انجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Nanothermodynamics: a subdivision potential approachنانوترمودینامیک در رویکرد پتانسیل فروبخش163177660FAروحاله موسویهاشم رفیعی تبارJournal Article20191126 Classical thermodynamic laws and relations have been developed for macroscopic systems that satisfy the thermodynamic limit. These relations are challenged as the system size decreases to the scale of nano-systems, in which thermodynamic properties are overshadowed by system size, and the usual classical concepts of extensivity and intensivity are no longer valid. The challenges to the classical thermodynamics in relation to small systems are demonstrated, and via the approach introduced by Hill, the concept of sub-division potential is clarified in details. The fundamental thermodynamic relations are obtained using a rational-based method.کلیه قوانین و روابط موجود در ترمودینامیک کلاسیک, برای دستگاههای ماکروسکوپی که حد ترمودینامیکی در آنها صادق است تدوین شده اند. این روابط برای دستگاههای به اندازه کافی کوچک, از قبیل نانو ساختارها, که اندازه دستگاه مستقیما بر روی خواص آن موثر است, به چالش کشیده می شوند و مفاهیم فزونوری و نافزونوری بودن خواص تعریف معمول خود را از دست می دهند. در این نوشته, چالشهای موجود در ترمودینامیک دستگاههای کوچک, یا نانوترمودینامیک را بیان کرده و با استفاده از روش پیشنهادی هیل در بررسی ترمودینامیک دستگاههای کوچک, رویکرد پتانسیل فروبخش را معرفی نموده و مفهوم این مقوله را به تفصیل آورده ایم. سپس روابط اساسی نانوترمودینامیک را با یک مبنای منطقی به دست آورده و خواص ترمودینامیکی دستگاه کوچک را برای محیط NVT به دست آورده ایم.https://ijpr.iut.ac.ir/article_660_abbf9d67feb900ad17fb0c24d2284ad2.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Note on AdS/CFT dualityیادداشتی بر دوگانی AdS/CFT179186661FAالهام بیگلرفرهنگ لرانJournal Article20191126We study duality of field theories in (d+1) dimensional flat Euclidean space and (d+1) dimensional Euclidean AdS space for both scalar the and vector fields. In the case of the scalar theory, the injective map between conformally coupled massless scalars in two spaces is reviewed. It is shown that for vector fields the injective map exists only in four dimensions. Since Euclidean AdS space is equivalent to half flat Euclidean space up to a conformal map, using the injective maps, we interpret AdS/CFT duality as a correspondence between solutions of equation of motion and the corresponding Cauchy data.در این مقاله دوگانی نظریه های میدان در فضاهای Rd+1 و AdSd+1 اقلیدسی را برای میدانهای آزاد نرده ای و برداری بررسی می کنیم. در مورد میدانهای نرده ای, نگاشت یک به یک بین میدانهای نرده ای بی جرم با جفت شدگی همدیس در دو فضا را مرور می کنیم. در مورد میدانهای برداری نشان می دهیم که چنین نگاشتی تنها در چهار بعد برقرار خواهد بود. با استفاده از این نگاشتها و همدیسی فضای AdSd+1 اقلیدسی و نیم فضای Rd+1 یک تعبیر از تطابق AdS/CFT بر حسب رابطه ای بین جوابهای معادله حرکت و مقدارهای اولیه آنها ارایه می کنیم.https://ijpr.iut.ac.ir/article_661_3c0b250dbb7ff259c68965c3e8607b91.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Study of integer quantum Hall effect in impurity systems by gaugeبررسی اثر صحیح کوانتومی هال در سیستمهای دارای ناخالصی به روش تبدیل پیمانهای در حضور نقطههای کوانتومی187195662FAسعیده رمضانی ثانیآرش فیروزنیاعبدالله مرتضی علیمحمدرضا سرکردهایJournal Article20191126In this paper we study the integer quantum Hall effect (IQHE) on the systems with different types of impurities in delta and gaussian forms. The Landau energy levels in the presence of impurity split in two different levels,the extended and localized levels, emerging then the Hall step. Finally, we add a specified form of a quantum dot potential to a system with impurity, and observed that increasing the width and height of quantum dot result in removing the Hall step and disappearing the Hall effect. The numerical calculations are in a good agreement with Laughlin’s argument and Prange’s calculation of quantum hall effect.