مقاله رایگان درباره اندازه گیری، کارشناسی ارشد، تحصیلات تکمیلی

نوامبر 30, 2018 0 By admin4
پایان نامه  

تقدیر و تشکر
سپاس خدای را که سخنوران، در ستودن او بمانند و شمارندگان، شمردن نعمت های او ندانند و کوشندگان، حق او را گزاردن نتوانند. و سلام و دورد بر محمّد و خاندان پاك او، طاهران معصوم، هم آنان که وجودمان وامدار وجودشان است؛ و نفرين پيوسته بر دشمنان ايشان تا روز رستاخيز…
بدون شک جایگاه و منزلت معلم، اجّل از آن است که در مقام قدردانی از زحمات بی شائبه ی او، با زبان قاصر و دست ناتوان، چیزی بنگاریم.
اما از آنجایی که تجلیل از معلم، سپاس از انسانی است که هدف و غایت آفرینش را تامین می کند و سلامت امانت هایی را که به دستش سپرده اند، تضمین؛ بر حسب وظیفه و از باب ” من لم یشکر المنعم من المخلوقین لم یشکر اللَّه عزّ و جلّ” :
از استاد با کمالات و شایسته؛ جناب آقای دکتر داریوش سوری که در کمال سعه صدر، با حسن خلق و فروتنی، از هیچ کمکی در این عرصه بر من دریغ ننمودند و زحمت راهنمایی این رساله را بر عهده گرفتند که بدون مساعدت ایشان، این پروژه به نتیجه مطلوب نمی رسید؛ از جناب آقای دکتر موسوی و جناب آقای دکتر قبادی که قبول زحمت نموده و داوری این کار را بر عهده گرفتند، و همچنین از جناب آقای دکتر بیگی نژاد نماینده تحصیلات تکمیلی که در این جلسه حضور داشتند کمال تشکر و قدردانی را دارم.
باشد که این خردترین، بخشی از زحمات آنان را سپاس گوید .
نام خانوادگی دانشجو : قاسمی نام :راضیه
عنوان پایان نامه : اندازه گیری ضریب اتلاف گرما در پدیده کلیدزنی و تعیین مکانیسم کلیدزنی در شیشه های 2TeO-5O2V-Sb
استاد راهنما : دکتر داریوش سوری
استاد مشاور :
مقطع تحصیلی: کارشناسی ارشد رشته: فیزیک گرایش: حالت جامد
دانشگاه ملایر-گروه: فیزیک تاریخ فارغ التحصیلی : شهریور 1393 تعداد صفحات:
کلید واژه : میدان های قوی، رسانش اهمی، مدل الکتروگرمایی، فاکتور اتلاف گرما، انرژی فعالسازی الکتریکی
چکیده:
در کار حاضر، شیشه های V2O5 -TeO2-Sb به روش سرمایش سریع تهیه شدند و اثر میدان الکتریکی قوی بر رسانش الکتریکی توده آمورف این نمونه ها با درصدهای مولی مختلف مولفه های تشکیل دهنده آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده آن است که در میدانهای ضعیف، رسانش اهمی بوده در حالیکه در میدانهای الکتریکی قوی، نمونه ها رفتار غیر اهمی را در رسانش الکتریکی از خود نشان دادند. همچنین منحنی های مشخصه ولتاژ- جریان، افزایش انحراف از قانون اهم را همراه با افزایش چگالی جریان الکتریکی نشان می دهد. این رفتار غیر اهمی در میدانهای الکتریکی حدود (V/cm) 104 اتفاق می افتد. همچنین، با توجه به اثر گرمای ژول در فیلمان جریان الکتریکی، مدل الکتروگرمایی برای این نمونه ها در نظر گرفته شده و فاکتور اتلاف گرما در نمونه و انرژی فعالسازی الکتریکی بدست آمدهاند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول : معرفی جامدات و نیمرساناهای آمورف، ….
