نویسنده = نادر قبادی
علوم کوانتوم

محاسبه ساختار نواری تک‌لایه سیلیسین با روش بستگی قوی برای کاربرد در سامانه‌های الکترونیکی هوافضا

دوره 4، شماره 4، زمستان 1404

داوود کرزبر، نادر قبادی، علی سلطانی والا

چکیده سیلیسین یک دگرشکل دوبعدی سیلیسیم با ساختار شش‌ضلعی لانه‌زنبوری مانند گرافن ( دگرشکل دوبعدی کربن) است. کاربردهای گسترده گرافن در ساخت کامپوزیت‌های سبک و مقاوم، پوشش‌های محافظ، سامانه‌های الکترونیکی پیشرفته، به دلیل رفتار برجسته‌ی الکترونیکی و ساختاری آن در صنایع هوافضا، مسیر پژوهش‌های علمی را به سمت بررسی رفتار‌ موادی با ساختار دوبعدی مشابه گرافن نظیر سیلیسین را هموار نموده است. با توجه به اهمیت روزافزون مواد با ساختار دوبعدی در فناوری‌های پیشرفته، درک رفتار الکترونی این مواد از طریق محاسبات کوانتومی مانند روش بستگی قوی ، ضروری است. این پژوهش بر اصلاح پارامترهای روشTB و محاسبه ساختار نواری سیلیسین تک‌لایه در مسیرهای با تقارن بالا K-Γ-M-K تمرکز دارد. یک هامیلتونی مبتنی بر روشTB برای سیلیسین تک‌لایه با استفاده از کدنویسی در متلب توسعه داده شد. محاسبات اصلاح‌شده ما یک یافته کلیدی را نشان می‌دهد: در نقطهΓ انرژی نوار پنجم1.705(eV) پایین‌تر از انرژی نوار چهارم 2.013(eV) است. این ترتیب نواری، اختلافی قابل توجه با نتایج روشab-initio نشان می‌دهد که روند معکوسی را گزارش می‌کنند و حساسیت پیش‌بینی‌های روشTB به پارامترسازی را برجسته می‌سازد. پس از برطرف کردن این عدم تطابق، نوارهای πو π^* به‌صورت خطی در سطح فرمی متقاطع می‌شوند، ویژگی‌ای که برای تشکیل مخروط دیراک و کاربردهای الکترونیکی فرکانس بالا حیاتی است. این یافته‌ها یک مدل محاسباتی دقیق‌تر برای سیلیسین ارائه می‌دهند که برای ادغام مؤثر آن در سامانه‌های الکترونیکی پیشرفته نظامی و هوافضا ضروری است.

الکترومغناطیس و الکترونیک و سایبر الکترومغناطیس (اختلال در امواج، جمینگ، امواج میکروویو قوی و...)

بررسی نقش عامل کمپلکس‌ساز در تغییر نسبت نیمه‌رسانای آلیاژی سلنید مس برای آشکارسازی مادون‌قرمز در سامانه‌های هوافضایی

دوره 4، شماره 3، پاییز 1404، صفحه 89-101

سمیه چوبین، نادر قبادی، محمد صادق عبدی مقصودلو

چکیده در این کار، لایه‌های نازک نانوساختار سلنید مس (CuSe) با استفاده از یک روش ساده رسوب‌گذاری حمام شیمیایی مبتنی بر محلول ساخته شدند که به دلیل هزینه کم، پیش‌سازهای در دسترس و قابلیت توسعه‌پذیری، از نظر تجاری و نیز برای کاربردهای آشکارسازی هوافضایی جذاب است. در فرآیند رسوب‌گذاری حمام شیمیایی، پارامترهای رشد نقش مهمی در تعیین خواص فیزیکی و الکترونیکی محصول نهایی دارند.علاوه بر غلظت یون‌های سلنیوم، عامل کمپلکس‌ساز نیز یک عامل کلیدی مؤثر بر تشکیل و خواص فیلم است. عامل کمپلکس‌ساز، سرعت آزادسازی یون‌های فلزی در محلول را کنترل می‌کند و در نتیجه، بر استوکیومتری، ریزساختار و ساختار الکترونیکی فیلم‌های رسوب‌شده تأثیر می‌گذارد. مشاهده شد که تغییرات در غلظت عامل کمپلکس‌ساز، انرژی شکاف نواری را به طور قابل توجهی تغییر می‌دهد.به طور خاص، افزایش غلظت عامل کمپلکس‌ساز منجر به کاهش انرژی شکاف نواری می‌شود. این رفتار را می‌توان به افزایش متناظر در غلظت مؤثر یون‌های مس آزاد در محلول نسبت داد که مکانیسم رشد و ساختار الکترونیکی فیلم‌های نازک CuSe را تغییر می‌دهد. بنابراین، عامل کمپلکس‌ساز از طریق تأثیر خود بر غلظت یون فلزی در طول رسوب‌گذاری، نقش اساسی در تنظیم انرژی شکاف نواری ایفا می‌کند؛ موضوعی که می‌تواند در بهینه‌سازی این لایه‌ها برای کاربردهای آشکارسازی هوافضایی حائز اهمیت باشد.