در این مقاله اثر صحیح کوانتومی هال با اعمال ناخالصی, به دو صورت تابع دلتای دیراک و تابع گوسی به روش تبدیل پیمانه ای بررسی شده است. در حضور این ناخالصیها, ترازهای لاندائو به دو دسته ترازهای گسترده و جایگزیده تبدیل شده و پله هال ایجاد می گردد. در ادامه یک ناخالصی به صورت نقطه کوانتومی به سیستم دارای ناخالصی, اضافه می شود و مشاهده می گردد که افزایش پهنا و ارتفاع نقطه کوانتومی در جهت از بین بردن پله عمل می کند و در نهایت اثر کوانتومی هال محو می شود. نتایج محاسبات عددی در این مقاله, بیان لافلین را در توجیه اثر کوانتومی هال تایید می کند.https://ijpr.iut.ac.ir/article_662_415d72350a8ab4942ab45d7181833b07.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Neutron, electron and photon transport in ICF tragets in direct and fast ignitionترابرد نوترون، الکترون و فوتون در ساچمههای ICF در حالت اشتعال جرقهای و اشتعال سریع197212663FAاکبر پروازیانافشین اخوتJournal Article20191126Fusion energy due to inertial confinement has progressed in the last few decades. In order to increase energy efficiency in this method various designs have been presented. The standard scheme for direct ignition and fast ignition fuel targets are considered. Neutrons, electrons and photons transport in targets containing different combinations of Li and Be are calculated in both direct and fast ignition schemes. To compress spherical multilayer targets having fuel in the central part, they are irradiated by laser or heavy ion beams. Neutrons energy deposition in the target is considered using Monte Carlo method code MCNP. A significant amount of neutrons energy is deposited in the target which resulted in growing fusion reactions rates. It is found that Beryllium compared to Lithium is more important. In an introductory consideration of relativistic electron beam transport into central part of a fast ignition target, we have calculated electron energy deposition in highly dense D-T fuel and Beryllium layer of the target. It has been concluded that a fast ignition scheme is preferred to direct ignition because of the absence of hydrodynamic instability.استفاده از انرژی همجوشی به روش لختی (ICF) در چند دهه گذشته بسیار مورد توجه محققین بوده است. برای بالا بردن بهره انرژی در این روش, طراحیهای گوناگونی صورت گرفته است. روش متداول اشتعال مستقیم یا جرقه ای و روش اشتعال سریع ساچمه های سوخت بررسی می گردد. ترابرد نوترونها, الکترونها و فوتونها برای هر دو حالت در چند نمونه ساچمه حاوی ترکیبات مختلف برلیم و لیتیم محاسبه و مقایسه می شوند. استفاده از باریکه های یونی پر انرژی برای متراکم سازی مقدار کمی مخلوط دوتریم- تریتیم درون یک ساچمه کروی بهره انرژی نسبتا بالایی را به دست می دهد. در این کار با بررسی رفتار نوترونهای حاصل از همجوشی در لایه های اطراف سوخت, گرمادهی نوترون به این مواد که برلیم و لیتیم انتخاب شده است با استفاده از روش مونت کارلو و کد MCNP محاسبه گردیده است. مشاهده می شود که مقدار قابل توجهی از انرژی نوترون صرف گرم نگه داشتن این لایه ها می شود که منجر به انبساط این نواحی و متراکم نگه داشتن عناصر ناحیه سوخت و تسریع در انجام برهم کنشها و در نتیجه بالا بردن بهره انرژی در این ساچمه ها می گردد. با انجام محاسبات نتیجه می شود برلیم بهتر از لیتیم در انجام این کار موثر است. همچنین در یک بررسی مقدماتی ترابرد الکترونهای نسبیتی که در روش اشتعال سریع مورد توجه هستند در ساچمه های نمونه محاسبه و میزان گرمادهی آنها به سوخت D-T و لایه های برلیم داخل ساچمه حساب می گردد. در حالی که ناپایداری هیدرودینامیکی در روش اشتعال جرقه ای مشکل اصلی بهره انرژی آن است, روش اشتعال سریع جایگزین مناسبی برای همجوشی به روش لختی است.https://ijpr.iut.ac.ir/article_663_333ea6ce940828d44554bf1ecca8d4c7.