انتخاب صفحه

فهرست مطالب

 فصل اول کلیات طرح

نانو تکنولوژی، دست‌یابی به فناوری کاربرد ذراتی با ابعاد نانومتر است که به نانوذرات موسومند. دلیل انتخاب این مقیاس برای کار بر روی مواد، خواص خارق‌العاده‌ای است که در ذراتی با این اندازه ظاهر می‌شوند و امروزه به شدت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند. نگاه به فرآیندهای شیمیایی و بیولوژیکی از دید نانومتری، یعنی در ابعاد اتمی اطلاعاتی به دست می‌دهد که راحت‌تر می‌توان مسیر تشکیل آن را مشخص و خواسته‌ها و نظرات شخصی را در آن اعمال نمود]1[. آن چه که امروز تحت عنوان نانوتکنولوژی مطرح است آشنا شدن و کنترل کردن بسیاری از پدیده‌ها در ابعاد اتمی و آنگسترومی است. پیشرفت‌ های اخیر در ساخت تیوپ کربن، موتورهای بیومولکولی، حسگرهای با ابعاد باکتری، فیلترهای میکرونی و دیگر موارد، موجبات تغییر و تحول در علوم مختلف از جمله کامپیوتر، فیزیک، الکترونیک، هوا فضا، شیمی و محیط زیست و دیگر علوم را فراهم کرده است]2[. از این میان، نانوذرات فلزی طلا و نقره به دلیل خواص منحصر به فردشان مورد توجه هستند. یکی از جالب‌ترین جنبه‌های نانوذرات فلزی این است که خواص نوری آن‌ها به شدت به اندازه و شکل ذره وابسته است. نور منعکس شده از طلای توده‌ای زردرنگ است، اما فیلم‌های نازک طلا، نور آبی از خود عبور می‌دهند. با کاهش اندازه این فیلم تا حدود 3nm، این رنگ تدریجاً به ارغوانی، قرمز و سرانجام نارنجی تبدیل می‌شود. این اثرات، نتیجه‌ی تغییراتی موسوم به تشدید پلاسمون سطحی – فرکانسی که در آن الکترون‌های نوار رسانش در پاسخ به میدان الکتریکی متناوب یک پرتو الکترومغناطیس برخوردی نوسان می‌کنند- است. با این حال تنها فلزات دارای الکترون‌های آزاد (الزاماً طلا، نقره، مس و فلزات قلیایی) در طیف مرئی دارای تشدید پلاسمون هستند و به همین علت چنین تغییر رنگ‌ شدیدی را از خود نشان می‌دهند

1-2- اهمیت موضوع تحقیق و انگیزش انتخاب آن

امواج پلاسمون سطحی که در فصل‌های بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت، یکی از مباحث نو و جدید در حیطه نانواپتیک هستند. از سال 1990 تعداد سالانه مقالات در مورد پلاسمون‌های سطحی هر 5 سال، دو برابر شده است]5[، این رشد سریع با پیشرفت و تجاری کردن کدهای محاسباتی نیرومند، تکنیک‌های ساخت نانو و تکنیک‌های تحلیل فیزیکی، امکان بیش‌تری به مهندسین و محققین با ارائه ابزار لازم برای طراحی ساخت و تحلیل خواص اپتیکی نانو ساختارهای فلزی، فراهم می‌کنداین گرایش جدید استفاده‌های قابل توجهی در بحث حس‌گرها، آنتن‌ها، گیرنده‌ها و ادوات نوری در مقیاس نانو دارد]6[. بررسی اثرات تغییر دما بر سطح مقطع پراکندگی ذرات نانو، می تواند در جهت توسعه مفاهیم نظری، جهت کاربردهای آتی موثر باشد. تا جایی که به اطلاعات ما بر می گردد این بررسی برای اولین بار انجام می شود. موضوع پراکندگی نور از ذرات نانو فلزی تحت اثرات دمایی، گسترش موضوع و فرمول‌بندی نظری و تلاش در جهت شناخت این پدیده از انگیزه‌های انتخاب این موضوع می‌باشد.

a13 سؤالات تحقیق:

