فهرست مطالب

 فصل اول کلیات طرح

نانو تكنولوژي، دست‌يابي به فناوري كاربرد ذراتي با ابعاد نانومتر است كه به نانوذرات موسومند. دليل انتخاب اين مقياس براي كار بر روي مواد، خواص خارق‌العاده‌اي است كه در ذراتي با اين اندازه ظاهر مي‌شوند و امروزه به شدت مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند. نگاه به فرآيندهاي شيميايي و بيولوژيكي از ديد نانومتري، يعني در ابعاد اتمي اطلاعاتي به دست مي‌دهد كه راحت‌تر مي‌توان مسير تشکیل آن را مشخص و خواسته‌ها و نظرات شخصي را در آن اعمال نمود]1[. آن چه كه امروز تحت عنوان نانوتكنولوژي مطرح است آشنا شدن و كنترل كردن بسياري از پديده‌ها در ابعاد اتمي و آنگسترومي است. پيشرفت‌ هاي اخير در ساخت تيوپ كربن، موتورهاي بيومولكولي، حسگرهای با ابعاد باكتري، فيلترهاي ميكروني و ديگر موارد، موجبات تغيير و تحول در علوم مختلف از جمله كامپيوتر، فيزيك، الكترونيك، هوا فضا، شيمي و محيط زيست و ديگر علوم را فراهم کرده است]2[. از اين ميان، نانوذرات فلزي طلا و نقره به دليل خواص منحصر به فردشان مورد توجه هستند. يكي از جالب‌ترين جنبه‌هاي نانوذرات فلزي اين است كه خواص نوري آن‌ها به شدت به اندازه و شكل ذره وابسته است. نور منعكس شده از طلاي توده‌اي زردرنگ است، اما فيلم‌هاي نازك طلا، نور آبي از خود عبور مي‌دهند. با كاهش اندازه اين فيلم تا حدود 3nm، اين رنگ تدريجاً به ارغواني، قرمز و سرانجام نارنجي تبديل مي‌شود. اين اثرات، نتيجه‌ي تغييراتی موسوم به تشديد پلاسمون سطحي – فركانسي كه در آن الكترون‌هاي نوار رسانش در پاسخ به ميدان الكتريكي متناوب يك پرتو الكترومغناطيس برخوردي نوسان مي‌كنند- است. با اين حال تنها فلزات داراي الكترون‌هاي آزاد (الزاماً طلا، نقره، مس و فلزات قليايي) در طيف مرئي داراي تشديد پلاسمون هستند و به همين علت چنين تغییر رنگ‌ شديدي را از خود نشان مي‌دهند

1-2- اهميت موضوع تحقيق و انگيزش انتخاب آن

امواج پلاسمون سطحي كه در فصل‌هاي بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت، يكي از مباحث نو و جديد در حيطه نانواپتيك هستند. از سال 1990 تعداد سالانه مقالات در مورد پلاسمون‌هاي سطحي هر 5 سال، دو برابر شده است]5[، اين رشد سريع با پيشرفت و تجاري كردن کدهای محاسباتی نيرومند، تكنيك‌هاي ساخت نانو و تكنيك‌هاي تحليل فيزيكي، امكان بيش‌تري به مهندسين و محققين با ارائه ابزار لازم براي طراحي ساخت و تحليل خواص اپتيكي نانو ساختارهاي فلزي، فراهم مي‌كنداين گرايش جديد استفاده‌هاي قابل توجهي در بحث حس‌گرها، آنتن‌ها، گيرنده‌ها و ادوات نوري در مقياس 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 پراكندگي نور از ذرات نانو فلزي تحت اثرات دمايي، گسترش موضوع و فرمول‌بندي نظري و تلاش در جهت شناخت اين پديده از انگيزه‌هاي انتخاب اين موضوع مي‌باشد.

a13 سؤالات تحقيق:

  • چرا از ذرات فلزي در مقياس نانو در اين تحقيق استفاده مي‌شود؟
  • چرا نانو ذرات نقره در اين روش كاربرد بيش‌تري دارند؟
  • تغييرات دما چه تأثيري مي‌تواند در سطح مقطع پراكندگي اين ذرات ايجاد كند؟
  • آیا تغییرات مشاهده شده، قابل توجه هستند؟
  • آيا اندازه نانو ذرات فلزي در ميزان پراكندگي تأثير دارد؟
  • پديده پلاسمون و پلاسمون سطحي چيست و تحت چه شرايطي رخ مي‌دهد؟
  • 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 بيان مسئله و هدف‌هاي تحقيق………………………………………………………… 2