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126The role of internal waves in the formation of layered structure at exchange flows between two closed basins (Middle and southern basins of the Caspian sea)نقش امواج درونی در ایجاد ساختار لایهای در جریانهای تبادلی شناوری بین دو حوضه دریایی بسته (حوضههای جنوبی و میانی خزر)213224664FAعلی اکبر بیدختیاشرف السادات شکرباغانیJournal Article20191126 Layered structures in the oceans have always attracted the attention of oceanographers. The formation of these structures have been attributed to phenomena such as double – diffusive convection, internal waves and turbulent modulated mixing .In this paper, the vertical structures of temperature, salinity, density and the layered structure in the middle parts of Caspian Sea have been studied. Counters of iso-quantities of these physical properties, show the existence of regular structures, which indicate that internal waves which are produced by exchanging flow between two basins, as a result of horizontal density gradients (usually from north basin to south basin) may generate these layers. Froude number of this flow is about one. The length of wave of the internal waves is found to be about 200 km and the flow velocity associated with this gravity drive flow is about 0.2 m/s, the frequency of these waves is of order of inertial frequency. The normal modes of these waves have a near steady structure and can fold the inflow front from the North Caspian sea to South Caspian Sea basins, then the layered structure are formed. The thickness of these layers so formed is found to be about 10-20 m. These are in agreement with the values predicted by the model of Wong et al, (2001). In these waters density ratio is negative. Thus, double – diffusive convection does not often happen and cannot produce these layered structures.ساختارهای لایه ای در محیطهای دریایی همواره مورد توجه اقیانوس شناسان قرار داشته است. عامل ایجاد این ساختارها به پدیده هایی همانند پخش دوگانه, امواج درونی و اختلاط مدوله شده تلاطمی نسبت داده شده است. در این مقاله با بررسی ساختارهای قایم دما, شوری و چگالی در قسمتهای میانی دریای خزر ساختارهای لایه ای به وضوح آشکار می شود. همین طور با مطالعه کنتورهای هم کمیت این خواص فیزیکی, وجود ساختارهای منظم که معرف امواج درونی ناشی از جریان تبادلی بین دوحوضه که در اثر گرادیانهای افقی چگالی (معمولا از حوضه شمالی به جنوبی) به وجود می آیند, مشهود است. عدد فورود این جریان حدود یک (Fr»1) می باشد. امواج درونی ایجاد شده دارای طول موجی در حدود 200 کیلومتر و با توجه به سرعت جریان گرانشی حدود 0.2 متر بر ثانیه, دارای بسامدی معادل ω»uk» 10-5 s-1 هستند. بنابراین جز امواج درونی - اینرسی (متاثر از اثر کوریولیس) می باشند. مدهای بهنجار این امواج, با توجه به اینکه Fr»1 است, دارای ساختار شبه مانا هستند و می توانند جبهه جریان ورودی از خزر شمالی به خزر جنوبی را چین داده و ساختار لایه ای کنند [1]. ضخامت لایه های ایجاد شده حدود 10-20 متر است, که با مشاهدات همخوانی خوبی دارد. نسبت چگالی (Rρ) در این آبها اغلب منفی است. این مطلب به این معنی است که فرآیند پخش دوگانه باید خیلی کم رخ دهد. بنابراین ایجاد ساختار لایه ای از این طریق احتمالا کم است.https://ijpr.iut.ac.ir/article_664_627ce3cf47c452f51d821dc7e2ce0276.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Solitonic solutions in ion-electron-positron 3-component plasmaجوابهای سالیتونی در پلاسمای سه مؤلفهای یون - الکترون- پوزیترون225234665FAپروین اسلامیمحسن سربیشهایمرضیه متقیزادهJournal Article20191126 In this paper, we first study the conditions for the existence of the solitonic solutions in ion-electron-positron plasma. Then we investigate the effect of increasing positron on the solitonic wave properties, We also consider the time evolution of these waves in passing through the boundaries of two plasma with different positron densities and different positron-electron temperature ratios.در این مقاله ابتدا شرایط وجود جوابهای سالیتونی را در پلاسمای یون – الکترون - پوزیترون بررسی می کنیم. سپس به ارایه نتایج تاثیر افزایش پوزیترون روی مشخصات موج سالیتونی می پردازیم. همچنین پس از تحقیق پایداری جوابهای سالیتونی کم - دامنه تحول زمانی این امواج را در عبور از مرز دو محیط پلاسمایی که در چگالی پوزیترون یا نسبت دمای پوزیترون به الکترون متفاوت می باشند, بررسی می کنیم.https://ijpr.iut.ac.ir/article_665_557f242eddece4e7f7a6dec7941e1a8c.