  • چرا از ذرات فلزی در مقیاس نانو در این تحقیق استفاده می‌شود؟
  • چرا نانو ذرات نقره در این روش کاربرد بیش‌تری دارند؟
  • تغییرات دما چه تأثیری می‌تواند در سطح مقطع پراکندگی این ذرات ایجاد کند؟
  • آیا تغییرات مشاهده شده، قابل توجه هستند؟
  • آیا اندازه نانو ذرات فلزی در میزان پراکندگی تأثیر دارد؟
  • پدیده پلاسمون و پلاسمون سطحی چیست و تحت چه شرایطی رخ می‌دهد؟
  • 1-2 تابع دی الکتریک معادله (2-27) گاز الکترون آزاد (خطوط پیوسته) برازش شده بر مقادیر داده¬های دی الکتریک برای طلا (نقاط). انتقال های میان باندی، اعتبار این مدل را به فرکانس های مرئی و بالاتر از آن محدود می سازند.

      1-2 تابع دی الکتریک معادله (2-27) گاز الکترون آزاد (خطوط پیوسته) برازش شده بر مقادیر داده¬های دی الکتریک برای طلا (نقاط). انتقال های میان باندی، اعتبار این مدل را به فرکانس های مرئی و بالاتر از آن محدود می سازند.

1-1 بیان مسئله و هدف‌های تحقیق………………………………………………………… 2

1-2- اهمیت موضوع تحقیق و انگیزش انتخاب آن…………………………………………. 2

1-3  سؤالات و فرضیه‌های تحقیق……………………………………………………………… 3

a1–3 سؤالات تحقیق……………………………………………………………………………… 3

b1–3 فرضیه‌های تحقیق………………………………………………………………………….. 3

1–4- تعاریف عملیاتی متغیرها و واژه‌های کلیدی…………………………………………… 4

1-5- مدل تحقیق…………………………………………………………………………………… 4

1-6- روش تحقیق ………………………………………………………………………………… 4

1-7- قلمرو تحقیق…………………………………………………………………………………. 4

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل دوم  مطالعات نظری

“در پایین فضای کافی وجود دارد” این جمله عنوان سخنرانی ریچارد فاینمن در سال 1959 در انجمن فیزیک امریکاست. وی در سخنرانی مشهور خود، به بررسی بعد رشد نیافته علم مواد پرداخت و توجه دانشمندان را به توانایی بشر برای دست‌کاری مواد در مقیاس اتمی جلب نمود. ایشان که پایه‌گذار نانوتکنولوژی شناخته می‌شوند، عقیده داشتند، مشکلات موجود در علوم مختلف در صورتی قابل حل است که دانشمندان در سطوح اتمی توانایی مطالعه و بررسی داشته باشند]9[. البته استفاده از نانو مواد برخلاف تصور عمومی، دارای سابقه‌ی تاریخی طولانی می‌باشد و نقطه شروع استفاده از مزایای نانوساختارها توسط انسان مشخص نیست. اما این استفاده فقط بر اساس کشفیات اتفاقی بوده و دلیل علمی آن‌ها ناشناخته بوده است. برای مثال رومی‌ها چهار قرن قبل از میلاد، از نانوذرات فلزی برای رنگ‌آمیزی شیشه‌ها بهره می‌گرفتند]10[.فناوری نانو یا نانوتکنولوژی رشته‌ای از دانش کاربردی و فناوری است که جستارهای گسترده‌ای را پوشش می‌دهد. موضوع اصلی آن مهار ماده یا دستگاه‌های در ابعاد کم‌تر از یک میکرومتر، معمولاً حدود 1 تا 100 نانومتر است. در واقع نانوتکنولوژی فهم و بکارگیری خواص جدیدی از مواد و سیستم‌هایی در این ابعاد است که اثرات فیزیکی جدیدی از خود نشان می‌دهند؛ که این موضوع عمدتاً به علت غلبه خواص کوانتومی بر خواص کلاسیک به وجود می‌آید]11[.

2-1- روش‌های تولید نانو مواد

 اصلی‌ترین روش‌های ساخت مواد نانو را می‌توان در دو روش کلی 1- روش بالا به پایین و         2- روش پایین به بالا خلاصه نمود.