پدافند غیرعامل (پرتوی، آشکارسازی، رفع آلودگی و حفاظت و ایمنی -شیمیایی، زیستی و هسته‌ای و...)

بررسی تاثیر منیزیم بر فعالیت فوتوکاتالیستی نانو پودرهای فریت کبالت درتخریب آلودگی شیمیایی

دوره 3، شماره 4، زمستان 1403، صفحه 57-74

نادر قبادی

چکیده فریت کبالت با ساختار اسپینلی از مواد مغناطیسی مهم بشمار می‌رود. این مواد دارای خواص الکتریکی و‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ مغناطیسی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ ‌جالب با پایداری حرارتی و شیمیایی بالا می‌باشند. در این پژوهش ترکیب فریتیMgxFe2O4 CO1-X با مقادیر متفاوت از x برابر با مقادیر 0/0 ، 2/0 ، 4/0 ، 6/0 و 8/0 با روش سل-ژل احتراقی تهیه شد. ساختار بلوری نمونه‌های تهیه شده با استفاده از دستگاه پراش پرتو X (XRD)‌ مورد مطالعه قرارگرفت. ریخت‌شناسی ذرات‌ با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) مورد بررسی قرار گرفت. ویژگی مغناطیسی نمونه‌ها توسط دستگاه مغناطیس‌سنج نمونه مرتعش(VSM) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین فعالیت فوتوکاتالیستی نانو ساختار‌های تهیه شده در تخریب آلودگی آلی با استفاده از طیف سنج فرابنفش- مرئی مورد بررسی قرار گرفت. الگوی پراش پودرهای بدست آمده نشان داد که پودرهای تولید شده دارای ساختار بلوری اسپینلی هستند و هیچ گونه ناخالصی در آن دیده نمی‌شود. بررسی ویژگی‌های مغناطیسی نمونه‌ها نشان داد که با افزایش مقدار منیزیم ماهیت نمونه از فرومغناطیس سخت به نرم تغییر می‌یابد. نتایج فوتوکاتالیستی نشان داد که این دسته از مواد قادر به تخریب رنگ‌های آلی در حضور نور مرئی می-باشند.

مواد پیشرفته (نانو مواد،جاذب، چسبنده‌ها، لغزنده‌ها، آتش‌گیرها و...)

بررسی اثر غلظت یون غیرفلزی در نیمه رسانای نانو ساختار کادمیم سلنید در حالت لایه های نازک با قابلیت کاربری در رادارها

دوره 2، شماره 4، زمستان 1402، صفحه 1-15

حمیدرضا حاتمی، نادر قبادی، داریوش مهرپرور، محمد فرخزادی

چکیده در این کار تلاش بر مهیا کردن ساخت لایه های نازک نانوساختار کادمیم سلنید(CdSe) بر مبنای روش محلولی ساده لایه نشانی حمام شیمیایی (CBD) شده است که از لحاظ تجاری پیش ماده ای ارزان و در دسترسی دارد. در روش لایه نشانی حمام محلول شیمیایی، عوامل ساخت، نقش قابل ملاحظه ای را ایفا کرده و خواص فیزیکی محصول نهایی را تعیین می کنند. در این پژوهش، تأثیر یک عامل مهم، غلظت محلول های اولیه یون سلنیم که یکی از مهمترین فاکتورهای تشکیل دهنده کادمیم سلنید است و مشاهده خواهد شد که تغییر غلظت این یون غیرفلزی، نوع ساختار الکترونی ماده را به شدت تحت تاثیر خود قرار می دهد. بر خلاف روش های کند وپاش، در روش رسوبگیری از محلول شیمیائی، کنترل بالائی در تشکیل رسوبهای جامد با ترکیبهای مختلف ترکیبات دوتائی فلز و غیرفلز وجود دارد. تغییر غلظت یون سلنید اندازه گاف انرژی نواری را تغییر می دهد. مشاهده شده است با افزایش غلظت یون غیرفلزی سلنید، گاف انرژی افزایش می یابد.

مواد پیشرفته (نانو مواد،جاذب، چسبنده‌ها، لغزنده‌ها، آتش‌گیرها و...)

بررسی خواص نوری کادمیم سلنید تحت آلایش نیکل

دوره 2، شماره 2، تابستان 1402، صفحه 96-110

زهرا سیاهکالی، نادر قبادی، داریوش مهرپرور، محمد فرخزادی

چکیده لایه‌های نازک نانوساختار CdSe دوپ شده با نیکل در طول فرآیند رسوب‌گذاری که بر تغییرگذارهای (عبور) اپتیکی حاکم است، بررسی شده اند. غلظت Ni به عنوان ناخالصی در داخل مول به صورت نانوساختار لایه‌های نازک از طریق روش رسوب‌گذاری محلول شیمیایی ساده ساخته شده‌اند. اضافه کردن ناخالصی Ni به CdSe گذارهای جدید مربوط به NiSe در آن ایجاد می کند، به این معنی که غلظت ناچیز یون‌های Ni باعث ایجاد گذار جدید به CdSe می شود که نمونه دارای گاف نواری اپتیکی متعددی است.اگرچه جذب ناشی از ناخالصی را می توان به عنوان جذب در ناحیه گاف نواری زیر سطح اصلی (باند به باند) در نظر گرفت، اما جذب ناشی از داپینگ در لایه های نازک نانوساختار به اندازه جذب داخل گاف نواری نیست و انتقال نوری آنها نوار به باند است.دارای خطوط گسترده و قدرتمند در طیف های جذبی هستند. نظمی در تغییر گاف نواری با افزایش غلظت ناخالصی وجود دارد به طوری که افزایش یون های باعث کاهش گاف نواری اپتیکی بهev 1.59 می شود، گاف نواری اپتیکی برای CdSe در حالت حجیم ev1.74 است، بنابراین روش اضافه کردن ناخالصی فاصله باند نوری CdSe را کاهش می دهد که به طور متوسط روش ناخالصی ساختار جدید را ایجاد می کند. ه می توان انرژی اورباخ نمونه ها را از طیف جذبی بدون نیاز به تعیین ضریب جذب از تعیین ضخامت لایه تعیین کرد. راندمان تخریب برای CdSe خالص 86٪است در حالی که نمونه CdSe دوپ شده با نیکل راندمان تخریب را تا 93٪ افزایش میدهد

سنتز و مشخصه یابی فریت‌های نیکل گرافن بعنوان تغییر فاز دهنده امواج‌های الکترومغناطیسی در رادارها

دوره 1، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 66-82

نادر قبادی، سید علی حسینی مرادی، محمد فرخزادی

چکیده در این مقاله اسپینل فریت­­های نیکل گرافن ساخته شده­اند. هدف از ساخت این فریت­ها استفاده و بررسی آن­ها بعنوان ماده شیفت­دهنده فاز در باند فرکانسی 2-18 گیگاهرتز است. ابتدا این مواد از طریق روش سنتز هم­رسوبی ساخته شدند. سپس تست­های فیزیکی  این مواد شامل تست­های پراش اشعه ایکس (XRD)، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) و هیستوگرام توزیع اندازه ذرات گرفته شدند. پس از آن نیز تست­های شبکه VNA برای این مواد گرفته شد. پارامترهای حقیقی و موهومی گذردهی دی الکتریک و پارامترهای حقیقی و موهومی نفوذپذیری مغناطیسی پس از کدنویسی در نرم­افزار متلب بدست آمدند. تانژانت تلفاتی دی الکتریک و افت بازگشتی نیز برای این مواد بدست آمد. در نهایت عملکرد این مواد در حلقه هیسترزیس با استفاده از تست VSM مورد بررسی قرار گرفت. مواد فریتی ساخته شده پاسخ خوبی را به تست­های مغناطیسی در باند فرکانسی 2 تا 18 گیگاهرتز نشان دادند. نتایج بدست آمده برای پارامترهای اصلی در راستای پارامترهای مورد مطالعه در شیفت دهنده­های رادار نتایج خوبی را براورده ساخت.

مواد پیشرفته (نانو مواد،جاذب، چسبنده‌ها، لغزنده‌ها، آتش‌گیرها و...)

تغییر شکل هندسی نانوذرات در لایه‌های نانوساختار کبالت سلنید با تغییر دما در موج‌برها

دوره 1، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 32-42

نادر قبادی، سید علی حسینی مرادی

چکیده در این کار نقش دما در تغییر شکل هندسی نانوذرات کبالت سلنید که در معرض امواج الکترومغناطیسی در موج‌برها قرار دارد، بررسی شده است. داده‌های آزمایشگاهی نشان داده است که دما نقش تعیین‌کننده‌ای روی اندازه گاف انرژی نواری و شکل هندسی آن‌ها دارد. روش ساده‌ای برای ساخت لایه‌های نانوساختار کبالت سلنید با روش رسوب‌گیری از محلول شیمیائی به‌کار برده شده است. لایه‌های نازک نانوساختار کبالت سلنید با ابزارهای اندازه‌گیری مانند پراش اشعه ایکس جهت تعیین نوع ساختار، EDX برای آنالیز عنصری، میکروسکوپ الکترونی روبشی برای مشاهده ریخت‌شناسی لایه‌ها و اسپکتروسکوپی جذب ناحیه مرئی فرابنفش برای اندازه‌گیری گاف انرژی نواری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی تغییر شکل نانوذرات را تحت تأثیر دما به‌خوبی نشان می‌دهد.

نور و لیزر (رادارهای لیزری، شنود لیزری، لیزر قدرت و...)

رفتار میدان‌های انتشاری پالس‌های کوتاه رادار لیزری هنگام برخورد با لایه‌ و تیغه‌های پلاسمایی و مطالعه اثرات غیرخطی هماهنگ دوم در پوشش پلاسمایی یکنواخت

دوره 1، شماره 1، بهار 1401، صفحه 36-47

سید علی حسینی مرادی، حسن رنجبر عسکری، مجتبی رحیمی، نادر قبادی

چکیده در این مقاله، نحوه‌ی تولید هماهنگ دوم امواج طولی و عرضی در اثر انتشار یک پالس کوتاه لیزر یا لیدار در یک پلاسمای سرد کم چگال و غیرمغناطیسی یکنواخت با توجه به اثرات برخورد موردبررسی قرار می‌گیرد. همچنین اثرات میدان مغناطیسی یکنواخت خارجی مایل بر این پلاسما مورد تجزیه قرار می‌گیرد. انتشار امواج در پلاسمای همسانگرد موجب تولید هماهنگ‌های فرد می‌شود، ولی با اعمال میدان مغناطیسی ‌می‌توان این همسانگردی را از بین برد و هماهنگ‌های زوج نیز تولید کرد. در ادامه با استفاده از تئوری اختلال مؤلفه‌های میدان الکتریکی هماهنگ اول و دوم را تا مرتبه اول اختلال محاسبه نموده و تأثیر انعکاس‌های متوالی را بر روی دامنه میدان الکتریکی هماهنگ‌های اول و دوم و هم‌چنین بازده توان انعکاسی هماهنگ دوم بررسی کرده و با تجزیه‌وتحلیل روابط موردنظر و رسم نمودارهای موردنظر نتیجه‌گیری صورت می‌گیرد. نهایتاً، رفتار دامنه‌ی میدان هماهنگ‌ها برای اختلال مرتبه‌ی صفر و اول در تیغه پلاسمایی برای حالات مختلف بررسی شده و تغییرات آن‌ها را برحسب پارامترهای مختلف رسم کرده و در مورد نتایج و شرایط بهینه برای کاربردهای مختلف بحث نموده و پیشنهاد‌هایی ارائه می‌نماییم.