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126The structural, electrical and magnetic properties of La1-xCaxMnO3 Manganiteخواص ساختاری، الکتریکی و مغناطیسی منگنایتLa<sub>1-x</sub>Ca<sub>x</sub>MnO<sub>3</sub>235241666FAعلی باقر رستم نژادیمهدی صفاJournal Article20191126 Manganites are considered as subbranches of condensed matter physics with a great wealth of physical mechanisms. In this investigation we have studied the structural, electrical and magnetic properties of a series of La1-xCaxMnO3 manganite with x=0.1, 0.2, …,0.5. We observed that the crystal structure of this manganite, with small dopping, at room temperature is orthorhombic and by increasing the amount of dopping, its structure changes towards tetragonal. Also, by increasing calcium dopping a metallic phase induction occurs at low temperature and also a metal-insulator transition occurs at the samples Curie temperature. By increasing the amount of dopping to 0.5 the metalic-insulator transition temperature and the Curie temperature of the samples both increase first and then decrease. We suggest a theoretical model with which we can interpret qualitatively many properties of manganites, such as their metal-insulator phase transition and their colossal magnetoresistance.منگنایت ها یک زیر شاخه جدید از فیزیک ماده چگال است که دارای مفاهیم فیزیکی زیاد و کاربردهای فراوان است. در این تحقیق به بررسی خواص ساختاری, الکتریکی و مغناطیسی یک سری از منگنایت La1-xCaxMnO3 , LCMO, به ازای 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, x=0.1 پرداخته شده است. مشاهده شد که ساختار بلوری این منگنایت در دمای اتاق و در آلایشهای کوچک, راست گوشه است و با افزایش مقدار آلایش, ثابتهای شبکه کاهش می یابند و ساختار بلوری به سمت چارگوشی پیش می رود. همچنین افزایش مقدار آلایش باعث القای فاز فلزی در دماهای پایین و گذار فاز عایق - فلز می شود که دمای این گذار فاز تا آلایش x=0.4 تقریبا بر دمای کوری نمونه ها منطبق است. با افزایش مقدار آلایش تا 0.5 دمای گذار فاز عایق - فلز و دمای کوری نمونه ها ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد. در آلایشهای 0.1 و 0.2 و در دمای حدود 90K, گذار فاز از حالت بی نظم به حالت منظم شده بار الکتریکی رخ می دهد. در نهایت با یک پیشنهاد به تحلیل گذار فاز عایق - فلز و انطباق دمای آن بر دمای کوری پرداخته می شود.https://ijpr.iut.ac.ir/article_666_4f30e240af269702040d417f7cb184fd.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Redistribution of implanted Arsenic (AS) on the rate of oxide growth during steam oxidation of Siباز توزیع ناخالصی آرسنیک (As) در رشد گرمایی و سرعت رشد اکسید سیلیسیم243248667FAداود آقا علیگلعلی باقیزادهداریوش فتحیJournal Article20191126 In this article, we investigate the redistribution of implanted As+ ion and effect of it on the rate of oxide growth during steam oxidation of Si wafers at 900oC. Our results show that a highly enriched, thin layer of Arsenic forms at the interface between the oxide and the underlying Si. Also, the oxidation rate was found to increase depending on the depth distribution and dose of the implanted impurity As. The thin As layer collected at the interface can be used in the design of shallow junctions. Rutherford Backscattering Spectroscopy(RBS) was used to investigate the oxide characteristics.در این مقاله نحوه باز توزیع ناخالصی آرسنیک و تاثیر آن را بر روی سرعت رشد اکسید سیلیسیم که به روش اکسیداسیون گرمایی )در دمای 900C° و با استفاده از بخار آب( رشد داده شده است بررسی می کنیم. ناخالصی آرسنیک به وسیله کشت یونی با انرژی 100keV در نمونه سیلیسیم با جهت بلوری (100) کاشته شده و اثر ناخالصی آرسنیک با غلظتهای 2×1016As+/cm2و 5×1016As+/cm2بر سرعت رشد اکسید سیلیسیم به وسیله اندازه گیری ضخامت اکسید به روش پراکندگی برگشتی راترفورد (RBS) بررسی می شود. همچنین, نحوه توزیع ناخالصی آرسنیک و عمق آن از جمله مسایلی است که می توان بدین وسیله مطالعه کرد. مقایسه این نتایج با کارهای قبلی انجام شده در زمینه اکسیداسیون سیلیسیم برای نمونه های کشت شده, افزایش سرعت رشد را نشان می دهد. ایجاد Shallow Junction ها از جمله نتایج مورد انتظار است.https://ijpr.iut.ac.ir/article_667_f1923b214b42f1bb861b01cc43b40248.