2-1-1- روش بالا به پایین

در این روش با استفاده از یک سری ابزارها، مواد از جسم حجیم جدا شده و جسم کوچک می‌شود تا به اندازه‌های نانومتری برسد.

2-1-2- روش پایین به بالا

این روش درست در جهت مخالف روش بالا به پایین می‌باشد، در این روش مواد نانو با استفاده از به هم پیوستن بلوک‌های سازنده مانند اتم‌ها و مولکول‌ها و قرار دادن آن‌ها در کنار یکدیگر و یا استفاده از خودآرایی تولید می‌شوند. خودآرایی عبارت است از طراحی مولکول‌ها و ابر مولکول‌هایی که اساس تشکیل آن‌ها مکمل بودن شکل ساختاری است. باید توجه داشت که اتم‌ها و مولکول‌ها همیشه در جایی که مورد نظر ماست قرار نخواهند گرفت و عاملی که محل قرارگیری آن‌ها را تعیین می‌کند انرژی آن‌هاست، به این صورت که مولکول‌ها در جایی قرار خواهند گرفت که کم‌ترین انرژی آزاد را داشته باشند و به سمت انرژی آزاد منفی تمایل دارند. انرژی آزاد در یک سیستم به وسیله استحکام پیوندها و آنتروپی تعیین می‌شود]12[.

2-2-1- سنتز فاز بخار

سنتز فاز بخار ذرات، برای تولید نانوذرات فلزی مناسب است به این صورت که مخلوط فاز بخار به طور دینامیکی ناپایدار است تا مواد در حد نانو تهیه شود، ذرات به صورت همگن هسته‌گذاری می‌کنند و بعد از یک بار مرحله هسته‌گذاری، بخار فوق اشباع باقی مانده به وسیله متراکم شدن و واکنش با ذرات باعث رشد ذره‌ها می‌شود، در این جا رشد ذره بیش از مرحله هسته‌گذاری اتفاق می‌افتد (در ابتدا باید بخار فوق اشباع تشکیل داد به این صورت که یک جامد را حرارت می‌دهیم تا به صورت بخار در یک گاز پایه درآید، سپس با یک گاز سرد آن را مخلوط می‌کنیم تا دمای آن کاهش یابد بعد از این مرحله باید سیستم را خاموش کرد که با برداشتن منبع بخار فوق اشباع یا کاهش سینیتیکی واکنش انجام می‌شود و از رشد ذرات جلوگیری می‌شود).

2-2-2- الکتروشیمیایی

برای تهیه نانوذرات طلا و نقره از طریق روش‌های الکتروشیمیایی نیز اقداماتی شده است که سایز ذرات با تنظیم شدت جریان تغییر می‌کند. در روش‌های الکتروشیمیایی در تولید نانوذرات اثرات پارامترهای گوناگون مثل دما، جنس کاتد، اورولتاژ، دانسیته جریان، زمان، نوع الکترولیت بر روی اندازه و ساختار ذرات بررسی شده است یکی از روش‌های سنتز نانوذرات فلزی طی روش الکتروشیمی الکتروپالس است این روش بر پایه استفاده از الکتروشیمی پالسی و شیمی صوت است و به تجهیزات بالا احتیاج دارد. روشی برای جانشینی الکتروستاتیکی طلا روی سطح الکترود در الکتروشیمی و ایجاد باند بین طلا با تیول‌ها و دی‌سولفیدها گزارش شده است.رسوب‌گذاری الکتروشیمیایی بر پایه، سولفات، کلرید، برمید و یدید نقره انجام می‌شود. در تمام مواد لایه‌ای از نقره تشکیل می‌شود. از جمله فواید روش‌های الکتروشیمیایی برای تهیه نانو پودرها این است که به راحتی ایزوله و جدا می‌شوند و محصول فرعی حاصل از ماده کاهنده را هم تولید نمی‌کنند و بسیار انتخابی عمل می‌کنند. برای جلوگیری از جانشینی خودبه‌خودی Ag+ روی سطح پتانسیل را باید کنترل کرد.

