فهرست مطالب

پژوهش فیزیک ایران - سال چهارم شماره 2 (تابستان 1383)

مجله پژوهش فیزیک ایران
سال چهارم شماره 2 (تابستان 1383)

  • 225 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1383/06/15
  • تعداد عناوین: 14
|
  • بررسی مسیر های الکترون در لیزر الکترون آزاد با میدان ویگلر مارپیچی واقعی و کانال یونی راهنما
    سعدالله ابراهیمی، مهدی اسماعیل زاده صفحه 8
  • شبیه سازی امواج ضربه ای مگنتوهیدرودینامیکی (MHD) در پلاسمایی از نوع تنگش Z
    ماندان هدایتی، محمد امیرحمزه تفرشی، محمد لامعی صفحه 9
  • سید احمد کتابی، ناصر شاه طهماسبی صفحه 71

    در این مقاله ماهیت گذار به حالت فلزی در فاز ترانس پلی استیلن (trans-PA) بررسی می شود. بر پایه مدل SSH، استفاده از نمایش کسرهای دنباله دار(CFR) برای محاسبه تابع گرین و همچنین به کار بردن الگوریتم Lanczos، آثار توزیعهای منتخبی از سالیتونها بر چگونگی گذار نیمرسانا به فلز در پلی استیلن را مطالعه می کنیم. ما نتیجه می گیریم:الف- این گذار هنگامی رخ می دهد که یک زیر شبکه سالیتونی در ساختارtrans-PA وجود داشته باشد.
    ب- بی نظمی همراه با خوشه سازی سالیتونها منشاء گذار فلزی در trans-PA است، که با نتایج تجربی نیز سازگار می باشد. نتایج ما نشان می دهند که در صورت وجود همبستگی بین سالیتونها، بی نظمی در توزیع سالیتونهای منفرد نقش قاطعی در القای گذار به حالت فلزی بازی می کند به طوری که بر خلاف قضیه جایگزیدگی آن در سن، حالتهای الکترونی نزدیک تراز فرمی گسترده می شوند که مهمترین شرط برای یک حالت فلزی واقعی است.

    کلیدواژگان: الگوریتم Lanczon، نمایش کسر دنباله دار، پلی استیلن، بی نظمی و سالیتون، گذار نیمرسانا به فلز
  • فرید ناصح نیا، بهرام گنجی پور، ابراهیم یوسف نژاد، سید شمس الدین مهاجر زاده، سید امیر مسعود میری، عزت الله ارضی صفحه 103

    پس از کشف نانولوله های کربنی در سال 1991، برای اولین بار در ایران گروه ما موفق به رشد نانولوله های کربنی بر روی زیر لایه های سیلیکان لایه نشانی شده با کبالت در دمای 800?C و به روش انباشت بخار شیمیایی پلاسمایی (PECVD) شد. در این روش گازهای اتیلن(C2H4) با فلوی sccm 30 به عنوان منبع تامین کربن و نیتروژن (N2) با فلوی 15sccm به عنوان رقیق کننده استفاده شده است. در اینجا یک لایه نازک کبالت نقش کاتالیزور را به عهده دارد و نقش آن به عنوان اصلی ترین عامل در رشد نانولوله ها نشان داده شده است. همچنین نقش دما به عنوان دیگر عامل تعیین کننده بررسی شده است. در نهایت تصاویر SEM گرفته شده از نمونه هایی که با زمانهای متفاوت در معرض فلوی گاز قرار گرفته اند نشان دهنده رشد نانولوله ها با طولهایی وابسته به زمان آزمایش می باشد و این در حالی است که قطر آنها به قطر جایگاه های نانومتری روی سطح کاتالیزور بستگی دارد که آن هم به نوبه خود به ضخامت لایه کاتالیزور وابسته است.