1-1) مقدمه 2
1-2) کلیات و تعاریف در مورد جامدات آمورف (بی شکل) 3
1-3) تعریف بی نظمی و انواع آن 5
1-4) نیمرساناهای بی شکل (آمورف) 11
1-4-1) مقدمه 11
1-4-2) انواع نیمرساناهای بی شکل 11
1-4-3) شیشه ها 12
1-5) نظریه الکترونی سیستم های بی نظم 15
1-5-1) مقدمه 15
1-5-2) ساختار نواری انرژی 17
1-5-2-1) حالت های جایگزیده و جایگزیدگی آندرسون 17
1-5-2-2) معرفی مدل های متداول ساختار نواری برای مواد بی شکل 22
1-5-2-2-1) مدل کوهن- فریتشه- اوشینسکی 23
1-5-2-2-2) مدل دیویس- مات 24
1-6) مدل رسانشی پلارون کوچک در نیمرساناهای آمورف 24
1-7) معرفی برخی روش های فیزیکی و شیمیایی تهیه مواد بی شکل 25
1-8) مروری بر برخی کاربردهای مواد آمورف در حوزه های مختلف علوم 26
1-8-1) کاربردهای الکترونیکی 26
1-8-2) کاربردهای الکتروشیمیایی 28
1-8-3) کاربردهای نوری 28
فصل دوم : بررسی مصداقی مدل الکتروگرمایی در پدیده کلیدزنی
2-1 ) مقدمه 33
2-2) پديده هاي ميدان قوي 34
2-3) سرعت رانشي حامل ها در ميدان هاي الكتريكي قوي 35
2-4) اثرات حجمی میدان قوی 36
2-5) رسانش در ميدان قوي و اثر ميدان قوي در رسانش پلاروني شيشه ‏هاي حاوي يون هاي فلزات واسطه 39
2-6) رسانش غيراهمي 41
2-7) اثر پول فرنكل 41
2-7-1) تزريق بار در اتصالات 48
2-7-1-1) اتصال خنثي 48
2-7-1-2) اتصال اهمي 48
2-7-1-3) اتصال غیر اهمی 49
2-7-2 ) اثر شاتكي 49
2-8) تفاوت اثرات پول – فرنکل و ریچاردسون – شاتکی 51
2-9) معرفی پدیده کلیدزنی 52
2-10) مقاومت ديفرانسيلي منفي 54
2-11) شكست‏ دي‏الكتريك ‏و فرآيند ‏تشكيل 55
2-12) رسانش- كليد زني و پديده هاي حافظه ‏اي (شبه پايدار) 55
2-13) كليدزني حافظه ‏اي و آستانه اي 58
2-14) مکانیسم کلیدزنی 60
2-14-1) نظریه الکتروگرمایی 62
2-13-2) نظریه ی گرمايي 64
2-14-3) نظريه ی الكترونیكي 68
2-15) مکانیزم کلیدزنی در شیشه های چلکوجنی 71
2-16) مقايسه ی كليدزني در مواد بلوري و آمورف 71
2-16-1) دلایل رخ دادن پدیده کلیدزنی در مواد آمورف 72
فصل سوم : روش آزمایشگاهی، آنالیز نمونه ها و برنامه نویسی کامپیوتری
3-1) مقدمه 74
3-2) فرآیند آزمایشگاهی 74
3-2-1) مقدمه 74
3-2-2) مشخصات پودرهای اولیه و روش تهیه نمونه های مورد نظر 75
3-3) مشخصه یابی نمونه ها 78
3-3-1) تحلیل طرح پراش پرتو X 78
3-3-2) اندازه گیری چگالی نمونه ها 78
3-3-3) اندازه گیری های الکتریکی نمونه ها در میدان الکتریکی قوی 78
3-4) حل عددی و برنامه نویسی 81
فصل چهارم : بحث و نتیجه گیری
4-1) مقدمه 83
4-2) بررسی الگوی پراش نمونه با استفاده از پرتو X و تصاویر SEM 84
4-3) بررسی پدیده کلیدزنی در نمونه های توده ای 88
4-3-1) بررسی منحنی های جریان- ولتاژ در فواصل الکترودی مختلف و همچنین بررسی منحنی های توان الکتریکی مؤثر بر حسب 1Ln(VR∞I) 88
4-3-2) بررسی منحنی های جریان- ولتاژ در دماهای مختلف و فاصله الکترودی ثابت و همچنین بررسی منحنی های توان الکتریکی(IV) بر حسب 1Ln(VR∞I) 109
4-3-3) حل عددی و حصول نمودار های I-V با استفاده از برنامه نویسی کامپیوتری 127
4-4 ) نتایج کلی 133
منابع و مراجع
منابع و مراجع 136
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول 1-1) 30
جدول 3-1) 76
جدول 3-2) 76
جدول (4-1) 108
جدول (4-2) 126
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1) 4
شکل 1-2) 10
شکل 1-3) 14
شکل 1-4) 19
شکل 1-5) 20
شكل1-6) 21
شكل1-7) 21
شکل1- 8) 23
شكل2-1) 37
شکل2-2) 39
شكل 2-3) 42
شکل 2-4) 45
شکل (2-5) 47
شکل2-6) 49
شکل2-7) 51
شکل2-8) 54
شكل2-9) 56
شکل 2-10) 59
شکل 2-11) 63
شکل 2-12) 64
شکل 2-13) 66
شکل 2-14) 68
شکل2-15) 70
شکل 3-1) 79
شکل 3-3) 80
شکل 4-1) 87
شكل 4-2) 87
شکل 4-3) 91
شکل 4-4) 92
شکل 4-5) 93
شکل 4-6) 94
شکل 4-7) 95
شکل 4-9) 97
شکل 4-10) 98
شکل 4-11) 99
شکل 4-12) 100
شکل 4-13) 101
شکل 4-14) 102
شکل 4-15) 103
شکل 4-16) 104
شکل 4-17) 105
شکل 4-18) 106
شکل 4-19) 110
شکل 4-20) 111
شکل 4-21) 112
شکل 4-22) 113
شکل 4-23) 114
شکل 4-24) 115
شکل 4-25) 116
شکل 4-26) 117
شکل 4-27) 118
شکل 4-28) 119
شکل 4-29) 120
شکل 4-30) 121
شکل 4-31) 122
شکل 4-32) 123
شکل 4-33) 124
شکل (4-34) 127
شکل (4-35) 128
شکل (4-36) 129
شکل (4-37) 130
شکل (4-38) 131
فصل اول
معرفی جامدات و نیمرساناهای آمورف
نظریه الکترونی سیستم های بی نظم
مروری بر برخی کاربردهای جامدات آمورف
1-1) مقدمه
مواد آمورف با توجه به اهمیت آنها از نظر خواص و کاربردهای فناوری بسیار حائز اهمیت هستند و لازم به ذکر است که مواد آمورف یا بی شکل، مواد جدیدی نیستند و شیشههای سیلیکاتی دارای قدمت بیلیون ساله اند]1[.
