پایان نامه ارشد اثرات گرما بر تابش نقطه های کوانتومی تزریق شده به مواد مختلف

فهرست مطالب

عنوان

چکیده

فصل اول: مقدمه

1- مقدمه          

1-1- فیلم های نازک        

1-2- سیم های کوانتومی

1-3- نقاط کوانتومی        

1-4- علوم کمتر از سه بعد

1-5- نیمه رساناها          

1-6- بررسی نقاط کوانتومی          

     1-6-1- ویژگی مهم نقاط کوانتومی        

     1-6-2- شکل نقاط کوانتومی    

     1-6-3- رنگ نقاط کوانتومی      

     1-6-4- تعیین رنگ نقطه ی کوانتومی    

1-7- روش های ساخت نقاط کوانتومی        

     1-7-1- روش های پایین به بالا  

     1-7-2- سورفکتنت      

     1-7-3- روش های بالا به پایین  

1-8- کاربردهایی از نقاط کوانتومی  

     1-8-1- نشانگرهای بیولوژیکی  

     1-8-2- دیودهای نورانی سفید  

     1-8-3- اتم‌های مصنوعی        

     1-8-4- عناصر مدارهای نوری    

     1-8-5- مولدهای انرژی خورشیدی        

فصل دوم: پلي متيل متاكريلات (PMMA)      

2-1- معرفی پلی متيل متاكريلات  

2-2- PMMA در ایران        

2-3- کاربردهای PMMA    

     2-3-1- ساختمان سازی          

     2-3-2- نورپردازی و روشنایی    

     2-3-3- صنعت

     2-3-4- صنایع تبلیغاتی            

     2-3-5- پزشکی          

     2-3-6- سایر کاربردها  

2-4- مزایای PMMA          

     2-4-1- شفافیت        

     2-4-2- مقاومت در برابر اشعه ماورای بنفش        

     2-4-3- عدم فرسایش در هوا    

     2-4-4- ایمنی            

     2-4-5- ثبات در ابعاد    

     2-4-6- وزن  

     2-4-7- ضریب هدایت حرارتی مناسب    

     2-4-8- مقاومت در برابر شوک و تنش حرارتی      

فصل سوم: نقاط کوانتومی CdSe/ZnS در پلیمر PMMA

3-1- مقدمه      

3-2- آزمایش مربوط به اثر گرما بر فیبر میکروساختاری که PMMA آلاییده شده با نقاط کوانتومی      

3-3- گرمایش و سرمایش فیبر        

3-4- رسم نمودار طیف فوتولومینیسانس از فیبر آلاییده شده توسط نقاط کوانتومی          

3-5- نتایج آزمایش انجام شده برای مشخص کردن گسیل از فیبر آلاییده

3-6- رسم نمودار طول موج گسیلی از فیبر آلاییده شده بر حسب دما    

3-7- بررسی نمودار طول موج گسیلی از فیبر آلاییده شده بر حسب دما

3-8- برسی فاکتورهای موثر در بر تغییرات طول موج گسیلی در اثر گرما

3-9- بررسی جزء به جزء فاکتورهای موثر در بر تغییرات طول موج گسیلی در اثر گرما        

     3-9-1- بررسی جمله ی اول  ( 〖∂λ〗_Eg/∂T )  

     3-9-2- بررسی جمله ی دوم  ( 〖∂λ〗_(∅_QD )/∂T )    

     3-9-3- بررسی جمله ی سوم  ( ∂λ/〖∂n〗_PMMA   〖∂n〗_PMMA/∂T )

      3-9-3-1-  بررسی عبارت   ∂λ/〖∂n〗_PMMA  

      3-9-3-2- بررسی عبارت   〖∂n〗_PMMA/∂T    

      3-9-3-3- محاسبه ی جمله ی سوم  ( ∂λ/〖∂n〗_PMMA   〖∂n〗_PMMA/∂T )    

3-9-4- بررسی جمله ی چهارم   〖∂λ〗_QDs/∂T  

     3-9-4-1- محاسبه ی جمله ی چهارم   〖∂λ〗_QDs/∂T  

فصل چهارم: نقاط کوانتومی CdSe/ZnS در پلیمرهای Urethane acrylate و Solgel doped with diphenylsilane        

4-1- بررسی ضریب اپتیک-گرمایی یک پلیمر

4-2- رسم نمودار ضریب اپتیک-گرمایی بر حسب ضریب انبساط دمایی برای پلیمرهای مختلف      

4-3- جایگزینی نقاط کوانتومی در پلیمرهای دیگر      

4-4- حسگرهای دمایی مناسب و حسگرهای دمایی نامناسب

4-5- تزریق نقاط کوانتومی CdSe/ZnS به پلیمرهای Urethane acrylate و Solgel doped with diphenylsilane          

     4-5-1- جمله ی اول از سمت راست  〖∂λ〗_Eg/∂T        

     4-5-2- جمله ی دوم از سمت راست  〖∂λ〗_(∅_QD )/∂T          

     4-5-3- جمله ی سوم از سمت راست  ∂λ/〖∂n〗_Poly   〖∂n〗_Poly/∂T

     4-5-4- جمله ی چهارم از سمت راست  〖∂λ〗_QDs/∂T

4-6- تزريق ‍CdSe/ZnS در پلیمر Urethane acrylate    

4-7- تزريق ‍CdSe/ZnS در پلیمر Solgel doped with    

4-8-نتیجه گیری و پیشنهاد          

فصل پنجم: طراحی حسگر مطلوب

5-1 مقدمه        

5-2 طراحی یک حسگر خاص        

5-3- جمله ی اول

5-4- جمله ی دوم          

5-5- جمله ی سوم        

       5-5-1- اولین عبارت از جمله ی سوم (∂λ/∂n)  

       5-5-2- دومین عبارت از جمله ی سوم (∂n/∂T)  

5-6- جمله ی چهارم        

5-7- حسگر Urethane acrylate    

5-8 حسگر solgel doped with diphenylsilane        

5-9 حسگر tB-PEEK        

5-10 ساير حسگرها        

5-11 مختصري راجع به خصوصيات پليمر tB-PEEK      

    5-11-1 ویژگی های اشتعال (روش شناسایی آسان)        

    5-11-2 چگونگی تولید  

    5-11-3 مزایا پليمر tB-PEEK      

    5-11-4 معایب پليمر tB-PEEK    

    5-11-5 ساير خواص پليمر tB-PEEK        

    5-11-6 کاربرد هاي پليمر tB-PEEK          

5-12 خلاصه      

فهرست منابع    

فهرست جداول

عنوان                                                                                                    

جدول 4-1: اطلاعات مربوط به تعدادی از پلیمرها        

جدول 5-1: محاسبه ی مقدار dλ/dT براي پليمرهاي مختلف    

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                                  

شکل 1-1: ساختار نواری نیمه رسانا          

شکل1-2: نقطه ی کوانتومی گالیم آرسنید  

شکل1-3: نقطه ی کوانتومی سیلیکون      

شکل1-4: نقطه ی کوانتومی سريوم سرب  

شکل1-5: نقطه ی کوانتومی اينديوم آرسنید

شکل1-6: تغییر رنگ نقاط کوانتومی در اثر تغییر سایز نقاط      

شکل 1-7: صفحه اول داستان دو شهر نوشته چارلز دیکنز که در مربعی به ضلع 6 میکرومتر          

شکل1-8: نشانگرهای بیولوژیکی در یک نمونه        

شکل1-9: نشانگرهای بیولوژیکی در یک نمونه        

شکل1-10: نشانگرهای بیولوژیکی در یک نمونه        

شکل 1-11: محلول هایی حاوی نقاط کوانتومی مختلف          

شکل 1-12: نمایی از جدول اتم های مصنوعی        

شکل 3-1: آزمایش انجام شده برای مشخص کردن گسیل از فیبر آلاییده

شکل 3-2: نمودار فوتولومینیسانس بر حسب طول موج در سه حالت مختلف    

شکل 3-3: نمودار طول موج پیک گسیلی بر حسب دما          

شکل 4-1: نمودار ضریب اپتیک-گرمایی بر حسب ضریب انبساط دما      

 چکیده

نقاط کوانتومی نانوکریستال هایی نیمه هادی با شعاع در حدود چند نانومتر هستند. این سامانه ها همچون سامانه های کوانتومی دیگر با نور برهمکنش داشته و ترازهای انرژی الکترونی خود را تغییر می دهند و با ترک ترازهای بالاتر، فوتون گسیل می کنند. نقاط کوانتومی را می توان به عنوان آلاینده در پلیمر ها بکار برد. در چنین شرایطی وقتی به پلیمر گرما داده می شود، طول موج پیک گسیلی جابجا می شود. در اين رساله عوامل موثر در جابجايي طول موج پيك گسيلي را تجزيه و تحليل كرده ايم.

پیشتر نقاط کوانتومی CdSe/ZnS در پلیمر PMMA تزریق شده و اثر دما بر چگونگی جابجايي طول موج گسیلی از آن بررسی شده است. در این رساله، نقاط کوانتومی CdSe/ZnS  را در پلیمر Urethane acrylate و پلیمرSolgel  آلاییده شده باdiphenylsilane جاسازی کرده ایم و به بررسی عواملی پرداخته ایم که باعث جابجايي در طول موج پیک گسیلی شده اند.

در اين رساله، هدف گذاري ∂λ/∂n=0.092 انجام شده است و در ادامه با محاسبه∂λ/∂n پليمرهاي مناسب جهت حسگري مناسب دما، با تزريق همان نقاط كوانتومي قبلي معرفي شده است.

تعداد نه پليمر مختلف موجود مورد بررسي قرار گرفته و از ميان آنها پليمر tB-PEEKمناسبترين تشخيص داده شده است.