    کلیدواژگان: نانولوله های کربنی، انباشت بخار شیمیایی پلاسمایی
  • محمد بلوریزاده، آیان میچل صفحه 109

    مطالعه ای را برای به دست آوردن نمای فراوانی فسفر(مقدار فسفر بر حسب عمق از سطح) فراسطحی و به منظور تکمیل مطالعات مشابه درمورد بر(B) شروع کرده ایم. کشت فراسطحی فسفر و بر، از نظر مطالعه، طراحی و ساخت تراشه های الکترونیک با چگالی زیاد اهمیت فراوان دارند. در این مقاله، گزارشی از چگونگی اندازه گیری نمای فراوانی فسفر با استفاده از ترکیب طیف نگاری جرمی، زمان پرواز یون ثانویه (TOF-SIMS) و تجزیه فرایند هسته ای 31P(?،P)34S تهیه شده است. با این که سطح مقطع این فرایند هسته ای کوچک است، امکان محسبه مقدار مطلق فسفر کشت شده در سیلیسیوم در عمق کمتر از nm 20 را ایجاد نموده ایم. به این منظور دو مجموعه از نمونه های سیلیسیوم را که درآن فسفر کشت شده بود تهیه کردیم. در یک مجموعه از نمونه ها، فسفر به مقدار 1 1014cm-2 تا 3 1015cm-2 با انرژی 8keV و در مجموعه نمونه دوم فسفر به مقدار 1 1013cm-2 تا 1 1015cm-2 با انرژی keV 1 تا keV 30 کشت شده است. در این مطالعه اثری از کنش خود به خودی دیده نشد.

    کلیدواژگان: نمای فراوانی عمق، کنش خود به خودی، فسفر، ایندیوم، سیلیسیم SIMS، NRA، RBS
  • محمد علی شاهزمانیان، مجید غفاری صفحه 117

    دراین مقاله معادلات هیدرودینامیک برای یک تیغه نازک بلور مایع نماتیک که به صورت یک نوسانگر پیچشی است برای میدانهای مغناطیسی قوی نوشته شده و مولفه های سرعت مایع تا تقریب مرتبه اول و سپس گشتاور وارد بر تیغه محاسبه شده اشت. تغییرات بسامد تشدید نوسانگر در حضور بلور مایع نماتیک و پهنای خط آن ضمن آنکه گذار فردریکز را تایید می کند خود راهی برای بدست آوردن برخی از کمیتهای فیزیکی مایع است.

    کلیدواژگان: بلور مایع نماتیک، گذار فاز، شرط مرزی سطحی، خواص مادی و مغناطیسی
  • محمدرضا محمدی زاده، محمد اخوان صفحه 125