2-2-3- سنتز فوتولیز

نانوذرات به روش پرتو کافت گاما نیز میسر است طی این کاهنده قوی به وجود می‌آید که باعث کاهش یون فلز شده و عدد اکسایش فلز را به صفر می‌رسانند.

2-2-4- کاهش شیمیایی

سنتز نانوذرات توسط کاهش شیمیایی در حضور یک پایدارکننده مثل سورفاکتانت‌ها و پلیمرها (مثل پلی‌وینیل پرولیدین) بسیار معمول می‌باشد، که می‌توان اندازه ذرات را با تغییر دما، PH و کنترل هم زدن تغییر داد. با وجود سهولت در این روش معایبی نیز وجود دارد مثل زمان انجام واکنش که معمولاً بسیار طولانی است. مرحله مهم در طول تهیه نانوذرات در ابعاد مورد نظر، کنترل رشد و جلوگیری از تجمع ذرات می‌باشد که به وسیله لیگاندها، پلیمرها و یا سورفاکتانت‌ها از رشد می‌توان جلوگیری کرد.واکنش‌های کاهشی با وجود سهولت معایبی نیز دارند که مهم‌ترین آن زمان انجام واکنش می‌باشد که معمولاً بسیار طولانی است البته بعضی از کاهنده‌ها در دمای اتاق عمل می‌کنند.کاهش یون نقره با یک کاهنده می‌تواند در دمای اتاق رخ دهد البته سرعت واکنش آن‌قدر کند است که تشکیل اجزای نقره ساعت‌ها طول می‌کشد. افزایش دمای واکنش منجر به زمان کم‌تر می‌شود و این تغییر مربوط به اختلاف پتانسیل بین اکسیداسیون حلال و کاهش گونه فلزی است]13 و 14[.

2-3- خواص نانوذرات

افزایش نسبت سطح به حجم نانوذرات باعث می‌شود که اتم‌های واقع در سطح، اثر بسیار بیش‌تری بر خواص فیزیکی ذرات، نسبت به اتم‌های درون حجم ذرات داشته باشند. این ویژگی، واکنش‌پذیری نانوذرات را به شدت افزایش می‌دهد به گونه‌ای که این ذرات به شدت تمایل به کلوخه‌ای شدن دارند. به عنوان مثال در مورد نانوذرات فلزی، به محض قرارگیری در هوا، به سرعت اکسید می‌شوند. تغییر در فاصله بین اتم‌های ذرات و نسبت سطح به حجم زیاد در نانوذرات، تأثیر متقابلی در خواص ماده دارد. تغییر در انرژی آزاد، پتانسیل شیمیایی را تغییر می‌دهد. این امر در خواص ترمودینامیکی ماده (مثل نقطه ذوب) تأثیرگذار است]15[.تغییر در فاصله بین اتم‌های ذرات و هندسه ذرات روی خواص الکترونیکی ماده هم تأثیرگذار است. وقتی اندازه ذرات کاهش می‌یابد، پیوندهای الکتریکی در فلزات ظریف‌تر می‌شود. کمیت الکترونیکی که راحت‌تر در دسترس می‌باشد، پتانسیل یونیزاسیون است. مطالعات نشان داده‌اند که پتانسیل یونیزاسیون در اندازه دانه‌های ریزتر، بیش‌تر است.