در فیزیک ماده چگال، مواد بی شکل یا غیر بلوری جامداتی هستند که فاقد نظم بلندبرد بوده که از ویژگی های یک بلور است. امروزه، “جامد بی شکل” به عنوان مفهوم فراگیر و شیشهای خاص مورد استفاده قرار می گیرد [2].
مواد آمورف به خاطر خواص منحصر به فرد خود جایگاه ویژه ای در صنعت دارند که این خواص تقریباً در جامدات بلوری مشاهده نمی شود. از جمله دلایل دیگر اهمیت این مواد این است که آنها را نسبت به مواد بلوری نسبتا راحت تر می توان تهیه و همچنین خواص نوری و الکتریکی مواد آمورف را میتوان از طریق تغییر درصد مولی مؤلفه های تشکیل دهنده آن ها کنترل کرد [1و3]. مواد آمورف بصورت توده ای1و لایه های نازک2 به این علت که رشد مسیرهای رسانشی در آنها نسبت به مواد بلوری آسانتر بوده و تغییرات فیزیکی در ساختار این مواد با سرعت بیشتری انجام می شود، در سیستم های کلیدزنی3 بسیار مورد استفاده اند.از دیگر کاربردهای این مواد می توان به کاربرد در تهیه فیبر های نوری اشاره کرد ]1[.
لازم به ذکر است که در جامدات آمورف میانگین مسافت پویش آزاد حامل بار کوچکتر از ثابت شبکه ای a است در صورتیکه در یک شبکه بلوری بزرگتر می باشد]4[.
در بخش پایانی فصل برخی کاربردهای مواد آمورف را در دسته بندی های خاص بیان خواهیم کرد.
1-2) کلیات و تعاریف در مورد جامدات آمورف (بی شکل)
جامدات بی شکل، غیربلوری هستند و فاقد نظم تناوبی بلندبرد در آرایش اتم های تشکیل دهنده می باشند. همه مواد را می‌توان با جلوگیری از تبلورشان بصورت آمورف درآورد، به این صورت که باید سرعت سرمایش برای تبدیل فاز مایع به جامد به قدری بالا باشد که اتم‌ها فرصت حرکت و چیده‌شدن بصورت بلوری در کنار یکدیگر را نداشته‌باشند. از شیشه‌ها می‌توان به عنوان نمونه مناسبی در این زمینه اشاره کرد. در مواد بلوری به هنگام گرم‌کردن جامد مستقیما به فاز مایع تبدیل می‌شود، اما در مواد آمورف، در میانه گرمایش، ابتدا جامد ترد تبدیل به جامد نرم می‌شود و سپس با ادامه گرمایش ذوب رخ می‌دهد. دمایی که در آن جامد ترد به نرم تبدیل می‌شود را دمای گذار شیشه ای4 می‌نامند. البته منظور این نیست که مواد بی شکل به طور کامل بر روی مقیاس اتمی بی نظم هستند بلکه می توانند بصورت محلی دارای نظم کوتاه برد باشند ]5و6[.
بطور مثال بيشتر فلزات دارای ساختار بلوری هستند و فلزات بلوری در سه بعد تكرار مي شوند، اما براي فلزات آمورف ساختار اتفاقي است . گرما دادن به فلز آمورف باعث ايجاد ساختار كريستالي در اين مواد مي شود. فلزات آمورف به ميزان زيادي زنگ نزن، غير مغناطيسي و از فلزات قراردادي چندين برابر قوي تر هستند و اين فلزات استحكامي سه برابر فولاد، با وزن يكسان دارند. فولادهاي آمورف مي توانند به عنوان يك ماده با وزن كم با پلاستيك ها و كامپوزيت ها در زمينه هاي حمل و نقل و الكتريسته رقابت كنند. مشكل اين مواد (فلزات آمورف) ترد بودن آنها مي باشد آنها در صورت اعمال شوک مانند شيشه ميشكنند ]7[.
جامدات بی شکل به دلیل فقدان نظم و تناوب بلندبرد در شبکه، دارای ویژگی های خاصی هستند که در مواد بلوری دیده نمی شود. در بلور کامل، اتم ها به طور تناوبی و نامتناهی در یک فضای