    به منظور مطالعه خواص ساختاری، الکترونی و دینامیک شار، نمونه های تک فاز و چند بلوری Gd(Ba2-xPrx)Cu3O7+d با 0.00£X£1.00 ساخته و مورد ارزیابی قرار گرفتند. نحوه تغییرات پارامترهای شبکه و حجم سلول واحد بر حسب آلایش (x)Pr، مقدار اکسیژن بیشتر از 7، مشاهده حد حل پذیری و بروزگذار اورتورومبیک - تتراگونال بر حسب x و عدم مشاهده هر گونه فاز ناخالصی بر پایه Gd همگی حاکی ازحضور اتم Pr درمکان Ba است. چنین ادعایی از مقایسه کمیتهای بالا با موارد مشابه در ترکیب (Gd1-xPrx)Ba2Cu3O7-dو همچنین مقادیر مختلف آلایش بحرانی Pr برای بروز گذار ابررسانا - عایق در دو ترکیب بالا به خوبی قابل اثبات است. در بعضی ازمقادیر آلایش Pr یک برآمدگی نامتعارف در منحنی r(T) در دمای حدود 90-80 K مشاهده شد. حضور اتم های Ba در مکان اتم نادر زمین (R) منجربه بروز ابر رسانایی در برخی از نواحی دانه ها شده است که به صورت یک برآمدگی در منحنی r(T) مشاهده می شود. رژیم غالب رسانشی فاز هنجار نمونه ها، رسانش پرشی با برد متغیر دردو بعد (2 D-VRH) به دست آمده است. آلایش Pr قویا حاملها را در فاز هنجار جایگزیده کرده که سرانجام منجر به اضمحلال ابر رسانش می شود. مقدار آلایش بحرانیPr برای اضمحلال ابررسانایی (گذار ابررسانا-عایق) در ترکیب مورد مطالعه، 35/0 و برای مشاهده گذار فلز-عایق، 2/0 است. مطالعه ترکیبات دیگر ابررساناهای دمای بالا نیز حاکی از تمایز این دو گذار است. حضور Pr در مکان Ba در ساختار ترکیبات 123 HTSC، افزایش دمای گشایش شبه گاف Ts و اضمحلال ابررسانش پایه Gd-123 می شود. مطالعه Ts در دو ترکیب یاد شده نیز حاکی از اثر مخرب تر Pr در مکان Ba نسبت به مکان R است. نمودار فاز ارایه شده بر اساس تغییرات دمای گذار این رسانایی و دمای گشایش شبه گاف بر حسب میزان آلایش حفره شبیه نمودارهای فاز میدان متوسط ارائه شده همانند RVB است. مقاومت مغناطیسی نمونه ها نیز اندازه گیری شدند و درچارچوب مدلهای خزش شارو AH مورد بررسی قرار گرفتند. چگالی جریان بحرانی به دست آمده،Hc2(T)، HC2(0) و طول همدوسی ابررسانایی z نشان می دهند که آلایش Pr همانند ارتباطات ضعیف، انرژی میخکوبی شار مغناطیسی را کاهش می دهد. همچنین رفتار دو بعدی HTSC به خصوص ترکیبات اخیر در مقایسه با سیستمهای الکترونی دو بعدی یعنی MOSFET ها و لایه های بسیار نازک ابررساناهای متعارف مورد مطالعه قرار گرفتند. وجود شباهت های زیاد در این سیستم ها می تواند ناشی از منشا فیزیکی یکسانی باشد. چنین مطالعه مقایسه ای می تواند فیزیک پیچیده ابررساناهای دمای بالا و گازهای الکترونی دو بعدی را بیشتر قابل ارزیابی قرار دهد. نتایج این تحقیق حاکی از اهمیت مکان Pr در ترکیبات HTSC123 برای فهم سازوکار اضمحلال ابررسانش توسط آلایش Pr است. بنابراین، هر نظریه جامع باید بر اساس مکان Pr در سلول واحد ارائه شده و در مقایسه با نتایج تجربی نیز به ترتیبی، مکان Pr باید به طور دقیق تعیین شود.

    کلیدواژگان: جانشینی Pr، شبه گاف، جنبه های دو بعدی، مقاومت مغناطیسی، دینامیک شار
  • علیرضا مشفق، علی ریحانی صفحه 173

    در این تحقیق، سینتیک و سازوکار واکنش سنتز NH3 بر سطح دو کاتالیست مدل(Fe(100 و K/Fe (100) مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد. برای این کار، ابتدا سینتیک جذب سیستمهای (100)N2/Fe و(100)H2/Fe تحقیق گردید. با استفاده از محاسبات مکانیک آماری، ضریب جذب سطحی برای ملکولهای 2N و 2H و همچنین احتمال گذار حالات مختلف جذب و تجزیه آنها تعیین شد. سپس، تاثیر دما بر سطح کاتالیست و فشار گازهای N2 و H2 بر سرعت واکنش (TOF) بررسی گردید. پس از آن سازوکار سنتز آمونیاک توسط مدل واکنشهای سطحی LH پیشنهاد شد. بر اساس نتایج شبیه سازی به دست آمده، انرژی فعال سازی واکنش برای دو سیستم (100)Feو K/Fe (100) به ازای پوشش سطحی پتاسیم (qk=0.1) به ترتیب 19.6 kcal/mole و11.1 تعیین شد. همچنین مرتبه واکنش برای هر دو سیستم در بازه دما و فشار مور مطالعه برای PN2 واحد (نقش مثبت) و مستقل از دما وبرای PH2، منفی (نقش تخریبی) و وابسته به دما، به دست آمد. بر طبق تجزیه و تحلیل نتایج، پیروی سنتز آمونیاک از ایزوترم Temkin تائید گردید.