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Thermoelectric power and evidence of carriers localization in Y1-2xCaxThxBa2Cu3O7-& delta superconductorsگرما الکتریسته و شواهد جایگزیده شدن حاملها درابررساناهای Y<sub>1-2x</sub>Ca<sub>x</sub>Th<sub>x</sub>Ba<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7-δ</sub>249254668FAشعبان رضا قربانیJournal Article20191126 In this study polycrystaline samples of Y1-2xCaxThxBa2Cu3O7-δ with x=0, 0.025, 0.05, 0.075 were made by standard solid state methods. The transport and superconducting properties have been studied by the thermoelectric power S(x,T) measurements as a function of temperature and doping concentration. The critical temperature decreased linearly by increasing the doping concentration. S(x,T) was analysed and well described by a phenomenalogical narrow band model. The critical temperature, room temperature thermoelectric power S(290 K) and phenomenological narrow band model results were suggested in wich charge carrier (hole) localization was the main reason of the suppression of superconductivity in this alloys.ترکیب بس بلورهای Y1-2xCaxThxBa2Cu3O7- با 0.075, 0.05, 0.025, x=0 به روش استاندارد واکنش حالت جامد ساخته شدند. خواص ترابردی و ابررسانایی آن با اندازه گیری گرما الکتریسیته(S(x,T به صورت تابعی از دما و تراکم آلایش مطالعه شده است. دمای بحرانی به صورت خطی با افزایش تراکم آلایش کاهش می یابد.(S(x,T توسط مدل پدیده شناختی نوار باریک تحلیل گردید. تغییرات Tc و گرما الکتریسیته در دمای اتاق S290K و نتایج مدل پدیده شناختی نوار باریک حاکی از آن هستند که علت اصلی از بین رفتن ابررسانایی در این آلیاژ خنثی از نظر الکتریکی جایگزیده شدن حاملهای بار (حفره ها) است.https://ijpr.iut.ac.ir/article_668_96596dfd3d10ba39ad1632baeb43fa01.pdfانجمن فیزیک ایران
ناشر:
دانشگاه صنعتی اصفهانمجلۀ پژوهش فیزیک ایران1682-69575420191126Free oscillations of the earth-like planets in the presence of magnetic fieldنوسانات آزاد سیارات شبه زمین در حضور میدان مغناطیسی255255669FAیوسفعلی عابدینیسعداله نصیری قیداریJournal Article20191126 we study the free oscillations of a non-rotating earth-like planet in the presence of a force free magnetic field. The model consists of a solid inner core, a liquid outer core and a solid mantle which is spherically symmetric. The lagrangian displacements are decomposed into scaloidal, poloidal and toroidal components using a gauged version of Helmholtz theorem. These components are identified, with P- , g and t- modes, respectively. The normal modes of the model are determined using a Rayleigh-Ritz variational technique. The consequence of the presence of the solid parts and the magnetic field is the emergence of pure t- oscillations. The magnetic field, in addition to exciting t- modes, couples the everpresent p- and g -modes together. As an application of the model, the real seismic data of the earth is used to calculate eigenvalues and eigenvectors for different modes.نوسانات آزاد یک سیاره شبه زمین و غیر چرخشی در حضور میدان مغناطیسی بدون نیرو بررسی می شود. مدل مورد نظر شامل یک هسته داخلی جامد, یک هسته بیرونی مایع و یک گوشته جامد است که دارای تقارن کروی است. جابه جاییهای لاگرانژی در محیط با استفاده از قضیه هلمهولتز که در آن تبدیل پیمانه ای خاصی صورت گرفته است به مولفه های اسکالر, قطبی وار و چنبره ای تفکیک می شود. این مولفه ها به ترتیب با وجوه p, g و t متناظرند. وجوه طبیعی مدل با استفاده از روش وردشی ریلی - ریتز محاسبه می شوند. بخشهای جامد سیاره و حضور میدان مغناطیسی باعث ایجاد نوسانات چنبره ای خالص می گردند. علاوه بر آن میدان مغناطیسی باعث جفتیدگی وجوه p و g نیز می شود. به عنوان کاربردی از مدل, داده های لرزه ای واقعی زمین جهت محاسبه ویژه بردارها و ویژه مقادیر وجوه مختلف مورد استفاده قرار گرفته است.https://ijpr.iut.ac.ir/article_669_e46ad76343ea0074afaa6eecf6573a56.pdf