1-2- اهميت موضوع تحقيق و انگيزش انتخاب آن…………………………………………. 2

1-3  سؤالات و فرضيه‌هاي تحقيق……………………………………………………………… 3

a1–3 سؤالات تحقيق……………………………………………………………………………… 3

b1–3 فرضيه‌هاي تحقيق………………………………………………………………………….. 3

1–4- تعاريف عملياتي متغيرها و واژه‌هاي كليدي…………………………………………… 4

1-5- مدل تحقيق…………………………………………………………………………………… 4

1-6- روش تحقيق ………………………………………………………………………………… 4

1-7- قلمرو تحقيق…………………………………………………………………………………. 4

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

فصل دوم  مطالعات نظری

“در پايين فضاي كافي وجود دارد” اين جمله عنوان سخنراني ريچارد فاينمن در سال 1959 در انجمن فيزيك امريكاست. وی در سخنراني مشهور خود، به بررسي بعد رشد نيافته علم مواد پرداخت و توجه دانشمندان را به توانايي بشر براي دست‌كاري مواد در مقياس اتمي جلب نمود. ايشان كه پايه‌گذار نانوتكنولوژي شناخته مي‌شوند، عقيده داشتند، مشكلات موجود در علوم مختلف در صورتي قابل حل است كه دانشمندان در سطوح اتمي توانايي مطالعه و بررسي داشته باشند]9[. البته استفاده از نانو مواد برخلاف تصور عمومي، داراي سابقه‌ي تاريخي طولاني مي‌باشد و نقطه شروع استفاده از مزاياي نانوساختارها توسط انسان مشخص نيست. اما اين استفاده فقط بر اساس كشفيات اتفاقي بوده و دليل علمي آن‌ها ناشناخته بوده است. براي مثال رومي‌ها چهار قرن قبل از ميلاد، از نانوذرات فلزي براي رنگ‌آميزي شيشه‌ها بهره مي‌گرفتند]10[.فناوري نانو يا نانوتكنولوژي رشته‌اي از دانش كاربردي و فناوري است كه جستارهاي گسترده‌اي را پوشش مي‌دهد. موضوع اصلي آن مهار ماده يا دستگاه‌هاي در ابعاد كم‌تر از يك ميكرومتر، معمولاً حدود 1 تا 100 نانومتر است. در واقع نانوتكنولوژي فهم و بكارگيري خواص جديدي از مواد و سيستم‌هايي در اين ابعاد است كه اثرات فيزيكي جديدي از خود نشان مي‌دهند؛ كه اين موضوع عمدتاً به علت غلبه خواص كوانتومي بر خواص كلاسيك به وجود مي‌آيد]11[.

2-1- روش‌هاي توليد نانو مواد

 اصلي‌ترين روش‌هاي ساخت مواد نانو را مي‌توان در دو روش كلي 1- روش بالا به پايين و         2- روش پايين به بالا خلاصه نمود.

2-1-1- روش بالا به پايين

در اين روش با استفاده از يك سري ابزارها، مواد از جسم حجيم جدا شده و جسم كوچك مي‌شود تا به اندازه‌هاي نانومتري برسد.

2-1-2- روش پايين به بالا

اين روش درست در جهت مخالف روش بالا به پايين مي‌باشد، در اين روش مواد نانو با استفاده از به هم پيوستن بلوك‌هاي سازنده مانند اتم‌ها و مولكول‌ها و قرار دادن آن‌ها در كنار يكديگر و يا استفاده از خودآرايي توليد مي‌شوند. خودآرايي عبارت است از طراحي مولكول‌ها و ابر مولكول‌هايي كه اساس تشكيل آن‌ها مكمل بودن شكل ساختاري است. بايد توجه داشت كه اتم‌ها و مولكول‌ها هميشه در جايي كه مورد نظر ماست قرار نخواهند گرفت و عاملي كه محل قرارگيري آن‌ها را تعيين مي‌كند انرژي آن‌هاست، به اين صورت كه مولكول‌ها در جايي قرار خواهند گرفت كه كم‌ترين انرژي آزاد را داشته باشند و به سمت انرژي آزاد منفي تمايل دارند. انرژي آزاد در يك سيستم به وسيله استحكام پيوندها و آنتروپي تعيين مي‌شود]12[.