    کلیدواژگان: سنتز NH3، سینتیک، ساز و کار، کاتالیست Fe، پتاسیم، انرژی فعال سازی
  • مهرداد عزیزی شمامی، حسین قدسی، جواد رحیقی، جاوید دبیری صفحه 183

    برهمکنش نوترون سریع با اکسیژن موجود در آب خنک کننده قلب رآکتور، تولید هسته رادیواکتیو 16N می کند. این هسته رادیواکتیو پرتو گامایی با انرژی 6.13 MeV گسیل می نماید. با شمارش گامای حاصل از این واپاشی به وسیله یک آشکارساز یدور سدیم NaI(Tl)?5.08cm×5.08cm و با استفاده از رابطه خطی موجود بین فعالیت ایزوتوپ 16Nوتوان رآکتور، قدرت رآکتور را می توان تعیین کرد. جهت دریافت پاسخ مناسب، حفاظ آشکارساز طراحی و فاصله مناسب آن از لوله خروجی آب خنک کننده تنظیم گردید. با استفاده از الکترونیک تنظیم شده جهت شمارش پرتوی گامای 16N، شمارش قدرتهای مختلف انجام و سیستم بر حسب قدرت درجه بندی گردید. در این مقاله سعی شده است دلایل رفتار غیر خطی سیستم در قدرتهای بیشتر، مورد بحث و بررسی قرار گیرد.

    کلیدواژگان: نوترونهای سریع، توان رآکتور، فعالیت پرتو گامای N، رفتار غیر خطی
  • محاسبه ترازهای انزژی پایین ایزوتوپهای زوج - زوج کادمیوم، قلع و تلور در چار چوب مدل بوزونی بر همکنش دار (IBM - 1)
    سید مجتبی مستجاب الدعواتی، احمد پرورش، ابراهیم حسن زاده صفحه 191

    در این مقاله معرفی مدل بوزونی برهمکنش دار، محاسبات مربوط به ترازهای انرژی پایین ایزوتوپهای زوج - زوج کادمیم، قلع و تلور در چارچوب مدل بوزونی برهمکنش دار ارائه می شود. محاسبات برای انرژی و گذارهای چهار قطبی الکتریکی ترازها انجام شده است و در هر مورد که داده تجربی یا محاسبات دیگری یافته ایم نتایج خود را با آنها مقایسه کرده ایم.

    کلیدواژگان: مدل های هسته ای، تقارن های دینامیکی، مدل بوزونی، گذارهای الکترومغناطیسی
  • بررسی پذیرفتاری مغناطیسی AC در ابر رساناهای حجمی 2223 (Bi-Pb)
    هادی سلامتی، پرویز کاملی صفحه 201

    در این مقاله وابستگی دمایی پذیرفتاری مغناطیسی AC در نمونه های چند بلوری (Bi1/6Pb0/4)Sr2Ca3Cu4OY که به روش واکنش حالت جامد ساخته شده اند، در میدانها و فرکانسهای مختلف اندازه گیری شده است. پهنای گذار در قسمت حقیقی و موهومی بستگی شدید به اندازه میدان مغناطیسی دارد. با استفاده از تغییرات دمای قله،TP بر حسب دامنه میدان، Hac وابستگی دمایی چگالی جریان بحرانی به صورت Jc ~[1-T/Tc]2 به دست می آید، که نشان دهنده پیوندگاه های ضعیف از نوع (SNS) است. تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی ac با فرکانس نیز اندازه گیری شده است. با افزایش فرکانس جابه جایی کوچکی در دمای قله،Tp به سمت دماهای بالا صورت می گیرد. این اثر با پدیده خزش شار قابل توضیح است.

    کلیدواژگان: ابررساناهای دمای بالا، پذیرفتاری مغناطیسی متناوب، انرژی فعالسازی
  • محمدحسین زندی، علیرضا بهرامپور صفحه 209
    روش های مختلف برای شرح نظریه قفل شدگی تزریقی نوسانات لیزر وجود دارد. در اکثر این روش ها شرایطی مرزی آینه ها به صورت معادله تفاضلی نوشته می شود. در نهایت با تقریب به یک معادله دیفرانسیل تبدیل و حل می گردد. ما سعی کردیم بر اساس معادلات ماکسول، معادله دیفرانسیل حاکم بر رفتار موج در داخل محیط را نوشته و حل نماییم. در نتیجه به راحتی وابستگی زمانی شدت لیزری که در یکی از مدهای طولی خود نوسان می کند به دست می آید.
    کلیدواژگان: قفل شدگی تزریقی، شرایط مرزی، موج تزریقی
  • مقیاسبندی طول موج لایه بندی و داگرام فاز برای شارش مخلوطهای دانه ای دوتایی در سلولهای هل - شاو عمودی
    ناهید ملکی جیر سرایی، سمانه برادران، الهام شکریان، بهاره قانع مطلق، شاهین روحانی صفحه 217

    شارش مخلوط دو ماده دانه ای شامل شن و شکر در یک سلول هل- شاو عمودی موجب پیدایش کپه هایی می شود که درآنها لایه بندی و جداسازی مشاهده می شود. مطالعه تجربی ما نشان می دهد که نسبت آهنگ شارش به فاصله دو جداره سلولها مشخص می کند که کدام یک از این دو اتفاق بیفتد. ما دیاگرام فاز مورفولوژی تپه ها را به صورت تابعی از آهنگ شارش و فاصله دیواره های سلول به دست آوردیم. دریافتیم که طول موج لایه بندی با این مقیاسبندی می شود. مشاهده کردیم که در هر آهنگ شارش حاصل ضرب طول موج و فاصله دیواره ها ثابت می ماند. بنابراین طول موج به صورت یک تابع هموگرافیک با فاصله دیواره های سلول تغییر می کند. لایه بندی دانه ها فقط در یک ناحیه محدود فضای پارامترها اتفاق می افتد. ما برای وجود این ناحیه در فضای فاز تعبیری ارائه می دهیم.

    کلیدواژگان: سلول هل - شاو، تاب، زاویه ته نشست، لایه بندی، جدار
  • فرضیه نوسانی دمای گذار فاز صفحات جفت شده مغناطیسی
    حسین مرادی صفحه 224
    رفتار نوسانی دمای گذار فاز در ابر شبکه Ni/Au/Ni به صورت تابعی از ضخامت لایه میانی، Au، مشاهده شده است. دوره تناوب نوسانات مشاهده شده تقریبا نصف دور تناوب جفت شدگی مبادله ای بین لایه ای است. دراین مقاله پذیر رفتاری در دمای بالا برای یک شبکه دو بعدی با مدل بیس - پایرز- وایس در حضور میدان کاتوره ای با توزیع مربعی حساب گردیده است. از این پذیرفتاری برای محاسبه دمای گذار صفحات جفت شده به صورت تابعی از ضخامت صفحه میانی استفاده شده است. دمای گذار صفحات جفت شده به صورت تابعی با نصف دوره تناوب جفت شدگی بین لایه ای نوسان می کند. مد بعضی از مقادیر ضخامت صفحات میانی کمتر از دمای گذار یک صفحه منزوی است که با نتایج تجربی همخوانی دارد. علاوه بر این، دمای گذار به توزیع میدان کاتوره ای در ضخامتهای کم صفحه میانی بستگی دارد.
    کلیدواژگان: صفحات جفت شده مغناطیسی، دمای گذار، میدان کاتوره ای، جفت شدگی مبادله ای بین لایه ای
|
  • M. A. Bolorizadeh, I. V. Mitchell Page 109

    We have initiated a study to extract concentration profiles of ultra shallow phosphorous implants in silicon complementing published work on ultra shallow boron implant profiles. There is an ever-increasing interest in the production of p-n junctions in silicon to create the new generations of ultra large scale integrated (ULSI) devices. Such junctions can be formed by implantation do pants (such as B, P, and As) at lowered energies. Development of design tools and process implementation both require that accurate methods be available for confirming absolute do pant profiles. Traditionally, profiles have been extracted through the use of secondary ion mass spectroscopy (SIMS), Rutherford backscattering spectroscopy (RBS), nuclear reaction analysis (NRA) and electrical measurements such as spreading resistance profilometry. Results of ion implanted species can be checked by SIMS (J.G.M. van Berkum, et al Vac. Sci. Technol. B16 (1998) 298). However, the analysis of ultra shallow implants by standard SIMS techniques is not straightforward and is weak in quantitative measurements. There are several reasons for this. First, standard methods of SIMS are hampered by limits on the instrumental sensitivity, which may not be adequate to examine very low-dose implants. Second, the accuracy in quantifying standard SIMS at very shallow depth is limited, due to an initial transitional region within which the sample composition equilibrates with the primary ion beam. This initial equilibration is characteristic of the SIMS technique, and is highly reproducible. Considerable effort has been expended in understanding the details of the equilibrium process, nevertheless, it is complicated even in the simplest of situations and continues to present problems for accurate quantification. Third, in specific situations high mass resolution required to separate the species of interest, or its proxy, from other mass groups, including impurity groups. Although there has been many investigations to extract quantitative profiles by SIMS using relative sensitivity factors (RSF), they can be reproduced 20-30% under more controlled conditions (R.G. Wilson, S.W. Novak, J. Appl. Phys. 69 (1991) 466). However, there is a need for other methods to normalize SIMS results.

  • M. A. Shahzamanian, M. Ghafari Page 117

    In this paper t he hydrodynamic equations for a narrow slab when the state of nematic liquid crystal is deformed slightly by a high magnetic field are solved. Then the components of velocities and the torque exerted on the torsional oscillator in which the slab is contained are calculated, and the changes in the resonant frequency are determined.

  • M. R. Mohammadizadeh, M. Akhavan Page 125

    The Gd(Ba2-xPrx)Cu3O single phase polycrystalline samples with 0.00 ≤ x ≤ 1.00 were investigated for structural, electronic and flux dynamic properties. An unusual hump on the resistivity vs. temperature curve of the samples has been observed for particular values of Pr doping. We have found that the Ba atom substitution at the rare earth site could lead to superconductivity in some parts of the grains at Tm~80-90K, which appears as a hump on the (T) curve. For all the samples, the two-dimensional variable range hopping (VRH) is a dominant conduction mechanism in the normal state. The Pr doping strongly localizes the carriers in the normal state, and finally causes the suppression of superconductivity. The effect of Pr substitution in 123 structure of HTSC at R or Ba site is to increase the pseudo gap temperature Ts, although, Pr at Ba site has a stronger effect on the increase of Ts and suppression of superconductivity. We have also extracted the two dimensionality aspects of HTSC through the similarities between superconductors, two-dimensional electron gas (2D-EG) i.e., MOSFETs, and the ultra thin films of conventional superconductors. The magneto resistance of the samples have been studied within thermally activated flux creep and the Ambegaokar and Halperin phase slip models. The derived critical current density, Hc2(T), Hc2(0), and superconducting coherence length show that the Pr- doping, like weak links, decreases the vortex flux pinning energy. Our results imply that understanding the real suppression mechanism of superconductivity by Pr doping in HTSC is connected unavoidably to determination of the exact position of Pr in the structure.

  • A. Z. Moshfegh, A. Reyhani Page 173

    In this investigation kinetics and mechanism of NH3 synthesis over Fe(100) and K/Fe(100) model catalysts have been studied. In this context, adsorption kinetics of both N2/Fe (100) and H2/Fe (100)systems is initially investigated. By using statistical mechanic approach, we have determined the adsorption coefficient for N2 and H2 molecules as well as transition probability of different states of adsorption and dissociation of the reactants molecules. The effect of surface catalyst temperature on the reaction rate (TOF) is studied under different reactant partial pressures. The mechanism of NH3 synthesis is suggested based on LH surface reactions model. According to the obtained results, activation energy for the reaction over Fe (100) and K/Fe(100) (for θk=0.1ML) was determined 19.6 and 11.1 kcal/mole, respectively. The order of reaction on both catalysts with respect to PN2 and PH2 was unity and negative, respectively. Based on our data analysis, the NH3 synthesis obeys Temkin isotherm.

  • M. Azizi Shamami, H. Ghods, J. Rahighi, J. Dabiri Page 183

    Interaction of fast neutrons with oxygen atoms of cooling water in reactor core leads to the production of 16N isotope which emits 6.13 MeV gamma ray. A system is developed to measure the 16N gamma ray activity using a5.08cm ×5.08cm NaI(Tl) detector. A suitable electronic system is used to count 16N gamma rays in different reactor powers in order to calibrate the 16N system in terms of reactor power. Some non-linearity in the system behavior have been observed and discussions have been presented for this effect.