مقدمه…………………………………………………………………………………………….. 6

2-1- روش‌های تولید نانو مواد………………………………………………………………….. 6

2-1-1- روش بالا به پایین……………………………………………………………………….. 6

2-1-2- روش پایین به بالا……………………………………………………………………….. 7

2-2- روش‌های تولید نانو طلا و نقره………………………………………………………….. 7

2-2-1- سنتز فاز بخار…………………………………………………………………………….. 7

2-2-2- الکتروشیمیایی……………………………………………………………………………. 7

2-2-3- سنتز فوتولیز ……………………………………………………………………………… 8

2-2-4- کاهش شیمیایی…………………………………………………………………………. 8

2-3- خواص نانوذرات……………………………………………………………………………. 9

2-4- کاربرد نانوذرات…………………………………………………………………………….. 10

2-4-1- نانو ذرات غیرفلزی……………………………………………………………………… 10

2-4-2-  نانوذرات فلزی………………………………………………………………………….. 10

2-4-2-1- نانو طلا و کاربردهای آن…………………………………………………………… 10

2-4-2-2- نانو نقره و کاربردهای آن…………………………………………………………… 11

2-5- فرمول بندی کلاسیکی………………………………………………………………….. 11

2-6- تابع دی‌الکتریک گاز الکترون‌های آزاد…………………………………………………. 17

2-7- انتشار گاز الکترون آزاد و پلاسمون حجمی…………………………………………… 22

2-8- فلزات و گذارهای میان باندی……………………………………………………………. 24

2-9- پلاریتون‌های پلاسمون سطحی در فصل مشترک فلز و عایق……………………….. 25

2-10- معادله‌ی موج…………………………………………………………………………….. 26

2-11- پلاریتون‌های پلاسمون سطحی در یک سطح مشترک منفرد:…………………….. 29

2-12- پراکندگی به وسیله دوقطبی‌های القا شده‌ی پراکنده‌گرهای کوچک……………… 33

2-13- پراکندگی از طریق یک کره‌ی دی‌الکتریک کوچک……………………………………… 34

2-14- پراکندگی از طریق کره‌ی کاملاً رسانای کوچک…………………………………….. 36

2-15- تئوری پراکندگی مای………………………………………………………………….. 38

2-16- پیشینه تحقیق…………………………………………………………………………. 38

فصل سوم  روش تحقیق

در ابتدا برای اینکه تغییرات سطح مقطع پراکندگی تحت تابش نور دیده شود، باید مدل مورد نظر را شبیه سازی کنیم. برای شبیه سازی مدل، از نرم افزارComsol Multi Physics  نسخه ی 3.5 استفاده کردیم. اساس کار این نرم افزار، روش عناصر محدود می باشد. فضای شبیه سازی شامل دو محیط است: محیط دوم، کره ای به شعاع nm200 وبا ضریب شکست n=1 ، یعنی خلاء است و محیط اول کره ای با مرکزیت کره ی اول و با مشخصات نانو ذره ی نقره می باشد( شکل3-1).مش بندی[1] برای محیط اول، 12288 وبرای محیط دوم 1889 قسمت بوده و نوع مش ها به صورت مثلثی[2] می باشد. موج برخوردی به این سیستم موج تخت و با قطبش TM می باشد که از چپ به این سیستم وارد شده و با ذره نقره برخورد می کند و این ذره در طول موجهای مختلف، واکنش متفاوتی از خود نشان می دهد. معادله ی موج وارد شده به این سیستم به صورت زیر می باشد:که n ضریب شکست نقره و H میدان مغناطیسی در راستای z وk عدد موج است.

و شرط مرزی پراکندگی هم بصورت زیر می باشد :

برای انجام محاسبات به رابطه پاشندگی فلز مورد نظر نیاز است. با توجه به اینکه رابطه مشخصی برای بازه­ی طول موجی 300nm تا 400nm (بازه ای که تشدید صورت می گیرد) استخراج نشده است، از جدول داده های کریستی و جانسون استفاده کردیم]30[. قسمت های حقیقی و موهومی ضریب شکست نقره را با توجه به این جدول بر حسب طول موج رسم کردیم (نمودار های 1-3a و 1-3b).و از طریق برازش در بازه ذکر شده توانستیم تعداد این نقاط را افزایش دهیم(جدول 3-1). که ستون اول، طول موج بر حسب متر، ستون دوم قسمت حقیقی و ستون سوم قسمت موهومی ضریب شکست نقره را نشان می دهد. قطر نقره را در هر مرحله از r=30nm، تا r=60nm ، در بازه ی  افزایش داده و با توجه به جدول 3-1 در طول موج انتخابی از بالا به پایین، قسمت های حقیقی و موهومی ضریب شکست متناظر را در معادله موج مربوطه قرار داده و نتیجه را برای هر شعاع، ثبت کردیم.

تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع r=45nm در دماهای مختلف

تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج برای ذره نقره به شعاع r=45nm در دماهای مختلف

3-1- روش تحقیق……………………………………………………………………………… 43

3-2- ابزار جمع آوری اطلاعات………………………………………………………………… 48

فصل چهارم      تجزیه و تحلیل یافته های تحقیق

نمودار تغییرات سطح مقطع پراکندگی به ازاء طول موج برای بازه های دمایی مختلف0.30,60,90,120,150,180,210(درجه کلوین)، بر اساس نتایج حاصل شده، رسم گردید. این نمودار همانطور که بیان شد برای شعاعهای مختلف ذره نقره متفاوت است. به دلیل اینکه پدیده رزونانس در محدوده طول موجی بین 400nm- 300nm مشاهده شد لذا این بازه طول موج، مد نظر قرار گرفته است. در اینجا به تجزیه و تحلیل نمودارها به ترتیب از ذره نقره با کمترین شعاع مورد بررسی در این پایان نامه پرداخته و نشان می دهیم که برای هر شعاع پدیده تشدید در چه طول موجی اتفاق می افتد و با بزرگتر شدن اندازه نقره چه تغییراتی در نمودارها حاصل می گردد ؟ همچنین افزایش دما چه تاثیری بر سطح مقطع پراکندگی ایجاد می کند؟نمودار اول مربوط به ذره نقره با شعاع 30 nm می باشد(نمودار 4-1). بطور کلی محور افقی این نمودارها طول موج بر حسب نانومتر و محور عمودی متناسب با سطح مقطع پراکندگی است بر حسب واحد اختیاری. برای این شعاع ملاحظه می گردد که تا قبل از طول موج 340nm روند تغییرات سطح مقطع پراکندگی دراختلاف دماهای مختلف به کندی صورت گرفته و فاصله ی بین نقاط ناچیز است بطوریکه بنظر می رسد روی هم قرار گرفته اند البته باید در اینجا متذکر شد که هر چند در نمودار مشخص نیست ولی با توجه به اعدادی که از حل معادله موج، به دست آمده از طول موج 300 nm، سطح مقطع پراکندگی بطور خیلی ناچیزی روندی نزولی داشته و تا طول موج 320 nm ادامه پیدا می کند و از طول موج 320 نانومتری تا رسیدن به قله تشدید سیری صعودی دارد. از طول موج 340 nm فاصله بین نقاط در دماهای مختلف بیشتر شده و نمودار واضح تر شده است در  342nm  این امر با وضوح بیشتری قابل روئیت است و سطح مقطع پراکندگی بیشتر می شود تا اینکه در طول موج 344 nm  قله تشدید برای دماهای مختلف صورت گرفته است و می بینیم که پدیده رزونانس در دماهای بالاتر، با شدت بیشتری صورت گرفته و قله پراکندگی تیزتری حاصل شده است. از طول موج 346 nm میزان رزونانس کم شده ولی فاصله بین نقاط تا قبل ازطول موج 350 nm مشخص است و پراکندگی در هر دما، با دمای دیگر مقدار متفاوتی دارد. ولی از طول موج 350 nm به بعد روند تغییرات به کندی صورت می گیرد و فاصله بین نقاط کم می شود. همانطور که ملاحظه می گردد طول محدوده تشدید در این شعاع کم است و پدیده پلاسمونیک هم در این محدوده رزونانسی صورت می پذیرد که اوجش در طول موج 344 nm قابل روئیت است.برای این اندازه نقره، می بینیم که سطح مقطع  پراکندگی در 300nm اندکی بیشتر شده است و در اختلاف دماهای گوناگون تغییرات اندکی داشته است.تا طول موج 320nm سطح مقطع پراکندگی روندی نزولی با شیب کم دارد که در این طول موج افت مشخص تری دارد و از طول موجهای بعدی تا رسیدن به قله تشدید سیری صعودی دارد. و در طول موج 344 نانومتری بیشترین میزان رزونانس صورت گرفته است. بعد از این طول موج، از سطح مقطع پراکندگی کاسته شده و نمودار نزولی می شود. در مقایسه با نمودار 4-1 می­بینیم که در اینجا طول محدوده رزونانسی گسترده تر شده و قله های پراکندگی دماهای مختلف فاصله های کمتری نسبت به قبل گرفته اند و از تیزی نمودار کاسته شده است؛ ولی باز هم در اینجا شاهد روند افزایش پراکندگی با افزایش دما هستیم. در اختلاف دمای 210 درجه بیشترین و در اختلاف دمای صفر درجه کمترین سطح مقطع پراکندگی وجود دارد.