2-2-1- سنتز فاز بخار

سنتز فاز بخار ذرات، براي توليد نانوذرات فلزي مناسب است به اين صورت كه مخلوط فاز بخار به طور ديناميكي ناپايدار است تا مواد در حد نانو تهيه شود، ذرات به صورت همگن هسته‌گذاري مي‌كنند و بعد از يك بار مرحله هسته‌گذاري، بخار فوق اشباع باقي مانده به وسيله متراكم شدن و واكنش با ذرات باعث رشد ذره‌ها مي‌شود، در اين جا رشد ذره بيش از مرحله هسته‌گذاري اتفاق مي‌افتد (در ابتدا بايد بخار فوق اشباع تشكيل داد به اين صورت كه يك جامد را حرارت مي‌دهيم تا به صورت بخار در يك گاز پايه درآيد، سپس با يك گاز سرد آن را مخلوط مي‌كنيم تا دماي آن كاهش يابد بعد از اين مرحله بايد سيستم را خاموش كرد كه با برداشتن منبع بخار فوق اشباع يا كاهش سينيتيكي واكنش انجام مي‌شود و از رشد ذرات جلوگيري مي‌شود).

2-2-2- الكتروشيميايي

براي تهيه نانوذرات طلا و نقره از طريق روش‌هاي الكتروشيميايي نيز اقداماتي شده است كه سايز ذرات با تنظيم شدت جريان تغيير مي‌كند. در روش‌هاي الكتروشيميايي در توليد نانوذرات اثرات پارامترهاي گوناگون مثل دما، جنس كاتد، اورولتاژ، دانسيته جريان، زمان، نوع الكتروليت بر روي اندازه و ساختار ذرات بررسي شده است يكي از روش‌هاي سنتز نانوذرات فلزي طي روش الكتروشيمي الكتروپالس است اين روش بر پايه استفاده از الكتروشيمي پالسي و شيمي صوت است و به تجهيزات بالا احتياج دارد. روشي براي جانشيني الكتروستاتيكي طلا روي سطح الكترود در الكتروشيمي و ايجاد باند بين طلا با تيول‌ها و دي‌سولفيدها گزارش شده است.رسوب‌گذاري الكتروشيميايي بر پايه، سولفات، كلريد، برميد و يديد نقره انجام مي‌شود. در تمام مواد لايه‌اي از نقره تشكيل مي‌شود. از جمله فوايد روش‌هاي الكتروشيميايي براي تهيه نانو پودرها اين است كه به راحتي ايزوله و جدا مي‌شوند و محصول فرعي حاصل از ماده كاهنده را هم توليد نمي‌كنند و بسيار انتخابي عمل مي‌كنند. براي جلوگيري از جانشيني خودبه‌خودي Ag+ روي سطح پتانسيل را بايد كنترل كرد.

2-2-3- سنتز فوتوليز

نانوذرات به روش پرتو كافت گاما نيز ميسر است طي اين كاهنده قوي به وجود مي‌آيد كه باعث كاهش يون فلز شده و عدد اكسايش فلز را به صفر مي‌رسانند.

2-2-4- كاهش شيميايي

سنتز نانوذرات توسط كاهش شيميايي در حضور يك پايداركننده مثل سورفاكتانت‌ها و پليمرها (مثل پلي‌وينيل پروليدين) بسيار معمول مي‌باشد، كه مي‌توان اندازه ذرات را با تغيير دما، PH و كنترل هم زدن تغيير داد. با وجود سهولت در اين روش معايبي نيز وجود دارد مثل زمان انجام واكنش كه معمولاً بسيار طولاني است. مرحله مهم در طول تهيه نانوذرات در ابعاد مورد نظر، كنترل رشد و جلوگيري از تجمع ذرات مي‌باشد كه به وسيله ليگاندها، پليمرها و يا سورفاكتانت‌ها از رشد مي‌توان جلوگيري كرد.واكنش‌هاي كاهشي با وجود سهولت معايبي نيز دارند كه مهم‌ترين آن زمان انجام واكنش مي‌باشد كه معمولاً بسيار طولاني است البته بعضي از كاهنده‌ها در دماي اتاق عمل مي‌كنند.كاهش يون نقره با يك كاهنده مي‌تواند در دماي اتاق رخ دهد البته سرعت واكنش آن‌قدر كند است كه تشكيل اجزاي نقره ساعت‌ها طول مي‌كشد. افزايش دماي واكنش منجر به زمان كم‌تر مي‌شود و اين تغيير مربوط به اختلاف پتانسيل بين اكسيداسيون حلال و كاهش گونه فلزي است]13 و 14[.

2-3- خواص نانوذرات

افزايش نسبت سطح به حجم نانوذرات باعث مي‌شود كه اتم‌هاي واقع در سطح، اثر بسيار بيش‌تري بر خواص فيزيكي ذرات، نسبت به اتم‌هاي درون حجم ذرات داشته باشند. اين ويژگي، واكنش‌پذيري نانوذرات را به شدت افزايش مي‌دهد به گونه‌اي كه اين ذرات به شدت تمايل به كلوخه‌اي شدن دارند. به عنوان مثال در مورد نانوذرات فلزي، به محض قرارگيري در هوا، به سرعت اكسيد مي‌شوند. تغيير در فاصله بين اتم‌هاي ذرات و نسبت سطح به حجم زياد در نانوذرات، تأثير متقابلي در خواص ماده دارد. تغيير در انرژي آزاد، پتانسيل شيميايي را تغيير مي‌دهد. اين امر در خواص ترموديناميكي ماده (مثل نقطه ذوب) تأثيرگذار است]15[.تغيير در فاصله بين اتم‌هاي ذرات و هندسه ذرات روي خواص الكترونيكي ماده هم تأثيرگذار است. وقتي اندازه ذرات كاهش مي‌يابد، پيوندهاي الكتريكي در فلزات ظريف‌تر مي‌شود. كميت الكترونيكي كه راحت‌تر در دسترس مي‌باشد، پتانسيل يونيزاسيون است. مطالعات نشان داده‌اند كه پتانسيل يونيزاسيون در اندازه دانه‌هاي ريزتر، بيش‌تر است.

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

2-1- روش‌هاي توليد نانو مواد………………………………………………………………….. 6

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

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

2-2- روش‌هاي توليد نانو طلا و نقره………………………………………………………….. 7

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

2-2-2- الكتروشيميايي……………………………………………………………………………. 7

2-2-3- سنتز فوتوليز ……………………………………………………………………………… 8

2-2-4- كاهش شيميايي…………………………………………………………………………. 8

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

2-4- كاربرد نانوذرات…………………………………………………………………………….. 10

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

2-4-2-  نانوذرات فلزي………………………………………………………………………….. 10

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

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

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

2-6- تابع دي‌الكتريك گاز الكترون‌هاي آزاد…………………………………………………. 17

2-7- انتشار گاز الكترون آزاد و پلاسمون حجمي…………………………………………… 22

2-8- فلزات و گذارهای ميان باندي……………………………………………………………. 24

2-9- پلاريتون‌هاي پلاسمون سطحي در فصل مشترك فلز و عايق……………………….. 25

2-10- معادله‌ي موج…………………………………………………………………………….. 26

2-11- پلاريتون‌هاي پلاسمون سطحي در يك سطح مشترك منفرد:…………………….. 29

2-12- پراكندگي به وسيله دوقطبي‌هاي القا شده‌ي پراكنده‌گرهاي كوچك……………… 33

2-13- پراكندگي از طريق يك كره‌ي دي‌الكتريك كوچك……………………………………… 34

2-14- پراكندگي از طريق كره‌ي كاملاً رساناي كوچك…………………………………….. 36

2-15- تئوري پراكندگي مای………………………………………………………………….. 38

2-16- پيشينه تحقيق…………………………………………………………………………. 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(درجة کلوین)، بر اساس نتایج حاصل شده، رسم گردید. این نمودار همانطور که بیان شد برای شعاعهای مختلف ذره نقره متفاوت است. به دلیل اینکه پدیدة رزونانس در محدودة طول موجی بین 400nm- 300nm مشاهده شد لذا این بازة 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 پدیدة تشدید در چه طول موجی اتفاق می افتد و با بزرگتر شدن اندازة نقره چه تغییراتی در نمودارها حاصل می گردد ؟ همچنین افزایش دما چه تاثیری بر سطح مقطع پراکندگی ایجاد می کند؟نمودار اول مربوط به ذرة 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 ي 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 معادلة 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 قلة 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  اين 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 پدیدة رزونانس در دماهای بالاتر، با شدت بیشتری صورت گرفته و قلة پراکندگی تیزتری حاصل شده است. از طول موج 346 nm میزان رزونانس کم شده ولی فاصلة 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 فاصلة بین نقاط کم می شود. همانطور که ملاحظه می گردد طول محدودة تشدید در این شعاع کم است و پدیدة پلاسمونیک هم در این محدودة رزونانسی صورت می پذیرد که اوجش در طول موج 344 nm قابل روئیت است.برای این اندازة نقره، می بینیم که سطح مقطع  پراکندگی در 300nm اندکي بيشتر شده است و در اختلاف دماهاي گوناگون تغييرات اندکي 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 قلة 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 محدودة 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