا زيرلايه را اندازه مي گيريم و اين فاصله ها را در رابطه ي فاكتور تصحيح قرار مي دهيم و فرآيند لايه نشاني را شروع مي كنيم. به دليل آنكه در اين روش لايه نشاني به خلاء بسيار بالايي نياز داريم، بنابراين از دو پمپ روتاري و ديفيوژن استفاده مي كنيم تا به خلاء مورد نياز دست پيدا كنيم. براي تسريع در رسيدن به خلاء مورد نياز حين اينكه پمپ ديفيوژن روشن است از ازت مايع نيز استفاده مي كنيم. بعد از اتمام فرآيند لايه نشاني نمونه ها را در دماهاي مختلف و در فشار اتمسفر پخت مي دهيم، سپس لايه هاي پخت داده شده و بدون پخت را تحت آناليزهاي XRD، SEM، TEM، AFM قرار داده و نهايتا از نتيجه ي آناليزها مشخص شد كه نانو ذرات طلا-قلع و قلع-طلا با موفقيت ساخته شد.
Thesis summary
بررسي ساختار الماس، با استفاده از پراكندگي يون هاي كم انرژي
مريم بختيار 2017
چكيده: . در اين تحقيق با شبيه سازي بلور الماس ساختار سطح مورد مطالعه قرار مي گيرد و نيز تقارن هاي موجود در سطح بررسي مي شد. مي دانيم كه بلور ها به صورت مجموعه اي از اتم ها يا مولكول ها هستند كه به صورت منظم و مشخصي در كنار هم قرار دارند. يك بلور آرايه اي دوره اي و سه بعدي از اتم ها يا مولكول ها با تناوب انتقالي در طول سه محوراساسي آن است و بلور ايده آل از تكرار بي پايان سلول واحد تشكيل مي شود. بلور الماس با ويژگي هاي كاربردي بسيار، مشخصه هاي اين بلور باعث شده است كه ازآن در از بين بردن انرژي هاي منفي و متعادل ساختن متابوليسم بدن و نيز شفاف كردن ديد استفاده شود. براي مطالعه سطح يك بلور از تكنيك هاي متفاوتي استفاده مي شود، يكي از آن تكنيك ها پراكندگي يون هاي كم انرژي (LEIS) مي باشد. پراكندگي يون هاي كم انرژي به بررسي ساختار، تركيب و غلظت عناصر در سطح جامدات مي پردازد. حساسيت بسيار زياد اين تكنيك به خارجي ترين لايه هاي اتمي باعث شده است كه از اين تكنيك براي آناليز سطح استفاده شود. براي به كار بردن تكنيك پراكندگي يون هاي كم انرژي در مطالعه سطح بلور الماس يك برنامه كامپيوتري (SABRE) استفاده مي شود. براي اجراي برنامه كامپيوتري يك سلول واحدتعريف شده و اطلاعات براي اجرا به برنامه كامپيوتري داده شده است. اين برنامه كامپيوتري براي زواياي سمتي متفاوت اجرا شده است وخروجي آن براي هر اجرا جهت بدست آوردن اسكن سمتي آناليز شده است. اسكن سمتي، وجود تقارن هاي مختلف با درجه هاي مختلف در ساختار سطح بلور الماس نشان مي دهد. همچنين اسكن سمتي براي زواياي فرودي مختلف، 68، 75 و 72 مورد بررسي قرار گرفت و نتايج بدست آمده نشان داد كه زاويه فرودي يون اوليه در68 درجه بهتر از ديگر زوايا، ساختار سطح الماس را نشان مي دهد.
ساخت و بررسي بهينه سازي سلول هاي خورشيدي حساس شده با رنگ
ميثم ريوفي 2016
افزايش تقاضاي انرژي با توجه به رشد جمعيت جهان و از طرفي محدود بودن منابع سوخت هاي فسيلي و مشكلات موجود از جمله آلودگي محيط زيست راه را به سوي بهره برداري از انرژي هاي تجديدپذير باز مي كند. به منظور كم كردن اتكا جهاني به منابع طبيعي پايان پذير و سوخت هاي مخرب محيط زيست، تلاش هاي علمي فراواني براي كاهش هزينه هاي توليد انرژي از منابع تجديد پذير، از قبيل: انرژي خورشيدي، آب، باد و غيره، صورت گرفته است. خورشيد يكي از منابع انرژي رايگان، پاك، عاري از اثرات مخرب زيست محيطي و بي -پايان است. سلول هاي خورشيدي قطعات حالت جامدي هستند كه امكان تبديل انرژي خورشيد به الكتريسته ممكن مي سازند. در اين پايان نامه تمركز بر روي سلول هاي خورشيدي رنگ دانه اي مي باشد. از ويژگي هاي شاخص آن مي توان به تنوع رنگ و شكل، انعطاف پذيري وسبك وزني اشاره كرد. يكي از مهمترين مشكلاتي كه از توسعه گسترده اين انرژي جلوگيري كرده است، هزينه تمام شده نسبتاً بالاي آن است كه امكان رقابت آن با ساير انرژي ها مانند فسيلي و هسته اي را هنوز ممكن نكرده است. تلاش پژوهشگران در راستاي بهينه سازي و افزايش بازدهي وكاهش قيمت آن ها مي باشد. در جهت بهينه سازي اين سلول ها، دراين تحقيق به بررسي ساختار جديدي به عنوان نيمه رسانا در فوتوآند پرداخته شده كه در ابتدا به مفاهيم اوليه سلول هاي خورشيدي شامل اثر فوتوولتايي، نسل بندي سلول هاي خورشيدي و در ادامه اجزاي سلول خورشيدي شامل مفاهيم نيمه رساناها، فوتوآند،كاتد، الكتروليت و رنگ دانه و نحوه عملكرد اين سلول ها بررسي شده است. سپس مراحل موردنياز براي ساخت يك سلول خورشيدي شامل آماده سازي مواد و اجزاي تشكيل دهنده سلول خورشيدي و نحوه ساخت سلول گزارش شد. مشخصه يابي هاي الكتريكي، اپتيكي وساختاري انجام شده شامل تصاوير الكتروني روبشي جهت مطالعه مورفولوژي سطح، پراش طيف اشعه X براي مطالعه ساختار ماده، طيف جذب و بازتاب نور فرابنفش مورد بحث قرارگرفته ، همچنين محاسبه طول عمر الكترون توسط دو روش EIS و OCVD در ضخامت هاي مختلف انجام گرديده است. سلول با ضخامت بهينه 5/17 بهترين بازدهي و بيشترين طول عمر الكترون وكمترين ميزان بازتركيب را دارا بود.
Thesis summary
ساخت و مشخصه يابي سلول هاي خورشيدي رنگدانه اي
حسين عبدي شايگان 2015
افزايش تقاضاي انرژي با توجه به رشد جمعيت جهان و از طرفي محدود بودن منابع سوخت هاي فسيلي بر ما لازم مي كند كه از منابع انرژي تجديدپذير بيشترين بهره را ببريم. خورشيد غني ترين منبع انرژي تجديدپذير در جهان است. روش هاي بسياري براي بهره مندي از اين انرژي خدادادي وجود دارد. يكي از مناسبترين انها استفاده از سلول هاي خورشيدي يا فتوولتائيك مي باشد. از زمان كشف اثر فتوولتائيك تاكنون، تحقيقات گسترده اي در سراسر جهان براي توليد الكتريسته با استفاده از اين اثر انجام شده اند، اولين سلول خورشيدي سيليكوني در آزمايشگاه تحقيقاتي بل، بازدهي كمي براي توليد الكتريستيه داشت. ازآن زمان تاكنون، سه نسل مختلف از سلول هاي خورشيدي ظهور كرده اند. به دليل كم هزينه و راحتتربودن فرآيند ساخت ساخت هاي نسل سوم توچه گروه هاي زيادي در سراسر جهان و همچنين ايران به آنها معطوف شده است. به منظور كمك به حركت هر چه بيشتر كشور ايران در اين راستا، آزمايشگاه سلول هاي خورشيدي در دانشگاه بوعلي سينا تجهيز و راه اندازي شده. هدف اين پايان نامه ساخت و مشخصه يابي سلول هاي خورشيدي رنگدانه اي بوده كه اين امر در پايان تحقق پيدا كرده است.
Thesis summary
اثر عمليات حرارتي بر ساختار و رفتار فيزيكي فيلم نازك طلا
زهرا فريدوني 2014
طلا به شكل لايه ي نازك، امروزه در گستره ي وسيعي از كاربردهاي ميكروالكترونيكي و سيستمهاي نانو الكتريكي، سنسورها، منسوجات الكتريكي، بيومهندسي، ژنراتورهاي با خواص اپتيكي غير خطي يا ابزارهايي براي پراكندگي سطح رامان استفاده ميشود. دراين مطالعه اثر دماي بازپخت بر خواص اپتيكي و ساختاري فيلم هاي نازك طلا مطالعه شده است. فيلم هاي نازك طلا با ضخامت 370 آنگستروم به روش لايه نشاني تبخير باريكه ي الكتروني بر روي زيرلايه ي شيشه اي تهيه شدند. سپس فيلم هاي نازك طلا، به مدت يك ساعت در معرض هوا و در دماهاي 575،650، 725، 800 و 875 كلوين مورد بازپخت قرار گرفتند و سپس به آرامي سرد شدند.خواص ساختاري ساختاري با تغييير دماي بازپخت فيلم ها مورد بررسي قرار گرفت. خواص ساختاري فيلم ها با استفاده از طرح پراش اشعه ي X (XRD) با تابش CuKα با طول موج 54/1آنگستروم و با ولتاژ كاري 40 كيلوولت مطالعه شد. نتايج (XRD) نشان دهنده ي ساختار كريستالي با جهت ترجيحي (111) مي باشد. خواص اپتيكي فيلم ها با تغيير دماي باز پخت و با استفاده از دستگاه طيف سنجي فرابنفش مرئي مورد بررسي قرار گرفت و گاف انرژي اپتيكي لايه ها محاسبه شد. نتايج نشان مي دهد گاف انرژي اپتيكي لايه ها با افزايش دما افزايش مي يابد. به منظور مطالعه ي توپوگرافي سطح نيز از تصاوير AFM استفاده شد. مورفولوژي سطح نيز با استفاده از تصاوير SEM مطالعه شد. آناليز تصاوير AFMو SEM نشان داد كه رشد لايه هاي نازك طلا به شكل جزيره هاي منفرد انجام مي شود.
مطالعه نظري و طراحي يك مولد فشرده ساز شار مغناطيسي غيرانفجاري با سيم پيچ متراكم شونده
زهرا آئينه وند 2014
مطالعه نظري و طراحي يك مولد فشرده ساز شار مغناطيسي غيرانفجاري با سيم پيچ متراكم شونده
زهرا ايينه وند 2014