4-1 تغییرات سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج در شعاع های مختلف………. 51

4-2 تغییرات بیشینه مقطع پراکندگی در اندازه های مختلف ذره نقره……………………. 60

4-3 تغییرات بیشینه سطح مقطع پراکندگی بر حسب دما در شعاع­های مختلف……….. 62

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات

در این تحقیق، ذرات کروی فلز نقره در شعاع های 30, 35 …60nm، در معرض تابش موج الکترومغناطیسی با قطبش TM قرار گرفتند و سپس سطح مقطع پراکندگی آنها در دماهای مختلف از  تا محاسبه شد. نتایج بدست­آمده از این محاسبات، به صورت زیر می باشند:

1- قله سطح مقطع پراکندگی در شعاع های مختلف بررسی شده، در بازه­ی طول موجی 342nm تا 346nm رخ می دهد.

2- قله های سطح مقطع پراکندگی با افزایش شعاع از 30nm تا 45nm، به ازاء دماهای بالاتر، افزایش می یابند و سپس از شعاع 50nm تا 60nm، با زیاد شدن دما، از بلندی این قله ها کاسته می شود.

3- پهنای نمودارهای سطح مقطع پراکندگی بر حسب طول موج با افزایش شعاع نقره، از 30nm  تا 45nm، گسترده تر می شود و سپس با ادامه روند افزایش شعاع، از پهنای این نمودارها کاسته می شود.

4- بیشینه سطح مقطع پراکندگی در بازه ی شعاعی 35nm تا 55nm، نسبت به دما حساسیت کمتری دارد و قله های تشدید در دماهای مختلف، بسیار به هم نزدیک هستند. این در حالی است که برای شعاع های کمتر از 35nm و بیشتر از 55nm، این قله ها در دماهای مختلف، متفاوت بوده و تغییرات آن ها با دما بسیار شدیدتر شده است.

5- فاصله قله های سطح مقطع پراکندگی، با افزایش شعاع نقره از 30nm تا 50nm، در دماهای مختلف، کمتر شده و از تیزی نمودارها کاسته می شود و سپس در شعاع های بیشتر از 50nm، دوباره این قله ها از هم فاصله می گیرند.

5-1- نتیجه گیری ………………………………………………………………………………….. 66

5-2- پیشنهادات……………………………………………………………………………………. 67

منابع……………………………………………………………………………………………………. 68

Abstract

 The refractive index of noble metals such as Gold and Silver is a more sensitive function of temperature, as compared with dielectrics. In this research, the effect of temperature changing on scattering cross section of Silver’s nanoparticles was investigated. Spherical Silver nanoparticles with 30, 35, 40, 45, 50, 55 and 60 nanometers diameter, were exposed to light radiation with TM polarization from the range of 300nm to 400nm wavelength, and their scattering cross sections were calculated afterward. In order to investigate the effect of temperature changing on scattering cross section, the temperature has been changed from 300K to 510K with . The results of calculations were obtaining using numerical finite elements method in two dimensions, show that the scattering cross section resonance increases corresponding to temperature increasing from the radius of 30nm to 45nm. And this is while that the resonance of graphs approaches together in different temperatures. Then, in range of 50nm to 60nm the scattering cross section resonance decreases with temperature increasing. The breadth of graphs increases by wavelength when the nanoparticle radius increases from 30nm to 45nm. After that with radius increasing course, the breadth of graphs decreases. The final result of this study shows that, the scattering cross section resonance has more little sensitivity toward temperature in the range of 35nm to 55nm. Changing toward temperature below 35nm and above 55nm radius is very intense.



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان