فهرست

    عنوان                                         صفحه

                                                                                                                                                

فصل اول:معرفی پروژه………………………………………………. 1

1-1-مقدمه…………………………………………………………………………………. 2

1-2-بیان مسئله……………………………………………………………………………… 3

1-4- اهمیت و ضرورت طرح……………………………………………………….. 6

1-5- اهداف تحقیق……………………………………………………………….. 7

1-6-پرسش های تحقیق یا فرضیه ها طرح……………………………………… 7

1-7-روش تحقیق………………………………………………………………………………… 7

1-8-فرآیند تحقیق………………………………………………………………………….. 8

فصل دوم: مسکن…. 9

2-1-  مفاهیم و تعاریف مسکن.. 10

2-2- مسکن و انسان.. 11

2-3-  روش زندگی و مسكن.. 14

2-4- ویژگی های کیفی مسكن مطلوب… 18

2-4-1- توجه به انسان.. 18

2-4-2- امنیت و ایمنی.. 19

2-4-3- محرمیت…. 19

2-4-4- آرامش…. 19

2-4-5- خلوت… 20

2-4-6- امكان ارتباط با طبیعت…. 20

2-4-7- میانه روی… 21

2-4-8- احترام به حقوق دیگران.. 21

2-4-9-وحدت جامعه. 21

2-4-10-احترام به خانواده. 22

2-5- مبانی طراحی مسکن مطلوب………. 22

 

فهرست

    عنوان                                         صفحه

                                                                                                                                                

فصل اول:معرفی پروژه………………………………………………. 1

1-1-مقدمه…………………………………………………………………………………. 2

1-2-بیان مسئله……………………………………………………………………………… 3

1-4- اهمیت و ضرورت طرح……………………………………………………….. 6

1-5- اهداف تحقیق……………………………………………………………….. 7

1-6-پرسش های تحقیق یا فرضیه ها طرح……………………………………… 7

1-7-روش تحقیق………………………………………………………………………………… 7

1-8-فرآیند تحقیق………………………………………………………………………….. 8

فصل دوم: مسکن…. 9

2-1-  مفاهیم و تعاریف مسکن.. 10

2-2- مسکن و انسان.. 11

2-3-  روش زندگی و مسكن.. 14

2-4- ویژگی های کیفی مسكن مطلوب… 18

2-4-1- توجه به انسان.. 18

2-4-2- امنیت و ایمنی.. 19

2-4-3- محرمیت…. 19

2-4-4- آرامش…. 19

2-4-5- خلوت… 20

2-4-6- امكان ارتباط با طبیعت…. 20

2-4-7- میانه روی… 21

2-4-8- احترام به حقوق دیگران.. 21

2-4-9-وحدت جامعه. 21

2-4-10-احترام به خانواده. 22

2-5- مبانی طراحی مسکن مطلوب………. 22

2-5-1- مقیاس انسانی.. 23

2-5-2- کلیت 23

2-5-3- ساسله مراتب 24

2-5- 4- هماهنگی.. 24

2-5-5- درونگرائی.. 25

2-5-6- تعادل.. 25

2-5-7- مکانیابی مناسب…. 26

2-6- برقراری استاندارد های مسکن.. 27

2-6-1-تعریف استاندارد. 27

2-6-2- انواع استاندارد های ممکن.. 27

2-6-3- هدف از تدوین استاندارد های مسکن 27

2-6-4-عوامل موثر در تدوین استاندارد های مسکن.. 28

2-6-5- عوامل متشکله مسکن و محیط مسکونی که در بحث استاندارد ها باید مورد توجه باشند.. 29

2-7- مفاهیم و نظریات مرتبط با مجتمع های مسکونی.. 30

2-8- سیر تحول تاریخی مجتمع های مسکونی در ایران و شهر تهران.. 32

2-9- ابعاد و معیارهای مجتمع های مسکونی.. 33

2-10- مقیاس عوامل انسانی-محیطی موثر در طراحی کالبدی مجموعه های مسکونی.. 34

2-11- دسته بندی عوامل موثر در طراحی: 34

2-11-1- تداوم کالبدی-اجتماعی.. 34

2-11-2- هویت و شناسه. 36

2-11-3- خلوت و تعامل اجتماعی.. 37

2-11-4- امنیت در مجموعه های مسکونی.. 39

2-11-5- دسترسی پیاده. 40

2-11-6- دسترسی سواره. 41

2-11-7- ترکیب داخلی واحدهای مسکونی.. 42

2-11-8- اقلیم و صرفه جویی در مصرف انرژی… 43

2-12-رویکردها به گونه شناسی مسکن.. 44

2-13- گونه شناسی مجتمع های مسكونی.. 45

2-14- انواع مجتمع های مسكونی.. 47

2-14-1- مجتمع های مسكونی كوتاه (یك تا دو طبقه ). 47

2-14-2- مجتمع مسكونی متوسط 3( تا 5 طبقه. 47

2-14-3- مجتمع های بیش از دو واحد مسكونی (هر طبقه یك واحد ). 47

2-14-4- مجتمع های مسكونی دو واحدی (هر طبقه دو واحد ). 48

2-14-5- مجتمع های مسكونی سه واحدی (هر طبقه سه واحد ). 48

2-14-6- مجتمع های مسكونی شش واحدی… 48

2-14-7-  مجتمع های مسكونی هشت واحدی… 49

2-14-8-مجتمع های مسكونی شانزده واحدی… 49

2-14-9-مجتمع های دارای چند بلوك ساختمانی.. 50

2-15- دستورالعمل های طراحی مجتمع های مسكونی.. 50

2-15-1- دستورهای عام. 50

2-15-2- دستورالعملهای ویژه مجتمع هایی با تعداد متوسط بالا و زیاد ( 51 واحد به بالا ). 51

فصل سوم:واحد همسایگی…. 54

3-1- مروری بر سوابق……………………………….. 56

3-2- واژه شناسی همسایه………………….. 57

3-3- درك از اجتماع همسایگی……………………………. 58

3-4- نگرش به محله………………………………. 59

3-5- مفهوم واحد همسایگی……………………………………………. 60

3-6- ایده واحد همسایگی (شکل گیری در غرب):…………………………. 60

3-6-1- واحد همسایگی ( مجموعه مسکونی خود اتکا). 60

3-7- شش شاخصه مشترک واحد همسایگی.. 61..

3-7-1- حمل و نقل، خارج از بافت مسکونی.. 61

3-7-2- حریم اجتماعی و خصوصی.. 62

3-7-3- جمعیت بهینه در واحد همسایگی.. 62

3-7-4-مراکز فرهنگی و آموزشی در واحد همسایگی.. 62

3-7-5- حدود فیزیکی واحد همسایگی.. 63

3-7-6- خدمات شهری…………………….. 63

3-8-کاربری های عمده مهم در طرح کلارنس پری (واحد همسایگی)…………. 63..

3-8-1-دبستان.. 63….

3-8-2-پارکها 64

3-8-3-مغازه های محلی.. 64

3-8-4- کاربری مسکونی.. 64

3-8-5- خیابان ها و معابر عمومی.. 64

3-9-(رادبرن ؛ نمونه ای اجرا شده). 65

3-10- توسعه الگوی واحد همسـایگى در نظام شهرسازی غرب… 66

3-11- بررســى نقش و جایگاه واحد همســایگى در شهرسازی معاصر غرب… 67

3-11-1- مكانى جهت سكونت و ارائه خدمات و نیازهاى اولیه ساكنین.. 67..

3-11-2- ارتقاءدهنده تعاملات اجتماعى وایجادكننده حس جامعه محلى.. 67

3-11-3- زمینه ساز مدیریت شهرى و مشاركت اجتماعى.. 67

3-11-4- ایجاد كننده هویت و معنى.. 68

3-11-5- امكانى براى پایدار نمودن توسعه شهرى… 68…

3-12- واحد همسایگی پایدار. 68

3-12-1- خودكفایی.. 68……

3-12-2- كاهش سفرهای شهری… 68

3-12-3- جامعه پذیری و مفهوم اجتماع.. 68

3-12-4- مفهوم مكان و هویت…. 69

3-12-5- مشارك….. 69

3-13- محله (در ایران). 69

3-14- جایگاه محلات در ساختار كالبدى-فضایى و اجتماعى شهرهاى تاریخى ایران 70

3-14-1- اصول به كار رفته در ساختار كالبدى- فضایى محلات… 71

3-14-1-1- پیوند میان مركز شهر و مراكز محلات… 71

3-14-1-2- مرکزیت…. 71

3-14-1-3- پیوند میان شبكه راههای منطقه ای با شبكه گذرهای اصلی محلات… 71

3-14-1-4-  قلمرو محله اى… 71

3-14-1-5-  سلسله مراتب…. 71

3-14-1-6- انعطاف پذیرى… 72

3-14-2- اصول به كار رفته در ساختار اجتماعى محلات… 72

3-14-2-1- اتحاد و همبستگى اجتماعى.. 72

3-14-2-2- انعطاف پذیرى جمعیتى.. 72

3-14-2-3- مدیریت محله ای… 72

3-15- تحولات محله های شهری پس از انقلاب اسلامی ( 1357 ) تاكنون.. 73

3-16- شهرنشینی شتابان، مدرنیسم و آثار آن بر تغییرات ساختاری و عملكردی محله های شهری… 74

3-17- مقایسه محله در شهرنشینى ایران و واحد همسایگى درشهرسازى معاصر غرب… 75

فصل چهارم : معرفی نمونه های مشابه داخلی و خارجی…. 78

4-1- مجتمع مسکونی زیتون اصفهان.. 79

4-2- شهرک جدید شوشتر. 84

4-3- «ها لا ینوف» 90

4-4- خانه شماره 13  95

4-5- پروژه مسکونی راج روال  98

4-6- دهکده ی بازی های آسیایی.. 101

فصل پنجم: مقدمات طراحی…. 105….

5-1- موقعیت و ساختار وضع موجود منطقه. 106

5-2- بررسی وضع موجود ناحیه. 106

5-3-  بررسی و شناخت كلیات ضوابط و مقررات ساختمانی و شهرسازسی در شهر. 107

5-4-  بررسی كاربریها 108

5-5-بررسی دسترسی ها 109

5-6-بررسی دید و منظر. 110

5-7-بررسی عوامل طبیعی.. 111

5-8- معرفی محدوده سایت…. 111

5-9- فرایندطراحی.. 112..

5-9- 1- عرصه عمومی.. 114

5-9-1-1- بررسی تاثیرات سایت پروژه. 114

5-9-2- عرصه نیمه عمومی.. 119

5-9-3–نیمه خصوصی.. 121

5-9-4-خصوصی.. 125

5-9-5-طراحی در مقیاس خرد. 126

منابع و ماخذ… 139

مقدمه

امروزه تاثیر و اهمیت مسکن و نقش اجتماعی آن بر کسی پوشیده نیست. مسکن به عنوان یکی از نیاز های اساسی خانواده ها که نه تنها به عنوان سرپناه بلکه به عنوان یک دارایی مهم نیز تلقی می گردد و از ارزش بالای اقتصادی و اجتماعی (در تعیین منزلت اجتماعی افراد)بر خوردار می باشد(عزیزی،1387).

مسئله ی احتیاج به مسکن به دلیل وضعیت خاص موجود در هر جامعه متفاوت است و با خصوصیات فردی و موقعیت اجتماعی و شرایط ایدئولوژیک و وضعیت اجتماعی-اقتصادی تغییر می کند.این تغییرات باید شناخته شود و مورد توجه قرار گیرند (دلال پور محمدی ،1379).

همچنین نگرش صرفاً کالبدی به موضوع  مسکن  باعث شده است که مسائل انسانی (روح و روان) در آن کم شود. در صورتی که یک بنا به خصوص اگر خانه باشد، دارای مسائل و مفاهیم عمیقی است که اگر با مفاهیم ایجاد ارتباط و پیوند بین چندین واحد مسکونی ضرب شود، به این نتیجه  خواهد رسید که طراحی یک واحد همسایگی دارای پیچیدگی ها و مفاهیم عمیقی است و به همین علت با واژه هایی مانند: مجتمع مسکونی، مجموعه مسکونی و… کاملاً متفاوت است زیرا غیر از ویژگی های کالبدی دارای ویژگی های غیر کالبدی (اجتماعی، فرهنگی) قویی برخوردار است(فری، 1383).

تحلیل این مفاهیم و زیر ساخت های فکری موثر در تدوین الگوهای اخیر طراحی مسکن و راه حل های ارائه شده توسط معماران، وهمچنین تحلیل مفهوم محله در طراحی شهرهای جدید، بخصوص واحد همسایگی به عنوان مهمترین این مفاهیم و تاثیر آن بر رویکرد های اخیر طراحی مجموعه های مسکونی، موضوعاتی است که در این پژوهش به آن پرداخته شده است. اهمیت تحلیل الگوهای طراحی ومبانی نظری شکل گیری آنها به دلیل تاثیر گذاری بر طراحی مناطق مسکونی شهرهای جدید در سراسر دنیاست.

2-1-بیان مسئله

 

2-5-1- مقیاس انسانی.. 23

2-5-2- کلیت 23

2-5-3- ساسله مراتب 24

2-5- 4- هماهنگی.. 24

2-5-5- درونگرائی.. 25

2-5-6- تعادل.. 25

2-5-7- مکانیابی مناسب…. 26

2-6- برقراری استاندارد های مسکن.. 27

2-6-1-تعریف استاندارد. 27

2-6-2- انواع استاندارد های ممکن.. 27

2-6-3- هدف از تدوین استاندارد های مسکن 27

2-6-4-عوامل موثر در تدوین استاندارد های مسکن.. 28

2-6-5- عوامل متشکله مسکن و محیط مسکونی که در بحث استاندارد ها باید مورد توجه باشند.. 29

2-7- مفاهیم و نظریات مرتبط با مجتمع های مسکونی.. 30

2-8- سیر تحول تاریخی مجتمع های مسکونی در ایران و شهر تهران.. 32

2-9- ابعاد و معیارهای مجتمع های مسکونی.. 33

2-10- مقیاس عوامل انسانی-محیطی موثر در طراحی کالبدی مجموعه های مسکونی.. 34

2-11- دسته بندی عوامل موثر در طراحی: 34

2-11-1- تداوم کالبدی-اجتماعی.. 34

2-11-2- هویت و شناسه. 36

2-11-3- خلوت و تعامل اجتماعی.. 37

2-11-4- امنیت در مجموعه های مسکونی.. 39

2-11-5- دسترسی پیاده. 40

2-11-6- دسترسی سواره. 41

2-11-7- ترکیب داخلی واحدهای مسکونی.. 42

2-11-8- اقلیم و صرفه جویی در مصرف انرژی… 43

2-12-رویکردها به گونه شناسی مسکن.. 44

2-13- گونه شناسی مجتمع های مسكونی.. 45

این مطلب را هم بخوانید :

2-14- انواع مجتمع های مسكونی.. 47

2-14-1- مجتمع های مسكونی كوتاه (یك تا دو طبقه ). 47

2-14-2- مجتمع مسكونی متوسط 3( تا 5 طبقه. 47

2-14-3- مجتمع های بیش از دو واحد مسكونی (هر طبقه یك واحد ). 47

2-14-4- مجتمع های مسكونی دو واحدی (هر طبقه دو واحد ). 48

2-14-5- مجتمع های مسكونی سه واحدی (هر طبقه سه واحد ). 48

2-14-6- مجتمع های مسكونی شش واحدی… 48

2-14-7-  مجتمع های مسكونی هشت واحدی… 49

2-14-8-مجتمع های مسكونی شانزده واحدی… 49

2-14-9-مجتمع های دارای چند بلوك ساختمانی.. 50

2-15- دستورالعمل های طراحی مجتمع های مسكونی.. 50

2-15-1- دستورهای عام. 50

2-15-2- دستورالعملهای ویژه مجتمع هایی با تعداد متوسط بالا و زیاد ( 51 واحد به بالا ). 51

فصل سوم:واحد همسایگی…. 54

3-1- مروری بر سوابق……………………………….. 56

3-2- واژه شناسی همسایه………………….. 57

3-3- درك از اجتماع همسایگی……………………………. 58

3-4- نگرش به محله………………………………. 59

3-5- مفهوم واحد همسایگی……………………………………………. 60

3-6- ایده واحد همسایگی (شکل گیری در غرب):…………………………. 60

3-6-1- واحد همسایگی ( مجموعه مسکونی خود اتکا). 60

3-7- شش شاخصه مشترک واحد همسایگی.. 61..

3-7-1- حمل و نقل، خارج از بافت مسکونی.. 61

3-7-2- حریم اجتماعی و خصوصی.. 62

3-7-3- جمعیت بهینه در واحد همسایگی.. 62

3-7-4-مراکز فرهنگی و آموزشی در واحد همسایگی.. 62

3-7-5- حدود فیزیکی واحد همسایگی.. 63

3-7-6- خدمات شهری…………………….. 63

3-8-کاربری های عمده مهم در طرح کلارنس پری (واحد همسایگی)…………. 63..

3-8-1-دبستان.. 63….

3-8-2-پارکها 64

3-8-3-مغازه های محلی.. 64

3-8-4- کاربری مسکونی.. 64

3-8-5- خیابان ها و معابر عمومی.. 64

3-9-(رادبرن ؛ نمونه ای اجرا شده). 65

3-10- توسعه الگوی واحد همسـایگى در نظام شهرسازی غرب… 66

3-11- بررســى نقش و جایگاه واحد همســایگى در شهرسازی معاصر غرب… 67

3-11-1- مكانى جهت سكونت و ارائه خدمات و نیازهاى اولیه ساكنین.. 67..

3-11-2- ارتقاءدهنده تعاملات اجتماعى وایجادكننده حس جامعه محلى.. 67

3-11-3- زمینه ساز مدیریت شهرى و مشاركت اجتماعى.. 67

3-11-4- ایجاد كننده هویت و معنى.. 68

3-11-5- امكانى براى پایدار نمودن توسعه شهرى… 68…

3-12- واحد همسایگی پایدار. 68

3-12-1- خودكفایی.. 68……

3-12-2- كاهش سفرهای شهری… 68

3-12-3- جامعه پذیری و مفهوم اجتماع.. 68

3-12-4- مفهوم مكان و هویت…. 69

3-12-5- مشارك….. 69

3-13- محله (در ایران). 69

3-14- جایگاه محلات در ساختار كالبدى-فضایى و اجتماعى شهرهاى تاریخى ایران 70

3-14-1- اصول به كار رفته در ساختار كالبدى- فضایى محلات… 71

3-14-1-1- پیوند میان مركز شهر و مراكز محلات… 71

3-14-1-2- مرکزیت…. 71

3-14-1-3- پیوند میان شبكه راههای منطقه ای با شبكه گذرهای اصلی محلات… 71

3-14-1-4-  قلمرو محله اى… 71

3-14-1-5-  سلسله مراتب…. 71

3-14-1-6- انعطاف پذیرى… 72

3-14-2- اصول به كار رفته در ساختار اجتماعى محلات… 72

3-14-2-1- اتحاد و همبستگى اجتماعى.. 72

3-14-2-2- انعطاف پذیرى جمعیتى.. 72

3-14-2-3- مدیریت محله ای… 72

3-15- تحولات محله های شهری پس از انقلاب اسلامی ( 1357 ) تاكنون.. 73

3-16- شهرنشینی شتابان، مدرنیسم و آثار آن بر تغییرات ساختاری و عملكردی محله های شهری… 74

3-17- مقایسه محله در شهرنشینى ایران و واحد همسایگى درشهرسازى معاصر غرب… 75

فصل چهارم : معرفی نمونه های مشابه داخلی و خارجی…. 78

4-1- مجتمع مسکونی زیتون اصفهان.. 79

4-2- شهرک جدید شوشتر. 84

4-3- «ها لا ینوف» 90

4-4- خانه شماره 13  95

4-5- پروژه مسکونی راج روال  98

4-6- دهکده ی بازی های آسیایی.. 101

فصل پنجم: مقدمات طراحی…. 105….

5-1- موقعیت و ساختار وضع موجود منطقه. 106

5-2- بررسی وضع موجود ناحیه. 106

5-3-  بررسی و شناخت كلیات ضوابط و مقررات ساختمانی و شهرسازسی در شهر. 107

5-4-  بررسی كاربریها 108

5-5-بررسی دسترسی ها 109

5-6-بررسی دید و منظر. 110

5-7-بررسی عوامل طبیعی.. 111

5-8- معرفی محدوده سایت…. 111

5-9- فرایندطراحی.. 112..

5-9- 1- عرصه عمومی.. 114

5-9-1-1- بررسی تاثیرات سایت پروژه. 114

5-9-2- عرصه نیمه عمومی.. 119

5-9-3–نیمه خصوصی.. 121

5-9-4-خصوصی.. 125

5-9-5-طراحی در مقیاس خرد. 126

منابع و ماخذ… 139

مقدمه

امروزه تاثیر و اهمیت مسکن و نقش اجتماعی آن بر کسی پوشیده نیست. مسکن به عنوان یکی از نیاز های اساسی خانواده ها که نه تنها به عنوان سرپناه بلکه به عنوان یک دارایی مهم نیز تلقی می گردد و از ارزش بالای اقتصادی و اجتماعی (در تعیین منزلت اجتماعی افراد)بر خوردار می باشد(عزیزی،1387).

مسئله ی احتیاج به مسکن به دلیل وضعیت خاص موجود در هر جامعه متفاوت است و با خصوصیات فردی و موقعیت اجتماعی و شرایط ایدئولوژیک و وضعیت اجتماعی-اقتصادی تغییر می کند.این تغییرات باید شناخته شود و مورد توجه قرار گیرند (دلال پور محمدی ،1379).

همچنین نگرش صرفاً کالبدی به موضوع  مسکن  باعث شده است که مسائل انسانی (روح و روان) در آن کم شود. در صورتی که یک بنا به خصوص اگر خانه باشد، دارای مسائل و مفاهیم عمیقی است که اگر با مفاهیم ایجاد ارتباط و پیوند بین چندین واحد مسکونی ضرب شود، به این نتیجه  خواهد رسید که طراحی یک واحد همسایگی دارای پیچیدگی ها و مفاهیم عمیقی است و به همین علت با واژه هایی مانند: مجتمع مسکونی، مجموعه مسکونی و… کاملاً متفاوت است زیرا غیر از ویژگی های کالبدی دارای ویژگی های غیر کالبدی (اجتماعی، فرهنگی) قویی برخوردار است(فری، 1383).

تحلیل این مفاهیم و زیر ساخت های فکری موثر در تدوین الگوهای اخیر طراحی مسکن و راه حل های ارائه شده توسط معماران، وهمچنین تحلیل مفهوم محله در طراحی شهرهای جدید، بخصوص واحد همسایگی به عنوان مهمترین این مفاهیم و تاثیر آن بر رویکرد های اخیر طراحی مجموعه های مسکونی، موضوعاتی است که در این پژوهش به آن پرداخته شده است. اهمیت تحلیل الگوهای طراحی ومبانی نظری شکل گیری آنها به دلیل تاثیر گذاری بر طراحی مناطق مسکونی شهرهای جدید در سراسر دنیاست.

2-1-بیان مسئله

**فهرست مطالب**

عنوان                                                               صفحه

مقدمه. 1

فصل اول-همجوشی هسته‌ای.. 3

1-1- واکنش‌های هسته‌ای 3

1-2- شکافت هسته‌ای.. 3

1-3- همجوشی هسته‌ای.. 4

1-4- انتخاب سوخت مناسب… 6

1-5- یده‌های راکتور همجوشی.. 10

1-5-1- همجوشی هستهای کنترل شده توسط لختی(ICF). 11

1-5-2- همجوشی هستهای توسط کاتالیزور میون(µCF) 13

1-5-3-  محصورسازی مغناطیسی (MCF) 14

1-6- طبقه بندی انواع راکتور ها برحسب روش محصور کردن پلاسما 16

1-6-1- راکتور توکامک….. 17

1-6-2- قسمتهای اصلی راکتور توکاماک ITER.. 18

1-6-3- راکتور  اسفرومک….. 20

1-6-4-  سایر راکتورهای محصورسازی مغناطیسی.. 20

فصل دوم: سینیتیک همجوشی پلاسمای دوتریوم–هلیوم 3. 22

1-2- سوخت‌های جدید و خواص آنها 22

2-2- خواص دوتریوم. 24

2-3- خواص هلیوم 3. .. 25

2-4- پلاسما حالت چهارم ماده. 29

2-5- روشهای تولید پلاسما 30

2-6- پارامترهای بنیادی پلاسما 31

2-6-1- فرکانسها در پلاسما 31

2-6-2- سرعتها در پلاسما 32

2-7- گرم کردن پلاسما 33

**فهرست مطالب**

عنوان                                                               صفحه

مقدمه. 1

فصل اول-همجوشی هسته‌ای.. 3

1-1- واکنش‌های هسته‌ای 3

1-2- شکافت هسته‌ای.. 3

1-3- همجوشی هسته‌ای.. 4

1-4- انتخاب سوخت مناسب… 6

1-5- یده‌های راکتور همجوشی.. 10

1-5-1- همجوشی هستهای کنترل شده توسط لختی(ICF). 11

1-5-2- همجوشی هستهای توسط کاتالیزور میون(µCF) 13

1-5-3-  محصورسازی مغناطیسی (MCF) 14

1-6- طبقه بندی انواع راکتور ها برحسب روش محصور کردن پلاسما 16

1-6-1- راکتور توکامک….. 17

1-6-2- قسمتهای اصلی راکتور توکاماک ITER.. 18

1-6-3- راکتور  اسفرومک….. 20

1-6-4-  سایر راکتورهای محصورسازی مغناطیسی.. 20

فصل دوم: سینیتیک همجوشی پلاسمای دوتریوم–هلیوم 3. 22

1-2- سوخت‌های جدید و خواص آنها 22

2-2- خواص دوتریوم. 24

2-3- خواص هلیوم 3. .. 25

2-4- پلاسما حالت چهارم ماده. 29

2-5- روشهای تولید پلاسما 30

2-6- پارامترهای بنیادی پلاسما 31

2-6-1- فرکانسها در پلاسما 31

2-6-2- سرعتها در پلاسما 32

2-7- گرم کردن پلاسما 33

2-7-1- گرمایش مقاومتی.. 33

2-7-2- گرمایش از طریق فشرده سازی.. 35

2-7-3- گرمایش توسط تاثیر میدان‌های الکترومغناطیسی.. 35

2-7-4- گرمایش توسط تزریق پرتو خنثی.. 36

2-8- گرمای همجوشی ذرات باردار. 36

2-9- روشهای بررسی پلاسما 37

2-10- فشار جنبشی و مغناطیسی پلاسما 38

2-11- دیواره سیستم راکتورهای همجوشی D-3He از طریق محصورسازی مغناطیسی.. 39

2-12- بارگذاری دیواره راکتور. 42

2-13- اساس روش محصورسازی.. 42

2-14- اتلاف انرژی پلاسما 46

2-14-1-تابش ترمزی 46

2-14-2- تابش سیکلوترونی.. 47

2-14-3- افت‌های انتقالی.. 48

2-15- فیزیک واکنش‌های همجوشی.. 48

2-16- آهنگ انجام واکنش…. 49

2-17- واکنش پذیری.. 50

2-17-1- واکنش پذیری واکنش‌های هستهای (پارامتر سیگما-وی). 50

2-17-2- واکنشپذیری باکی.. 51

2-17-3- واکنشپذیری با معادله بوش-هال.. 51

2-17-4- واکنشپذیری با معادله ماکسول.. 52

2-18- فاکتور Q، زمان محصورسازی انرژی، توازن توان.. 54

2-18-1- فاکتور Q… 54

2-18-2- زمان حبس انرژی.. 55

2-18-3- توازن توان… 55

2-19- معیار لاوسون و زمان حبس انرژی.. 56

2-20- معادلات اساسی دوتریوم و هلیوم 3.. 60

2-21- موازنه انرژی…   60

2-22- سوختن پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3.. 61

فصل سوم:کنترل ناپایداری گرمایی در سوخت پلاسمای D-3He. 66

3-1- مشکل اساسی راکتورهای همجوشی.. 66

3-2- کنترل مغناطیسی.. 67

3-3- کنترل جنبشی…….68

3-4- کنترل مگنتو هیدرودینامیکی(MHD). 69

3-5- روشهای استفاده از کنترل جنبشی.. 70

3-6- اهداف کنترل.. 74

3-7- طراحی کنترلر. 76

3-8- نتایج شبیه سازی.. 78

3-9-کنترل خطی با استفاده از روش تعدیل تزریق سوخت… 80

فصل چهارم: پارامترهای موثر بر همجوشی پلاسمای D-3He در سیستم توکامک….. 82

4-1- مقدمه              82

4-2- نتایج برای حالت ناپایدار. 83

4-3-  پایداری پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 با استفاده از روش کنترلی تعدیل میزان تزریق.. 94

فصل پنجم: نتیجه گیری وبحث… 101

***فهرست جداول***

جدول1-1- برخی از واکنش‌های همجوشی………………………………………………………………………………………………………………… 7

جدول1-2- انواع راکتورها برحسب روش محصور کردن پلاسما………………………………………………………………………………… 17

جدول2-1- نسل‌های مختلف سوخت‌های همجوشی ………………………………………………………………………………………………… 27

جدول 2-2- مقادیر عددی پارامترهای معادله باکی……………………………………………………………………………………………………. 51

جدول2-3- مقادیر ثوابت برای واکنش‌های همجوشی مختلف در معادلات بوش-هال……………………………………………………. 52

جدول2-4- مقادیر عددی C1 و C2 و C3 برای واکنش‌های D-T, D-D و D-3He………………………………………………. 54

جدول 3-1- پارامترهای ITER90-HP ……………………………………………………………………………………………………………….. 73

جدول 3-2- شرایط اولیه ی پلاسما ………………………………………………………………………………………………………………………… 74

جدول 3-3- نقطه تعادل–نقطه احتراق ……………………………………………………………………………………………………………………… 79

جدول 3-4- پارامترهای کمیت کنترل …………………………………………………………………………………………………………………….. 81

 

***فهرست اشكال***

شکل 1-1- مراحل زنجیره‌ی پروتون – پروتون که در خورشید اتفاق می‌افتد.. 6

شکل 1-2- انرژی پتانسیل بر حسب فاصله‏ی دو هسته‏ی باردار که با انرژی مرکز جرم به هم نزدیک می‏شوند. 10

شکل 1-3- نمایی از کپسول هدف 12

شکل 1-4- مراحل همجوشی به روش محصورسازی لختی.. 13

شکل1-5- راکتور آینه ای.. 16

شکل 1-6- نمایی از دستگاه چنبرهای پلاسما 17

شکل 1-7- راکتور توکاماک ایتر. 19

شکل 1-8- سطح مقطع ایتر با پلاسمای بیضی.. 19

شکل1-9- شماتیک هندسی راکتور استلاتور. 21

شکل2-1- واکنش پذیری انواع سوخت‌ها 26

شکل2-2- روش‌های گرم کردن پلاسما 36

شکل2‑3: مدارهای لارمور در یک میدان مغناطیسی 44

شکل 2-4:  نمایش میدان مغناطیسی توروئیدی و پولوئیدی و تبدیل چرخشی.. 44

شکل 2-5: سوق‌گیری ذره، در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی متعامد 45

شکل 2-6: حرکت مارپیچی الکترون‏ها و یون‏ها در امتداد خطوط مغناطیسی.. 46

شکل2-7- آهنگ واکنش به صورت تابعی از دما برای واکنش‌های مختلف همجوشی با توزیع سرعت ماکسولی.. 50

شکل2-8- معیار لاوسون nτE برحسب دما T(keV) برای پلاسمای D-3He و D-T با فرض محصورسازی کامل ذرات باردار محصولات عمل   59

شکل4-1- مقایسه تغییرات پارامتر واکنشپذیری برای واکنش همجوشی D-T و D-3He براساس روش باکی.. 83

شکل 4-2- چگالی پلاسمای دوتریوم و هلیوم3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی (آرگون و بریلیم) و حالت بدون ناخالصی   86

شکل 4-3- دمای پلاسمای دوتریوم و هلیوم3 در حالت ناپایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی (آرگون و بریلیم) و حالت بدون ناخالصی   88

شکل 4-4- نسبت چگالی ذرهی آلفا به چگالی الکترون در حالت ناپایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   89

شکل 4-5- پارامتر β پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 برحسب زمان در حالت ناپایدار برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   90

شکل 4-6- توان تابشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و بدون ناخالصی   91

شکل 4-7- توان ذره آلفا در همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایداربر حسب زمان بدون ناخالصی و با ناخالصی.. 92

شکل 4-8-  توان اهمی  پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3  در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   93

شکل 4-9- توان خالص همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو حالت بدون ناخالصی و با حضور ناخالصی   94

شکل4-10- چگالی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   95

شکل 4-11- دمای پلاسمای دوتریوم و هلیوم3 در حالت پایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی (آرگون و بریلیم) و حالت بدون ناخالصی   95

شکل 4-12- نسبت چگالی ذرهی آلفا به چگالی الکترون در حالت پایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   96

شکل 4-13-پارامتر  پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3  در حالت پایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و بدون ناخالصی   97

شکل 4-14- توان تابشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت پایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و بدون ناخالصی   97

شکل 4-15- توان ذره آلفا در همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت پایداربر حسب زمان بدون ناخالصی و با ناخالصی.. 98

شکل 4-16- توان اهمی  پلاسمای دوتریوم هلیوم 3  در حالت پایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   99

شکل 4-17-  توان خالص همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو حالت بدون ناخالصی و با حضور ناخالصی   99

 

مقدمه

یکی از مهمترین اهداف بشر در جهت­گیری زمینه­های تحقیقاتی و پژوهشی­، دستیابی به منابع جدید انرژی می‌باشد. در این راستا بشر تلاش کرده است تا با ساخت رآكتورهای هسته­ای، به منبعی از انرژی دست یابد كه بتواند مدت زمان بیشتری  از آن، نسبت به سوخت‌های فسیلی استفاده كند. بطور کلی دو شیوه بنیادی، برای آزادسازی انرژی از یک اتم وجود دارد: شکافت هسته­ای[1] و همجوشی هسته‌ای[2].

مزیت همجوشی هسته‌ای نسبت به شکافت هسته‌ای، فراوانی بسیار زیاد منابع سوختی آن (سوخت اصلی راکتورهای همجوشی دوتریوم می‌باشد که در آب دریاها به وفور وجود دارد. تولید انرژی بالاتر نسبت به روش شکافت هسته‌ای به ازای هر نوکلئون از ماده سوخت (به عنوان مثالی از انرژی تولیدی در یک راکتور همجوشی می‌توان گفت اگر یک گالن از آب دریا را که دارای مقدار کافی دوترون است در واکنش همجوشی استفاده کنیم معادل ۳۰۰ گالن گازوئیل، انرژی بدون آلودگی تولید می‌کند) [1]، عدم وجود معضل پسماندهای هسته‌ای با طول عمر طولانی در روش همجوشی و در نهایت ایمن‌تر بودن راکتورهای همجوشی در هنگام وقوع حوادث احتمالی است که سبب برتری آن بر شکافت هسته­ای گردیده است. سوخت‌های متنوعی در فرایند همجوشی هسته­ای قابل بکارگیری می‌باشد. از آن جمله دوتریوم-تریتیوم(D-T) ، دوتریوم-هلیوم 3 (D-3He)، دوتریوم-دوتریوم (D-D) و تریتیوم-تریتیوم (T-T) می‌باشد. بیشتر تحقیقات انجام شده در فرایندهای همجوشی بر روی سوخت D-T انجام شده است و علت عمده آن نیز بالا بودن سطح مقطع واکنش پذیری این سوخت نسبت به سایر سوخت‌ها در بازه‌ی دمایی عملکردی راکتورها می‌باشد. این سوخت در کنار مزیت ذکر شده و سایر مزیت ها محدودیت­هایی نیز دارد، نظیر پرتوزایی زیاد و گران بودن سوخت تریتیوم که جزو مواد اولیه این واکنش‌ها است. از طرفی دیگر واکنش همجوشی D-3He از میان سایر سوخت‌ها، به دلیل بازدهی بالاتر، تبدیل مستقیم انرژی و کاهش خطرات ناشی از تابش، هزینه تعمیر و نگهداری پایین­تر و… مورد توجه قرار گرفت[2-4]. که این فرایند در راکتورهای متفاوت با شرایط مختلفی قابل انجام است.

 

2-7-1- گرمایش مقاومتی.. 33

2-7-2- گرمایش از طریق فشرده سازی.. 35

2-7-3- گرمایش توسط تاثیر میدان‌های الکترومغناطیسی.. 35

2-7-4- گرمایش توسط تزریق پرتو خنثی.. 36

2-8- گرمای همجوشی ذرات باردار. 36

2-9- روشهای بررسی پلاسما 37

2-10- فشار جنبشی و مغناطیسی پلاسما 38

2-11- دیواره سیستم راکتورهای همجوشی D-3He از طریق محصورسازی مغناطیسی.. 39

2-12- بارگذاری دیواره راکتور. 42

2-13- اساس روش محصورسازی.. 42

2-14- اتلاف انرژی پلاسما 46

2-14-1-تابش ترمزی 46

2-14-2- تابش سیکلوترونی.. 47

2-14-3- افت‌های انتقالی.. 48

2-15- فیزیک واکنش‌های همجوشی.. 48

2-16- آهنگ انجام واکنش…. 49

2-17- واکنش پذیری.. 50

2-17-1- واکنش پذیری واکنش‌های هستهای (پارامتر سیگما-وی). 50

2-17-2- واکنشپذیری باکی.. 51

2-17-3- واکنشپذیری با معادله بوش-هال.. 51

2-17-4- واکنشپذیری با معادله ماکسول.. 52

2-18- فاکتور Q، زمان محصورسازی انرژی، توازن توان.. 54

2-18-1- فاکتور Q… 54

2-18-2- زمان حبس انرژی.. 55

2-18-3- توازن توان… 55

2-19- معیار لاوسون و زمان حبس انرژی.. 56

2-20- معادلات اساسی دوتریوم و هلیوم 3.. 60

2-21- موازنه انرژی…   60

این مطلب را هم بخوانید :

2-22- سوختن پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3.. 61

فصل سوم:کنترل ناپایداری گرمایی در سوخت پلاسمای D-3He. 66

3-1- مشکل اساسی راکتورهای همجوشی.. 66

3-2- کنترل مغناطیسی.. 67

3-3- کنترل جنبشی…….68

3-4- کنترل مگنتو هیدرودینامیکی(MHD). 69

3-5- روشهای استفاده از کنترل جنبشی.. 70

3-6- اهداف کنترل.. 74

3-7- طراحی کنترلر. 76

3-8- نتایج شبیه سازی.. 78

3-9-کنترل خطی با استفاده از روش تعدیل تزریق سوخت… 80

فصل چهارم: پارامترهای موثر بر همجوشی پلاسمای D-3He در سیستم توکامک….. 82

4-1- مقدمه              82

4-2- نتایج برای حالت ناپایدار. 83

4-3-  پایداری پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 با استفاده از روش کنترلی تعدیل میزان تزریق.. 94

فصل پنجم: نتیجه گیری وبحث… 101

***فهرست جداول***

جدول1-1- برخی از واکنش‌های همجوشی………………………………………………………………………………………………………………… 7

جدول1-2- انواع راکتورها برحسب روش محصور کردن پلاسما………………………………………………………………………………… 17

جدول2-1- نسل‌های مختلف سوخت‌های همجوشی ………………………………………………………………………………………………… 27

جدول 2-2- مقادیر عددی پارامترهای معادله باکی……………………………………………………………………………………………………. 51

جدول2-3- مقادیر ثوابت برای واکنش‌های همجوشی مختلف در معادلات بوش-هال……………………………………………………. 52

جدول2-4- مقادیر عددی C1 و C2 و C3 برای واکنش‌های D-T, D-D و D-3He………………………………………………. 54

جدول 3-1- پارامترهای ITER90-HP ……………………………………………………………………………………………………………….. 73

جدول 3-2- شرایط اولیه ی پلاسما ………………………………………………………………………………………………………………………… 74

جدول 3-3- نقطه تعادل–نقطه احتراق ……………………………………………………………………………………………………………………… 79

جدول 3-4- پارامترهای کمیت کنترل …………………………………………………………………………………………………………………….. 81

 

***فهرست اشكال***

شکل 1-1- مراحل زنجیره‌ی پروتون – پروتون که در خورشید اتفاق می‌افتد.. 6

شکل 1-2- انرژی پتانسیل بر حسب فاصله‏ی دو هسته‏ی باردار که با انرژی مرکز جرم به هم نزدیک می‏شوند. 10

شکل 1-3- نمایی از کپسول هدف 12

شکل 1-4- مراحل همجوشی به روش محصورسازی لختی.. 13

شکل1-5- راکتور آینه ای.. 16

شکل 1-6- نمایی از دستگاه چنبرهای پلاسما 17

شکل 1-7- راکتور توکاماک ایتر. 19

شکل 1-8- سطح مقطع ایتر با پلاسمای بیضی.. 19

شکل1-9- شماتیک هندسی راکتور استلاتور. 21

شکل2-1- واکنش پذیری انواع سوخت‌ها 26

شکل2-2- روش‌های گرم کردن پلاسما 36

شکل2‑3: مدارهای لارمور در یک میدان مغناطیسی 44

شکل 2-4:  نمایش میدان مغناطیسی توروئیدی و پولوئیدی و تبدیل چرخشی.. 44

شکل 2-5: سوق‌گیری ذره، در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی متعامد 45

شکل 2-6: حرکت مارپیچی الکترون‏ها و یون‏ها در امتداد خطوط مغناطیسی.. 46

شکل2-7- آهنگ واکنش به صورت تابعی از دما برای واکنش‌های مختلف همجوشی با توزیع سرعت ماکسولی.. 50

شکل2-8- معیار لاوسون nτE برحسب دما T(keV) برای پلاسمای D-3He و D-T با فرض محصورسازی کامل ذرات باردار محصولات عمل   59

شکل4-1- مقایسه تغییرات پارامتر واکنشپذیری برای واکنش همجوشی D-T و D-3He براساس روش باکی.. 83

شکل 4-2- چگالی پلاسمای دوتریوم و هلیوم3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی (آرگون و بریلیم) و حالت بدون ناخالصی   86

شکل 4-3- دمای پلاسمای دوتریوم و هلیوم3 در حالت ناپایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی (آرگون و بریلیم) و حالت بدون ناخالصی   88

شکل 4-4- نسبت چگالی ذرهی آلفا به چگالی الکترون در حالت ناپایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   89

شکل 4-5- پارامتر β پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 برحسب زمان در حالت ناپایدار برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   90

شکل 4-6- توان تابشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و بدون ناخالصی   91

شکل 4-7- توان ذره آلفا در همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایداربر حسب زمان بدون ناخالصی و با ناخالصی.. 92

شکل 4-8-  توان اهمی  پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3  در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   93

شکل 4-9- توان خالص همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو حالت بدون ناخالصی و با حضور ناخالصی   94

شکل4-10- چگالی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   95

شکل 4-11- دمای پلاسمای دوتریوم و هلیوم3 در حالت پایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی (آرگون و بریلیم) و حالت بدون ناخالصی   95

شکل 4-12- نسبت چگالی ذرهی آلفا به چگالی الکترون در حالت پایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   96

شکل 4-13-پارامتر  پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3  در حالت پایدار بر حسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و بدون ناخالصی   97

شکل 4-14- توان تابشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت پایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و بدون ناخالصی   97

شکل 4-15- توان ذره آلفا در همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت پایداربر حسب زمان بدون ناخالصی و با ناخالصی.. 98

شکل 4-16- توان اهمی  پلاسمای دوتریوم هلیوم 3  در حالت پایدار برحسب زمان برای دو نمونه همراه با ناخالصی و حالت بدون ناخالصی   99

شکل 4-17-  توان خالص همجوشی پلاسمای دوتریوم و هلیوم 3 در حالت ناپایدار برحسب زمان برای دو حالت بدون ناخالصی و با حضور ناخالصی   99

 

مقدمه

یکی از مهمترین اهداف بشر در جهت­گیری زمینه­های تحقیقاتی و پژوهشی­، دستیابی به منابع جدید انرژی می‌باشد. در این راستا بشر تلاش کرده است تا با ساخت رآكتورهای هسته­ای، به منبعی از انرژی دست یابد كه بتواند مدت زمان بیشتری  از آن، نسبت به سوخت‌های فسیلی استفاده كند. بطور کلی دو شیوه بنیادی، برای آزادسازی انرژی از یک اتم وجود دارد: شکافت هسته­ای[1] و همجوشی هسته‌ای[2].

مزیت همجوشی هسته‌ای نسبت به شکافت هسته‌ای، فراوانی بسیار زیاد منابع سوختی آن (سوخت اصلی راکتورهای همجوشی دوتریوم می‌باشد که در آب دریاها به وفور وجود دارد. تولید انرژی بالاتر نسبت به روش شکافت هسته‌ای به ازای هر نوکلئون از ماده سوخت (به عنوان مثالی از انرژی تولیدی در یک راکتور همجوشی می‌توان گفت اگر یک گالن از آب دریا را که دارای مقدار کافی دوترون است در واکنش همجوشی استفاده کنیم معادل ۳۰۰ گالن گازوئیل، انرژی بدون آلودگی تولید می‌کند) [1]، عدم وجود معضل پسماندهای هسته‌ای با طول عمر طولانی در روش همجوشی و در نهایت ایمن‌تر بودن راکتورهای همجوشی در هنگام وقوع حوادث احتمالی است که سبب برتری آن بر شکافت هسته­ای گردیده است. سوخت‌های متنوعی در فرایند همجوشی هسته­ای قابل بکارگیری می‌باشد. از آن جمله دوتریوم-تریتیوم(D-T) ، دوتریوم-هلیوم 3 (D-3He)، دوتریوم-دوتریوم (D-D) و تریتیوم-تریتیوم (T-T) می‌باشد. بیشتر تحقیقات انجام شده در فرایندهای همجوشی بر روی سوخت D-T انجام شده است و علت عمده آن نیز بالا بودن سطح مقطع واکنش پذیری این سوخت نسبت به سایر سوخت‌ها در بازه‌ی دمایی عملکردی راکتورها می‌باشد. این سوخت در کنار مزیت ذکر شده و سایر مزیت ها محدودیت­هایی نیز دارد، نظیر پرتوزایی زیاد و گران بودن سوخت تریتیوم که جزو مواد اولیه این واکنش‌ها است. از طرفی دیگر واکنش همجوشی D-3He از میان سایر سوخت‌ها، به دلیل بازدهی بالاتر، تبدیل مستقیم انرژی و کاهش خطرات ناشی از تابش، هزینه تعمیر و نگهداری پایین­تر و… مورد توجه قرار گرفت[2-4]. که این فرایند در راکتورهای متفاوت با شرایط مختلفی قابل انجام است.

رشد سطوح، زبری نانوساختار، لایه نازک، باریکه مولکولی، طول همبستگی

فهرست مطالب

عنوان                                                                            صفحه

مقدمه. ..1

فصل اول: مفاهیم لایه نازک و رشد سطح 2

1-1 مفاهیم لایه نازک 2

1- 2 تاریخچه لایه نازک 3

1-3  خواص لایه نازک 4

1-3-1 خواص مکانیکی 5

1-3-2 خواص الکتریکی 6

1-3-3 خواص مغناطیسی 8

1-3-4 خواص نوری 10

1-3-5 خواص شیمیایی 11

1-3-6 خواص حرارتی 11

1- 4 اهمیت و کاربرد لایه نازک 11

1-5 روشهای ساخت لایه نازک 12

1-5-1 روشهای فیزیکی 13

1-5-1-1 روشهای تبخیری 14

1-5-1-1-1  لایه نشانی به روش MBE 15

1-5-1-2 کندوپاش 19

1-5-2روشهای شیمیایی 22

1-5-2-1 انباشت شیمیایی بخار (CVD) 22

1-5-2-2 آبکاری الکتریکی 24

1-5-2-3  سل- ژل 24

فصل دوم: مفاهیم رشد و بررسی مدل های پیوسته و گسسته 26

2-1 مدل لایه نشانی تصادفی 26

2-2 مدل لایه نشانی بالستیک 27

رشد سطوح، زبری نانوساختار، لایه نازک، باریکه مولکولی، طول همبستگی

فهرست مطالب

عنوان                                                                            صفحه

مقدمه. ..1

فصل اول: مفاهیم لایه نازک و رشد سطح 2

1-1 مفاهیم لایه نازک 2

1- 2 تاریخچه لایه نازک 3

1-3  خواص لایه نازک 4

1-3-1 خواص مکانیکی 5

1-3-2 خواص الکتریکی 6

1-3-3 خواص مغناطیسی 8

1-3-4 خواص نوری 10

1-3-5 خواص شیمیایی 11

1-3-6 خواص حرارتی 11

1- 4 اهمیت و کاربرد لایه نازک 11

1-5 روشهای ساخت لایه نازک 12

1-5-1 روشهای فیزیکی 13

1-5-1-1 روشهای تبخیری 14

1-5-1-1-1  لایه نشانی به روش MBE 15

1-5-1-2 کندوپاش 19

1-5-2روشهای شیمیایی 22

1-5-2-1 انباشت شیمیایی بخار (CVD) 22

1-5-2-2 آبکاری الکتریکی 24

1-5-2-3  سل- ژل 24

فصل دوم: مفاهیم رشد و بررسی مدل های پیوسته و گسسته 26

2-1 مدل لایه نشانی تصادفی 26

2-2 مدل لایه نشانی بالستیک 27

2-3 مدل لایه نشانی تصادفی همراه با نرم سازی 28

2-4 همبستگی در طول فرآیند رشد 29

2-5تعاریف متداول در رشد سطح 30

2-5-1 ناهمواری 30

2-5-2 رابطه مقیاس 33

2 – 6  فرکتال 34

2-6-1 تاریخچه و معرفی فرکتال 34

2-6-2 انواع فرکتال 36

2-6-2-1 فرکتال همسانگرد 36

2-6-2-2 فرکتال ناهمسانگرد 39

2- 7  معادله ضمنی رشد 40

2- 8  اصول تشابه 41

2-9  معادله کلی رشد 43

2-9-1 معادله RD 44

2-9-2 معادله ادوارد-ویلکینسون 44

2-9-2-1 حل معادله ادوارد-ویلکینسون 46

2-9-3 معادله کاردر-پاریزی و ژنگ 49

2-10 فرآیند های دخیل در رشد تجربی سطح 51

2-10-1 نشست بر روی سطح 52

2-10-2 جذب شدگی 52

2-10-3  انتشار بر روی سطح 52

2-11 تئوری مدل MBE 53

2-11-1 تئوری خطی مدل MBE 53

2-11-1-1 حل معادله رشد خطی همراه با پیشروی MBE 55

2-11-2 تئوری غیر خطی مدل MBE 56

فصل سوم: شبیه سازی مدل های مختلف رشد سطح 59

3- 1 الگوریتم لایه نشانی به روش RD 59

3-2 الگوریتم لایه نشانی به روش BD 61

3-3 الگوریتم لایه نشانی به روش RDSR 65

3-4 مدل های لایه نشانی MBE 68

3-4-1 مدل داس سرما و تامبورنی 69

3-4-1-1 الگوریتم مدل داس سرما و تامبورنی 71

3-4-2 مدل جدید ارائه شده 73

3-4-2-1 الگوریتم مدل جدید 74

3-4-2-2 بررسی تغییرات نرخ نشست ذرات بر روی سطح 76

3-4-2-3 بررسی تغییرات دما 78

نتیجه گیری و جمع بندی 79

منابع و مأخذ 81

فهرست شکل ها

عنوان                                           صفحه

شکل 1-1: نمای شماتیک یک لایه نازک 3

شکل 1-2 :  نمودار تعیین میزان انرژی تبادلی 9

شکل 1-3 : نمودار روش های ساخت لایه نازک 13

شکل1-4 : نمای شماتیک از دستگاه MBE در زوایای مختلف 18

شکل 1-5: طرح واره سیستم کندوپاش 22

شکل2-1: تصویرشماتیک مدل لایه نشانی تصادفی 26

شکل 2-2 : تصویر شماتیک مدل لایه نشانی به روش بالستیک 27

شکل 2-3 : تصویر شماتیک مدل لایه نشانی تصادفی همراه با نرم سازی 29

شکل 2-4 : نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در مدل لایه نشانی بالستیک برای 200L= 31

شکل 2-5 : نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای چندین سیستم 32

شکل 2-6 : تصویری شماتیک از بازسنجی پهنای فصل مشترک نسبت به زمان (تغییرات تابع g(u)) 34

شکل 2-7 : طرح شماتیک ساخت فرکتال دانه برفی کخ 37

شکل 2-8 : مثلث های سرپینسکی 38

شکل 2-9 : تغییر مقیاس همسانگرد و ناهمسانگرد برای یک فرکتال ساده …………………………………………………..40

شکل 2-10 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشدh 46

شکل 2-11 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشد h 50

شکل 2-12 : طرح شماتیکی از فرآیند های مقدماتی بر روی سطح 51

شکل 2-13 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشد h 55

شکل 2-14 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشد h 57

شکل 3‑1 : نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RD برای یک نمونه 60

شکل 3-2: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RD برای چندین نمونه 60

شکل 3-3: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش BD……………………………………..62

شکل3-4: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش BD برای سیستم های مختلف 63

شکل 3-5: نمودار جابجایی منحنی های رسم شده به روش لایه نشانی  BD در راستای عمودی 64

شکل 3-6: نمودار انطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش BD. 65

شکل 3-7: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RDSR. ……………………………….67

شکل 3-8: نمودار انطباق منحنی های  تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RDSR 67

شکل3-9: مکانیزم نرم سازی مدل ولف و ویلیان 68

شکل 3-10:مکانیزم نرم سازی مدل داس سرما و تامبورنی 68

شکل 3-11:نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی با مدل داس سرما و تامبورنی 71

شکل 3-12: نمودار انطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در لایه نشانی با مدل داس سرما و تامبورنی.73

شکل3-13:نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک با مدل جدید ارائه شده برای سیستم های مختلف………………..75

شکل3-14: نمودارانطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی با مدل جدید ارائه شده 76

شکل3-15: نمودارانطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در لایه نشانی با مدل جدید ارائه شده به ازای تغییرات نرخ نشست ذرات ..77

شکل3-16: نمودارانطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در مقیاس لگاریتمی در لایه نشانی با مدل جدید ارائه شده به ازای تغییرات دما 78

 

مقدمه

مطالعه بر روی خواص هندسی سطوح در حال رشد یکی از مهم ترین دغدغه های فیزیک آماری غیرتعادلی محسوب می شود. این موضوع نه تنها به دلیل چالش برای فیزیکدانان نظری به منظور مدل کردن فرآیند رشد سطح، بلکه از لحاظ تجربی به منظور شکل دهی به سطوح از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه زبری سطوح  در بسیاری از فناوری های نوین مورد توجه وسیعی قرار گرفته است. زبری

 

2-3 مدل لایه نشانی تصادفی همراه با نرم سازی 28

2-4 همبستگی در طول فرآیند رشد 29

2-5تعاریف متداول در رشد سطح 30

2-5-1 ناهمواری 30

2-5-2 رابطه مقیاس 33

2 – 6  فرکتال 34

2-6-1 تاریخچه و معرفی فرکتال 34

2-6-2 انواع فرکتال 36

2-6-2-1 فرکتال همسانگرد 36

2-6-2-2 فرکتال ناهمسانگرد 39

2- 7  معادله ضمنی رشد 40

2- 8  اصول تشابه 41

2-9  معادله کلی رشد 43

2-9-1 معادله RD 44

2-9-2 معادله ادوارد-ویلکینسون 44

2-9-2-1 حل معادله ادوارد-ویلکینسون 46

2-9-3 معادله کاردر-پاریزی و ژنگ 49

2-10 فرآیند های دخیل در رشد تجربی سطح 51

2-10-1 نشست بر روی سطح 52

2-10-2 جذب شدگی 52

2-10-3  انتشار بر روی سطح 52

2-11 تئوری مدل MBE 53

2-11-1 تئوری خطی مدل MBE 53

2-11-1-1 حل معادله رشد خطی همراه با پیشروی MBE 55

2-11-2 تئوری غیر خطی مدل MBE 56

فصل سوم: شبیه سازی مدل های مختلف رشد سطح 59

3- 1 الگوریتم لایه نشانی به روش RD 59

3-2 الگوریتم لایه نشانی به روش BD 61

این مطلب را هم بخوانید :

3-3 الگوریتم لایه نشانی به روش RDSR 65

3-4 مدل های لایه نشانی MBE 68

3-4-1 مدل داس سرما و تامبورنی 69

3-4-1-1 الگوریتم مدل داس سرما و تامبورنی 71

3-4-2 مدل جدید ارائه شده 73

3-4-2-1 الگوریتم مدل جدید 74

3-4-2-2 بررسی تغییرات نرخ نشست ذرات بر روی سطح 76

3-4-2-3 بررسی تغییرات دما 78

نتیجه گیری و جمع بندی 79

منابع و مأخذ 81

فهرست شکل ها

عنوان                                           صفحه

شکل 1-1: نمای شماتیک یک لایه نازک 3

شکل 1-2 :  نمودار تعیین میزان انرژی تبادلی 9

شکل 1-3 : نمودار روش های ساخت لایه نازک 13

شکل1-4 : نمای شماتیک از دستگاه MBE در زوایای مختلف 18

شکل 1-5: طرح واره سیستم کندوپاش 22

شکل2-1: تصویرشماتیک مدل لایه نشانی تصادفی 26

شکل 2-2 : تصویر شماتیک مدل لایه نشانی به روش بالستیک 27

شکل 2-3 : تصویر شماتیک مدل لایه نشانی تصادفی همراه با نرم سازی 29

شکل 2-4 : نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در مدل لایه نشانی بالستیک برای 200L= 31

شکل 2-5 : نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای چندین سیستم 32

شکل 2-6 : تصویری شماتیک از بازسنجی پهنای فصل مشترک نسبت به زمان (تغییرات تابع g(u)) 34

شکل 2-7 : طرح شماتیک ساخت فرکتال دانه برفی کخ 37

شکل 2-8 : مثلث های سرپینسکی 38

شکل 2-9 : تغییر مقیاس همسانگرد و ناهمسانگرد برای یک فرکتال ساده …………………………………………………..40

شکل 2-10 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشدh 46

شکل 2-11 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشد h 50

شکل 2-12 : طرح شماتیکی از فرآیند های مقدماتی بر روی سطح 51

شکل 2-13 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشد h 55

شکل 2-14 : تاثیر عامل  بر روی سطح در حال رشد h 57

شکل 3‑1 : نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RD برای یک نمونه 60

شکل 3-2: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RD برای چندین نمونه 60

شکل 3-3: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش BD……………………………………..62

شکل3-4: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش BD برای سیستم های مختلف 63

شکل 3-5: نمودار جابجایی منحنی های رسم شده به روش لایه نشانی  BD در راستای عمودی 64

شکل 3-6: نمودار انطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش BD. 65

شکل 3-7: نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RDSR. ……………………………….67

شکل 3-8: نمودار انطباق منحنی های  تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی به روش RDSR 67

شکل3-9: مکانیزم نرم سازی مدل ولف و ویلیان 68

شکل 3-10:مکانیزم نرم سازی مدل داس سرما و تامبورنی 68

شکل 3-11:نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی با مدل داس سرما و تامبورنی 71

شکل 3-12: نمودار انطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در لایه نشانی با مدل داس سرما و تامبورنی.73

شکل3-13:نمودار تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک با مدل جدید ارائه شده برای سیستم های مختلف………………..75

شکل3-14: نمودارانطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک برای لایه نشانی با مدل جدید ارائه شده 76

شکل3-15: نمودارانطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در لایه نشانی با مدل جدید ارائه شده به ازای تغییرات نرخ نشست ذرات ..77

شکل3-16: نمودارانطباق منحنی های تغییرات زمانی پهنای فصل مشترک در مقیاس لگاریتمی در لایه نشانی با مدل جدید ارائه شده به ازای تغییرات دما 78

 

مقدمه

مطالعه بر روی خواص هندسی سطوح در حال رشد یکی از مهم ترین دغدغه های فیزیک آماری غیرتعادلی محسوب می شود. این موضوع نه تنها به دلیل چالش برای فیزیکدانان نظری به منظور مدل کردن فرآیند رشد سطح، بلکه از لحاظ تجربی به منظور شکل دهی به سطوح از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه زبری سطوح  در بسیاری از فناوری های نوین مورد توجه وسیعی قرار گرفته است. زبری

مقدمه

در این فصل به بررسی اندرکنش اتم با میدان  ( نیمه کلاسیکی) می پردازیم. در بخش 1-1 تقریب موج چرخان را به طور خلاصه و مفید بیان می کنیم. در بخش های 1-2 اندرکنش اتم دو ترازی با میدان نیمه کلاسیکی و به دنبال آن در بخش 1-3 ساختار هامیلتونی مؤثر سیستم دو ترازی شرح داده می شود. در بخش 1-4 نیز  اندرکنش اتم سه ترازی را بررسی خواهیم کرد.

1-1 تقریب موج چرخان 1   

در سیستم های چند ترازی برای تحریک گذار های اتمی، از میدان های لیزری با فرکانس های رابی متناظر استفاده می کنیم. گذار های اتمی در صورتی تحریک می شوند که فرکانس میدان لیزری خارجی با فرکانس گذار اتمی برابر باشد. چنانچه شرط یکسان بودن فرکانس رابی و فرکانس گذار اتمی ارضا نشود، اندرکنش اتم – میدان جهت جفت کردن تراز ها و انتقال جمعیت اتمی محقق نمی شود.با توجه به اینکه در به دست آوردن دامنه های احتمال جمعیت تراز های یک سیستم اتمی، دو جمله نمایی به صورت  و  ظاهر می شود. با اعمال شرط  عبارت  قابل چشم پوشی است، چرا که مقدار آن خیلی بزرگ است. به عبارتی جمله  دارای نوسانات بسیار سریع بوده و مقدار متوسط آن صفر است. برای جفت شدن دو تراز به یکدیگر  و اندرکنش اتم با میدان در یک سیستم اتمی، نوسانات اتم – فوتون نباید خیلی سریع باشد.

بنابراین عبارت نمائی با مقدار بزرگ  را  حذف می کنیم. این حذف تحت
عنوان تقریب موج چرخان نامیده می شود. در معادله شرودینگر مورد استفاده در پدیده های اپتیک کوانتومی از این تقریب استفاده می کنیم]1[.

1-2  اندرکنش اتم دو ترازی با میدان نیمه کلاسیکی

اندرکنش یک میدان تابشی تک مد با فرکانس را با یک اتم دو ترازی در نظر می گیریم. فرض می کنیم  به ترتیب مبین حالت های اتمی تراز پایین تر و بالا تر باشند، به عبارتی ویژه حالت های غیر مختل هامیلتونی  با ویژه مقادیر به ترتیب  و  هستند. طرح  شماتیک چنین اتمی در شکل1-1 نشان داده شده است.

تابع موج یک اتم دو ترازی را می توان به فرم زیر نوشت:

(1-4)

که در آن  و  به ترتیب دامنه های احتمال یافتن اتم در حالت های  و  هستند.

معادله شرودینگر متناظر با حالت فوق عبارت است از

(1-5)

(1-6)

که در آن  و  به ترتیب قسمت های برهم کنشی و غیر اختلالی هامیلتونی اتم دو ترازی  را نشان می دهند.

شکل 1-1 . اندرکنش یک اتم دو ترازی با میدان تابشی

با استفاده از رابطه تمامیت (بستاری )    هامیلتونی غیر مختل را می توانیم به فرم زیر بنویسیم:
(1-7)

که در آن از روابط و استفاده می کنیم.

به طور مشابه را که مبین هامیلتونی اندرکنش اتم با میدان تابشی است، می توان به صورت زیر نوشت:

(1-8)

که در آن  عنصر ماتریسی گشتاور دو قطبی الکتریکی و میدان تابشی است. در اینجا فرض کردیم که میدان الکتریکی به طور خطی در راستای محور  قطبیده شده است. در تقریب دو قطبی الکتریکی میدان را می توان به فرم زیر بیان کرد:

(1-9)

مقدمه

در این فصل به بررسی اندرکنش اتم با میدان  ( نیمه کلاسیکی) می پردازیم. در بخش 1-1 تقریب موج چرخان را به طور خلاصه و مفید بیان می کنیم. در بخش های 1-2 اندرکنش اتم دو ترازی با میدان نیمه کلاسیکی و به دنبال آن در بخش 1-3 ساختار هامیلتونی مؤثر سیستم دو ترازی شرح داده می شود. در بخش 1-4 نیز  اندرکنش اتم سه ترازی را بررسی خواهیم کرد.

1-1 تقریب موج چرخان 1   

در سیستم های چند ترازی برای تحریک گذار های اتمی، از میدان های لیزری با فرکانس های رابی متناظر استفاده می کنیم. گذار های اتمی در صورتی تحریک می شوند که فرکانس میدان لیزری خارجی با فرکانس گذار اتمی برابر باشد. چنانچه شرط یکسان بودن فرکانس رابی و فرکانس گذار اتمی ارضا نشود، اندرکنش اتم – میدان جهت جفت کردن تراز ها و انتقال جمعیت اتمی محقق نمی شود.با توجه به اینکه در به دست آوردن دامنه های احتمال جمعیت تراز های یک سیستم اتمی، دو جمله نمایی به صورت  و  ظاهر می شود. با اعمال شرط  عبارت  قابل چشم پوشی است، چرا که مقدار آن خیلی بزرگ است. به عبارتی جمله  دارای نوسانات بسیار سریع بوده و مقدار متوسط آن صفر است. برای جفت شدن دو تراز به یکدیگر  و اندرکنش اتم با میدان در یک سیستم اتمی، نوسانات اتم – فوتون نباید خیلی سریع باشد.

بنابراین عبارت نمائی با مقدار بزرگ  را  حذف می کنیم. این حذف تحت
عنوان تقریب موج چرخان نامیده می شود. در معادله شرودینگر مورد استفاده در پدیده های اپتیک کوانتومی از این تقریب استفاده می کنیم]1[.

1-2  اندرکنش اتم دو ترازی با میدان نیمه کلاسیکی

اندرکنش یک میدان تابشی تک مد با فرکانس را با یک اتم دو ترازی در نظر می گیریم. فرض می کنیم  به ترتیب مبین حالت های اتمی تراز پایین تر و بالا تر باشند، به عبارتی ویژه حالت های غیر مختل هامیلتونی  با ویژه مقادیر به ترتیب  و  هستند. طرح  شماتیک چنین اتمی در شکل1-1 نشان داده شده است.

تابع موج یک اتم دو ترازی را می توان به فرم زیر نوشت:

(1-4)

که در آن  و  به ترتیب دامنه های احتمال یافتن اتم در حالت های  و  هستند.

معادله شرودینگر متناظر با حالت فوق عبارت است از

(1-5)

(1-6)

که در آن  و  به ترتیب قسمت های برهم کنشی و غیر اختلالی هامیلتونی اتم دو ترازی  را نشان می دهند.

شکل 1-1 . اندرکنش یک اتم دو ترازی با میدان تابشی

با استفاده از رابطه تمامیت (بستاری )    هامیلتونی غیر مختل را می توانیم به فرم زیر بنویسیم:
(1-7)

که در آن از روابط و استفاده می کنیم.

به طور مشابه را که مبین هامیلتونی اندرکنش اتم با میدان تابشی است، می توان به صورت زیر نوشت:

(1-8)

که در آن  عنصر ماتریسی گشتاور دو قطبی الکتریکی و میدان تابشی است. در اینجا فرض کردیم که میدان الکتریکی به طور خطی در راستای محور  قطبیده شده است. در تقریب دو قطبی الکتریکی میدان را می توان به فرم زیر بیان کرد:

(1-9)

در رابطه فوق  دامنه و  فرکانس میدان است.

برای حل معادله شرودینگر به شرایط اولیه نیاز داریم. اگر اتم را در حالت اولیه فرض کنیم،  خواهد بود. حال با استفاده از معادله شرودینگر ، معادلات حرکت برای دامنه های    و   را می توان به فرم زیر نوشت:

(1-10)

(1-11)

عنصر ماتریسی عملگر دو قطبی به صورت  است. در اینجا فرض می کنیم که عناصر قطر اصلی ماتریس عملگر دو قطبی صفر باشند، به عبارتی  . حال با استفاده ازتبدیل  که مبین حالت سیستم در تصویر برهم کنش است.

معادلات حرکت  برای دامنه های متغیر را به صورت زیر می نویسیم:

(1-12)

(1-13)

با جایگذاری روابط فوق درمعادلات (1- 10 )  و (1-11) خواهیم داشت:

(1-14)

( 1-15)

که در آن   فرکانس گذار اتمی و   نامیزانی فرکانسی1 است. در استخراج معادلات فوق جملات غیر چرخان متناسب با  را در تقریب موج چرخان نادیده گرفته ایم که درکل تقریب خوبی است.

برای حل معادلات (1-15) و (1-16) از تبدیل لاپلاس استفاده می کنیم. فرض کنید

(1-16)

تبدیل لاپلاس  باشد، در این صورت با استفاده از تبدیل لاپلاس

(1-17)

(1-18)

روابط زیر به دست می آیند:

(1-19)

(1-20)

 

رابطه (1-20) را می توان به فرم زیر ساده کرد:

(1-21)

با جایگذاری رابطه(1-19) در رابطه (1-21) خواهیم داشت:

(1-22)

(1-23)

 

که در آن فرکانس رابی  به صورت

(1-24)

تعریف می شود. با محاسبات ریاضی ساده در می یابیم که ریشه های مخرج رابطه فوق به صورت زیر هستند:

(1-25)

و بنابراین رابطه (1-23)  به صورت زیر در می آید:

(1-26)

 

با بازنویسی رابطه فوق به صورت

(1-27)

و با استفاده از تبدیلات معکوس لاپلاس  به دست می آید:

(1-28)

برای محاسبه  از رابطه زیر شروع می کنیم

(1-29)

با جایگذاری رابطه(1-20) در رابطه (1-29) خواهیم داشت:

(1-30)

(1-31)

حال اگر مراحل استفاده شده در به دست آوردن    را به ترتیب برای  نیز اعمال کنیم به صورت

(1-32)

(1-33)

 

در رابطه فوق  دامنه و  فرکانس میدان است.

برای حل معادله شرودینگر به شرایط اولیه نیاز داریم. اگر اتم را در حالت اولیه فرض کنیم،  خواهد بود. حال با استفاده از معادله شرودینگر ، معادلات حرکت برای دامنه های    و   را می توان به فرم زیر نوشت:

(1-10)

(1-11)

عنصر ماتریسی عملگر دو قطبی به صورت  است. در اینجا فرض می کنیم که عناصر قطر اصلی ماتریس عملگر دو قطبی صفر باشند، به عبارتی  . حال با استفاده ازتبدیل  که مبین حالت سیستم در تصویر برهم کنش است.

معادلات حرکت  برای دامنه های متغیر را به صورت زیر می نویسیم:

(1-12)

(1-13)

با جایگذاری روابط فوق درمعادلات (1- 10 )  و (1-11) خواهیم داشت:

(1-14)

( 1-15)

که در آن   فرکانس گذار اتمی و   نامیزانی فرکانسی1 است. در استخراج معادلات فوق جملات غیر چرخان متناسب با  را در تقریب موج چرخان نادیده گرفته ایم که درکل تقریب خوبی است.

برای حل معادلات (1-15) و (1-16) از تبدیل لاپلاس استفاده می کنیم. فرض کنید

(1-16)

تبدیل لاپلاس  باشد، در این صورت با استفاده از تبدیل لاپلاس

(1-17)

(1-18)

روابط زیر به دست می آیند:

(1-19)

(1-20)

 

رابطه (1-20) را می توان به فرم زیر ساده کرد:

(1-21)

با جایگذاری رابطه(1-19) در رابطه (1-21) خواهیم داشت:

(1-22)

(1-23)

این مطلب را هم بخوانید :

 

که در آن فرکانس رابی  به صورت

(1-24)

تعریف می شود. با محاسبات ریاضی ساده در می یابیم که ریشه های مخرج رابطه فوق به صورت زیر هستند:

(1-25)

و بنابراین رابطه (1-23)  به صورت زیر در می آید:

(1-26)

 

با بازنویسی رابطه فوق به صورت

(1-27)

و با استفاده از تبدیلات معکوس لاپلاس  به دست می آید:

(1-28)

برای محاسبه  از رابطه زیر شروع می کنیم

(1-29)

با جایگذاری رابطه(1-20) در رابطه (1-29) خواهیم داشت:

(1-30)

(1-31)

حال اگر مراحل استفاده شده در به دست آوردن    را به ترتیب برای  نیز اعمال کنیم به صورت

(1-32)

(1-33)

فهرست مطالب
فصل اول
1-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….      2
1-2 پیشینه فناوری نانو…………………………………………………………………………………………….     3
1-3 مزایا و معایب…………………………………………………………………………………………………..     3
1-4 هدف فناوری نانو……………………………………………………………………………………………..     4
1-5 انقلاب در نانو تکنولوژی…………………………………………………………………………………..     5
1-6 بررسی اجمالی کاربردهای نانو فناوری در عرصه های مختلف………………………………      7
1-7 اصول پایه نانو تکنولوژی……………………………………………………………………………..     8
1-8 عناصر پایه در فناوری نانو…………………………………………………………………………………     9
1-9 نانوذره چیست ؟……………………………………………………………………………………………..      9
1-10 تولید نانوذرات………………………………………………………………………………………………    10
1-11 انواع نانوذرات ……………………………………………………………………………………………..    11
1-12 معرفی ساختار نانولوله‌های كربنی……………………………………………………………………     12
1-13 كشف نانولوله ……………………………………………………………………………………………..     14
1-14 نانو کپسول ها……………………………………………………………………………………………..      17
1-15 نانوسنسورها……………………………………………………………………………………………….      18
1-16 نانو فیلترها………………………………………………………………………………………………….      19
1-17 ساخت بررسی خواص کامپوزیت  AL\SICبا استفاده از نانوذرات سیلیسیم کاربید به روش متالوژی پودر در آلومینیوم خالص …………………………………………………………..    19
فصل دوم
2-1 بررسی ساختاری فرایند جایگزینی آلومینیوم و فسفر در ساختار آرمچیر   (4و4) نانولوله سیلیسم کاربید…………………………………………………………………………………..   22
2-2-بررسی طول پیوند و زاویه پیوند نانو لوله سیلیسیم کاربید…………………………………………   23
2-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه اول……………………………………………………    23
2-2-2-بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه سوم ………………………………………………….    24
2-2-3 بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه پنجم ………………………………………………….    27
2-2-4- بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه هفتم………………………………………………….    29
2-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید………………………………    31
2-3-1 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید  در لایه اول…………    31
2-3-1-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13C در جایگزینی با اتم   Alدر لایه اول………………………………………………………………………………………………………………………………   31
2-3-1-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13C در جایگزینی با اتم Pدر لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………………     36
2-3-1-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم P-  Alدر لایه اول………………………………………………………………………………………………………………… فهرست مطالب فصل اول 1-1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………….      2 1-2 پیشینه فناوری نانو…………………………………………………………………………………………….     3 1-3 مزایا و معایب…………………………………………………………………………………………………..     3 1-4 هدف فناوری نانو……………………………………………………………………………………………..     4 1-5 انقلاب در نانو تکنولوژی…………………………………………………………………………………..     5 1-6 بررسی اجمالی کاربردهای نانو فناوری در عرصه های مختلف………………………………      7 1-7 اصول پایه نانو تکنولوژی……………………………………………………………………………..     8 1-8 عناصر پایه در فناوری نانو…………………………………………………………………………………     9 1-9 نانوذره چیست ؟……………………………………………………………………………………………..      9 1-10 تولید نانوذرات………………………………………………………………………………………………    10 1-11 انواع نانوذرات ……………………………………………………………………………………………..    11 1-12 معرفی ساختار نانولوله‌های كربنی……………………………………………………………………     12 1-13 كشف نانولوله ……………………………………………………………………………………………..     14 1-14 نانو کپسول ها……………………………………………………………………………………………..      17 1-15 نانوسنسورها……………………………………………………………………………………………….      18 1-16 نانو فیلترها………………………………………………………………………………………………….      19 1-17 ساخت بررسی خواص کامپوزیت  AL\SICبا استفاده از نانوذرات سیلیسیم کاربید به روش متالوژی پودر در آلومینیوم خالص …………………………………………………………..    19 فصل دوم 2-1 بررسی ساختاری فرایند جایگزینی آلومینیوم و فسفر در ساختار آرمچیر   (4و4) نانولوله سیلیسم کاربید…………………………………………………………………………………..   22 2-2-بررسی طول پیوند و زاویه پیوند نانو لوله سیلیسیم کاربید…………………………………………   23 2-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه اول……………………………………………………    23 2-2-2-بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه سوم ………………………………………………….    24 2-2-3 بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه پنجم ………………………………………………….    27 2-2-4- بررسی طول پیوند و زاویه پیوند در لایه هفتم………………………………………………….    29 2-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید………………………………    31 2-3-1 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید  در لایه اول…………    31 2-3-1-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13C در جایگزینی با اتم   Alدر لایه اول………………………………………………………………………………………………………………………………   31 2-3-1-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13C در جایگزینی با اتم Pدر لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………………     36 2-3-1-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم P-  Alدر لایه اول…………………………………………………………………………………………………………………………….    37 2-3-2 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………     38 2-3-2-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته 29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم   Alدر لایه اول……………………………………………………………………………………………………   38 2-3-2-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم  Pدر لایه اول…………………………………………………………………………………………………………………………….   42 2-3-2-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم  Al-P در لایه اول………………………………………………………………………………………………………………………………  43 2-3-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………………………………………………………………………………………………………………  44 2-3-3-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم   Al در لایه پنجم………………………………………………………………………………………………………………………….   44 2-3-3-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتمP  در لایه پنجم…………………………………………………………………………………………………………………………..  46 2-3-3-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم                      Al-P  در لایه پنجم………………………………………………………………………………………………………………   47 2-3-4 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه هفتم…………………………………………………………………………………………………………………………   50 2-3-4-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتمAl  در لایه هفتم………………………………………………………………………………………………………………………….  50 2-3-3-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با   اتمP  در لایه هفتم……………………………………………………………………………………………………..   52 2-3-4-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتمAl-P                   در لایه هفتم……………………………………………………………………………………………………………..   53 2-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله آرمچیر(4و4)  سیلیسیم کاربید……………………………..  56 2-4-1 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول…………………………….   57 2-4-2 بررسی پارامترهای NQR نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………..    58 2-4-3  بررسی پارمترهای NQR نانوله سیلیسم کاربید در لایه پنجم……………………………   59 2-4-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسم کاربید در لایه هفتم…………………………….  60 2-5- بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید………………………………………  61 2-5-1- بررسی ساختارهای هومو-لومو در لایه اول…………………………………………………..   61 2-5-2- بررسی ساختارهای هوموولومو در لایه سوم………………………………………………….   65 2-5-3- بررسی ساختارهای هوموولومو در لایه پنجم…………………………………………………..  68 2-5-4- بررسی ساختارهای هوموولومو در لایه هفتم………………………………………………..   71 2-6 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو-لومو نانولوله سیلیسیم کاربید …………..   74 2-6-1- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه اول…………………..   77 2-6-2 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو – لومو برای لایه سوم………………….   79 2-6-2 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو – لومو برای لایه پنجم………………    81 2-6-2 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو – لومو برای لایه هفتم………………    83   نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….     85 فصل سوم 3-1-بررسی ساختاری فرایند جایگزینی آلومینیوم و فسفر در ساختار زیگزاگ  (0و8) نانولوله      سیلیسم کاربید………………………………………………………………………………………………………….    88 3-2-بررسی طول پیوند و زاویه پیوند نانو لوله سیلیسیم کاربید…………………………………..    89 3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه اول……………………………………………….    89 3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه دوم ………………………………………………   91 3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه سوم……………………………………………….  93 3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه چهارم………………………………………….    96 3-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید………………………..   97 3-3-1 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه اول…….    98 3-3-1-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم   Alدر لایه اول…………………………………………………………………………………………………………………………   98 3-3-1-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم P در لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………….    99 3-3-1-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم Al-P در لایه اول………………………………………………………………………………………………………………………   103 3-3-2 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه دوم…..   104 3-3-2-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al در لایه دوم………………………………………………………………………………………………………………………   104 3-3-2-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم  Pدر لایه دوم…………………………………………………………………………………………………………………….    107 3-3-2-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم Al-P  در           لایه دوم………………………………………………………………………………………………………………..  108 3-3-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه سوم….   109 3-3-3-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al                   در لایه سوم…………………………………………………………………………………………………………..  109 3-3-3-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم                        P در لایه سوم………………………………………………………………………………………………………….  113 3-3-3-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al-P                   در لایه سوم………………………………………………………………………………………………………. … 114 3-3-4 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه چهارم…………………………………………………………………………………………………………………. 115 3-3-4-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al در لایه چهارم…………………………………………………………………………………………………………………… 115 3-3-4-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم P در لایه چهارم……………………………………………………………………………………………………………………116 3-3-4-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتمAl-P                 در لایه چهارم………………………………………………………………………………………………………. 118 3-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله زیگزاگ(0و8)  سیلیسیم کاربید…………………….. 120 3-4-1 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول…………………………121 3-4-2 بررسی پارامترهای NQR نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم…………………………121 3-4-3 بررسی پارامترهای NQR نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم……………………… 123 3-4-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم…………………..123 3-5- بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید………………………………..124 3-5-1 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول………………125 3-5-2 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم……………..128 3-5-3 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم……………132 3-5-4 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم…………135 3-6 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو………………………………………138 3-6-1- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه اول…………….138 3-6-2- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه دوم………….. 140 3-6-3- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه سوم…………..142 3-6-4- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه چهارم……… 144   نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………146 منابع و مراجع……………………………………………………………………………………………………….147 فهرست جداول جدول 2-1 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………………..24 جدول 2-2 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………………………………………………………………………………………………………….27 جدول 2-3 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………………………………………………………………………………………………………………28 جدول 2-4 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه هفتم…………………………………………………………………………………………………………………………..30 جدول2-5  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4) سیلیسیم کاربید مربوط به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه اول……………………………………………………………………………….35 جدول2-6  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4)سیلیسیم کاربید مربوط           به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه سوم…………………………………………………………………………41 جدول2-7  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4)سیلیسیم کاربید مربوط           به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه پنجم………………………………………………………………………..49 جدول2-8  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4)سیلیسیم کاربید مربوط           به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه هفتم…………………………………………………………………………55   جدول2-9 پارامترهای NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه اول…………………………. 58     جدول2-10 پارامترهای  NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………….58     جدول2-11 پارامترهای NQRهسته هایC  سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………….60   جدول2-12 پارامترهای NQRهسته هایC  سیلیسیم کاربید در لایه هفتم………………………..61     جدول2-13  توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4)آرمچیر نانولوله   سیلیسیم کاربید در لایه اول……………………………………………………………………………………78     جدول2-14- توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4) آرمچیر                 نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم………………………………………………………………………80   جدول2-15- توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4) آرمچیر                 نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………………………………………………………..82 جدول2-16- توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4) آرمچیر                 نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه هفتم……………………………………………………………………84   جدول 3-1 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………91     جدول 3-2 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم……………………………………………………………………………………………………………..93     جدول 3-3 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………………………………………………………………………………………….95     جدول 3-4 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم………………………………………………………………………………………………………….97     جدول3-5  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم            کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه اول…………………………………………………102     جدول3-6  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم            کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه دوم……………………………………………106     جدول3-7  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم             کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه سوم………………………………………….112     جدول3-8 پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم             کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه چهارم………………………………………..119     جدول3-9 پارامترهای NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه اول………………………..   جدول3-10 پارامترهای  NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه دوم……………………..      121   123 جدول3-11 پارامترهای NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه سوم……………………..123   جدول3-12 پارامترهای  NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه چهارم………………….124 جدول3-13 توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8)زیگزاگ نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول………………………………………………………………………………………….139 جدول3- 14توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8)زیگزاگ نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم………………………………………………………………………………………….141 جدول2-23  توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8) زیگزاگ  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………………………………………………………………………145 جدول2- 24 توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8)زیگزاگ  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم………………………………………………………………………………………..145 فهرست اشکال شکل 1-1: اشکال متفاوت مواد با پایه کربن……………………………………………………………..13 شکل 1-2: تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره  (SWCNTs) را نشان می دهد ……………………………………………………………15 شکل 1-3: تصویر TEM  از  نانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEM nm36/0 می باشد…………………………………………………………………………………………..15 شکل 1-4:تصویرTEM گرفته شده از نانوپیپاد ..….………………………………………..16     شکل2-1 نمادگذاری ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله سیلیسم کاربید……………………………….22   شکل (2-2) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه اول الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………..23 شکل (2-3) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه سوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………..25 شکل (2-4) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه پنجم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………..27 شکل (2-5) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه هفتم  الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………29 شکل(2-6) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه اول……………………………………………………………………………………….33 شکل(2-7) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه اول………………………………………………………………………………34     شکل(2-8) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه سوم……………………………………………………………………………….40     شکل(2-9) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه سوم……………………………………………………………………………..40   شکل(2-10) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi مربوط به   جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه پنجم……………………………………………………………………………..45 شکل(2-11) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه پنجم……………………………………………………………………………..45 شکل(2-12) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه هفتم……………………………………………………………………………..51 شکل(2-13) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به   جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه هفتم……………………………………………………………………………..51 شکل2-14 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………………63 شکل2-15 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین  شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………..65 شکل2-16 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………………66     شکل2-17 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………. 68   شکل2-18 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیمکاربید در لایه پنجم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………. 69 شکل2-19 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه پنجم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)  جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………….. 70 شکل2-20 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه هفتم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)   جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………… 72 شکل2-21 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه هفتم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)  جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………. 73 شکل 2-22 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه اول الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………………………………………..79 شکل2-23گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با     آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با   آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………….81 شکل2-24 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه پنجم الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با     آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با  آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………………………………………..83 شکل2-25 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4)  سیلیسیم کاربید در لایه هفتم الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با  آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………………….85 شکل3-1 نمادگذاری ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید……………………………….88 شکل (3-2) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه اول الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………….89 شکل (3-3) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه دوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………….92       شکل (3-4) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه سوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………..94   شکل (3-5) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه چهارم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………..96 شکل(3-6) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول …………………………………….101 شکل(3-7) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول ……………………………………..101 شکل(3-8) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول……………………………………….105 شکل(3-9) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول……………………………………….105 شکل(3-10) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول ……………………………………111 شکل(3-11) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول …………………………………….111 شکل(3-12) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه دوم …………………117 شکل(3-13) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه چهارم………………………………….118 شکل3-14 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل زیگزاگ(0و8) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………126 شکل3-15 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل زیگزاگ(0و8) نانولوله سیلیسیم   کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین  شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………..127 شکل3-16 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین  شده با اتم فسفر،       ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………129 شکل3-17 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین    شده با اتم فسفر،     ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………131 شکل3-18 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین   شده با اتم فسفر،          ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………..133 شکل3-19 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل زیگزاگ(0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین    شده با اتم فسفر،    ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………….134 شکل3-20مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه چهارم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)  جایگزین شده با اتم فسفر،     ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………136 شکل3-21 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر،   ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………137 شکل3-22 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4)  سیلیسیم کاربید در لایه اول،  الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با  آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………….140 شکل3-23 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه دوم،  الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………..142 شکل3-24 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه سوم ، الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده باآلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………..144 شکل3-25گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه چهارم  الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………..146             ………….    37
2-3-2 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………     38
2-3-2-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته 29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم   Alدر لایه اول……………………………………………………………………………………………………   38
2-3-2-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم  Pدر لایه اول…………………………………………………………………………………………………………………………….   42
2-3-2-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم  Al-P در لایه اول………………………………………………………………………………………………………………………………  43
2-3-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………………………………………………………………………………………………………………  44
2-3-3-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم   Al در لایه پنجم………………………………………………………………………………………………………………………….   44
2-3-3-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتمP  در لایه پنجم…………………………………………………………………………………………………………………………..  46
2-3-3-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته  29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم                      Al-P  در لایه پنجم………………………………………………………………………………………………………………   47
2-3-4 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه هفتم…………………………………………………………………………………………………………………………   50
2-3-4-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتمAl  در لایه هفتم………………………………………………………………………………………………………………………….  50
2-3-3-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با   اتمP  در لایه هفتم……………………………………………………………………………………………………..   52
2-3-4-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتمAl-P                   در لایه هفتم……………………………………………………………………………………………………………..   53
2-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله آرمچیر(4و4)  سیلیسیم کاربید……………………………..  56
2-4-1 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول…………………………….   57
2-4-2 بررسی پارامترهای NQR نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………..    58
2-4-3  بررسی پارمترهای NQR نانوله سیلیسم کاربید در لایه پنجم……………………………   59
2-4-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسم کاربید در لایه هفتم…………………………….  60
2-5- بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید………………………………………  61
2-5-1- بررسی ساختارهای هومو-لومو در لایه اول…………………………………………………..   61
2-5-2- بررسی ساختارهای هوموولومو در لایه سوم………………………………………………….   65
2-5-3- بررسی ساختارهای هوموولومو در لایه پنجم…………………………………………………..  68
2-5-4- بررسی ساختارهای هوموولومو در لایه هفتم………………………………………………..   71
2-6 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو-لومو نانولوله سیلیسیم کاربید …………..   74
2-6-1- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه اول…………………..   77
2-6-2 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو – لومو برای لایه سوم………………….   79
2-6-2 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو – لومو برای لایه پنجم………………    81
2-6-2 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو – لومو برای لایه هفتم………………    83   نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………….     85
فصل سوم	این مطلب را هم بخوانید :	این مطلب را هم بخوانید :
3-1-بررسی ساختاری فرایند جایگزینی آلومینیوم و فسفر در ساختار زیگزاگ  (0و8) نانولوله      سیلیسم کاربید………………………………………………………………………………………………………….    88
3-2-بررسی طول پیوند و زاویه پیوند نانو لوله سیلیسیم کاربید…………………………………..    89
3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه اول……………………………………………….    89
3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه دوم ………………………………………………   91
3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه سوم……………………………………………….  93
3-2-1 بررسی طول پیوند وزاویه پیوند برای لایه چهارم………………………………………….    96
3-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید………………………..   97
3-3-1 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه اول…….    98
3-3-1-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم   Alدر لایه اول…………………………………………………………………………………………………………………………   98
3-3-1-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم P در لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………….    99
3-3-1-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم Al-P در لایه اول………………………………………………………………………………………………………………………   103
3-3-2 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه دوم…..   104
3-3-2-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al در لایه دوم………………………………………………………………………………………………………………………   104
3-3-2-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم  Pدر لایه دوم…………………………………………………………………………………………………………………….    107
3-3-2-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13Cدر جایگزینی با اتم Al-P  در           لایه دوم………………………………………………………………………………………………………………..  108
3-3-3 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه سوم….   109
3-3-3-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al                   در لایه سوم…………………………………………………………………………………………………………..  109
3-3-3-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم                        P در لایه سوم………………………………………………………………………………………………………….  113
3-3-3-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al-P                   در لایه سوم………………………………………………………………………………………………………. … 114
3-3-4 بررسی پارامترهایNMR  نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم کاربید در لایه چهارم…………………………………………………………………………………………………………………. 115
3-3-4-1 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم Al در لایه چهارم…………………………………………………………………………………………………………………… 115
3-3-4-2 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته   29Siو  13C در جایگزینی با اتم P در لایه چهارم……………………………………………………………………………………………………………………116
3-3-4-3 بررسی پارامترهای  CSIو CSA هسته    29Siو  13C در جایگزینی با اتمAl-P                 در لایه چهارم………………………………………………………………………………………………………. 118
3-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله زیگزاگ(0و8)  سیلیسیم کاربید…………………….. 120
3-4-1 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول…………………………121
3-4-2 بررسی پارامترهای NQR نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم…………………………121
3-4-3 بررسی پارامترهای NQR نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم……………………… 123
3-4-4 بررسی پارامترهای NQR  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم…………………..123
3-5- بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید………………………………..124
3-5-1 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول………………125
3-5-2 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم……………..128
3-5-3 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم……………132
3-5-4 بررسی ساختارهای هومو و لومو نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم…………135
3-6 بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو………………………………………138
3-6-1- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه اول…………….138
3-6-2- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه دوم………….. 140
3-6-3- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه سوم…………..142
3-6-4- بررسی پارامترهای کوانتومی ساختارهای هومو- لومو برای لایه چهارم……… 144   نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………146
منابع و مراجع……………………………………………………………………………………………………….147
فهرست جداول
جدول 2-1 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………………..24
جدول 2-2 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………………………………………………………………………………………………………….27
جدول 2-3 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………………………………………………………………………………………………………………28
جدول 2-4 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه هفتم…………………………………………………………………………………………………………………………..30
جدول2-5  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4) سیلیسیم کاربید مربوط به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه اول……………………………………………………………………………….35
جدول2-6  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4)سیلیسیم کاربید مربوط           به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه سوم…………………………………………………………………………41
جدول2-7  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4)سیلیسیم کاربید مربوط           به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه پنجم………………………………………………………………………..49
جدول2-8  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله آرمچیر (4و4)سیلیسیم کاربید مربوط           به جایگزینی اتمAl،PوAl-P در لایه هفتم…………………………………………………………………………55
جدول2-9 پارامترهای NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه اول…………………………. 58     جدول2-10 پارامترهای  NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………….58     جدول2-11 پارامترهای NQRهسته هایC  سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………….60   جدول2-12 پارامترهای NQRهسته هایC  سیلیسیم کاربید در لایه هفتم………………………..61     جدول2-13  توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4)آرمچیر نانولوله   سیلیسیم کاربید در لایه اول……………………………………………………………………………………78     جدول2-14- توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4) آرمچیر                 نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم………………………………………………………………………80   جدول2-15- توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4) آرمچیر                 نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه پنجم……………………………………………………………………..82 جدول2-16- توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (4و4) آرمچیر                 نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه هفتم……………………………………………………………………84   جدول 3-1 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول……………………………………………………………………………………………………………………91     جدول 3-2 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم……………………………………………………………………………………………………………..93     جدول 3-3 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………………………………………………………………………………………….95     جدول 3-4 پارامترهای طول پیوند و زاویه پیوند نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم………………………………………………………………………………………………………….97     جدول3-5  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم            کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه اول…………………………………………………102     جدول3-6  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم            کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه دوم……………………………………………106     جدول3-7  پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم             کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه سوم………………………………………….112     جدول3-8 پارامترهای NMR هسته های  SiوC نانولوله زیگزاگ (0و8) سیلیسیم             کاربید مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه چهارم………………………………………..119     جدول3-9 پارامترهای NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه اول………………………..   جدول3-10 پارامترهای  NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه دوم……………………..      121   123 جدول3-11 پارامترهای NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه سوم……………………..123   جدول3-12 پارامترهای  NQRهسته های C سیلیسیم کاربید در لایه چهارم………………….124 جدول3-13 توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8)زیگزاگ نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه اول………………………………………………………………………………………….139 جدول3- 14توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8)زیگزاگ نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم………………………………………………………………………………………….141 جدول2-23  توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8) زیگزاگ  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم…………………………………………………………………………………………145 جدول2- 24 توصیف گرهای مولکولی کوانتومی در ساختار (0و8)زیگزاگ  نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم………………………………………………………………………………………..145 فهرست اشکال شکل 1-1: اشکال متفاوت مواد با پایه کربن……………………………………………………………..13 شکل 1-2: تصویر گرفته شده TEM که فلورن هایی کپسول شده به صورت نانولوله های کربنی تک دیواره  (SWCNTs) را نشان می دهد ……………………………………………………………15 شکل 1-3: تصویر TEM  از  نانولوله کربنی دو دیواره که فاصله دو دیواره در عکس TEM nm36/0 می باشد…………………………………………………………………………………………..15 شکل 1-4:تصویرTEM گرفته شده از نانوپیپاد ..….………………………………………..16     شکل2-1 نمادگذاری ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله سیلیسم کاربید……………………………….22   شکل (2-2) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه اول الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………..23 شکل (2-3) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه سوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………..25 شکل (2-4) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه پنجم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………..27 شکل (2-5) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار آرمچیر(4و4) نانولوله  سیلیسم کاربید در لایه هفتم  الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) ) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………29 شکل(2-6) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه اول……………………………………………………………………………………….33 شکل(2-7) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه اول………………………………………………………………………………34     شکل(2-8) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه سوم……………………………………………………………………………….40     شکل(2-9) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه سوم……………………………………………………………………………..40   شکل(2-10) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi مربوط به   جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه پنجم……………………………………………………………………………..45 شکل(2-11) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه پنجم……………………………………………………………………………..45 شکل(2-12) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه هفتم……………………………………………………………………………..51 شکل(2-13) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC مربوط به   جایگزینی اتمAL،PوAl-P  در لایه هفتم……………………………………………………………………………..51 شکل2-14 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………………63 شکل2-15 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین  شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………..65 شکل2-16 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………………66     شکل2-17 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………. 68   شکل2-18 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیمکاربید در لایه پنجم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………. 69 شکل2-19 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه پنجم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)  جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………….. 70 شکل2-20 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه هفتم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)   جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………… 72 شکل2-21 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه هفتم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)  جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………. 73 شکل 2-22 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه اول الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………………………………………..79 شکل2-23گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با     آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با   آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………….81 شکل2-24 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه پنجم الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با     آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با  آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………………………………………..83 شکل2-25 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4)  سیلیسیم کاربید در لایه هفتم الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با  آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………………….85 شکل3-1 نمادگذاری ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید……………………………….88 شکل (3-2) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه اول الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………….89 شکل (3-3) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه دوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………………………….92       شکل (3-4) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه سوم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………..94   شکل (3-5) مقایسه ساختارهای جایگزین شده ساختار زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسم کاربید در لایه چهارم الف) مدل جایگزین شده با آلومینیوم، ب) مدل  جایگزین شده با فسفر، پ) مدل جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………..96 شکل(3-6) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول …………………………………….101 شکل(3-7) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول ……………………………………..101 شکل(3-8) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول……………………………………….105 شکل(3-9) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول……………………………………….105 شکل(3-10) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول ……………………………………111 شکل(3-11) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به  جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه اول …………………………………….111 شکل(3-12) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهSi  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P  بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه دوم …………………117 شکل(3-13) نمودار پارامترهای پوششی شیمیایی CSI در هستهC  مربوط به جایگزینی اتمAL،PوAl-P بر سطح نانولوله زیگزاگ(0و8) لایه چهارم………………………………….118 شکل3-14 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل زیگزاگ(0و8) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………126 شکل3-15 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل زیگزاگ(0و8) نانولوله سیلیسیم   کاربید در لایه اول الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین  شده با اتم فسفر، ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………..127 شکل3-16 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین  شده با اتم فسفر،       ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………129 شکل3-17 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه دوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین    شده با اتم فسفر،     ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………131 شکل3-18 مقایسه اوربیتال های هومو در مدل زیگزاگ (0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین   شده با اتم فسفر،          ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………..133 شکل3-19 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل زیگزاگ(0و8) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه سوم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین    شده با اتم فسفر،    ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………….134 شکل3-20مقایسه اوربیتال های هومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم  کاربید در لایه چهارم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ)  جایگزین شده با اتم فسفر،     ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر……………………………………………………………136 شکل3-21 مقایسه اوربیتال های لومو در مدل آرمچیر (4و4) نانولوله سیلیسیم کاربید در لایه چهارم الف) خالص، ب) جایگزین شده با اتم آلومینیوم، پ) جایگزین شده با اتم فسفر،   ت) جایگزین شده با اتم آلومینیوم-فسفر………………………………………………………………137 شکل3-22 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4)  سیلیسیم کاربید در لایه اول،  الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با  آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………….140 شکل3-23 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه دوم،  الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………..142 شکل3-24 گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه سوم ، الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده باآلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………..144 شکل3-25گراف های DOS ساختارهای هومو و لومو نانولوله آرمچیر(4و4) سیلیسیم کاربید در لایه چهارم  الف)نانولوله خالص، ب)نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم، پ) نانولوله جایگزین شده با فسفر، ت) نانولوله جایگزین شده با آلومینیوم-فسفر…………………………………………………………………………………………………………..146