افشین مرادی

مطالعات گسترده ای در زمینه ی شناخت خواص نانو کامپوزیت ها به صورت تئوری و تجربی صورت گرفته است. در این میان بررسی خواص اپتیکی نانو کامپوزیت ها به منظور طراحی و ساخت کامپوزیتی با ویژگی خاص از اهمیت بالایی برخوردار است. در این رساله ویژگی های اپتیکی کامپوزیتی از مولکول های C60 و کامپوزیتی از نانولوله های کربنی تک دیواره مورد بررسی قرارگرفته شد. به منظور بررسی خواص اپتیکی، تابع دی الکتریک مؤثر، ضریب خاموشی و رابطه ی پاشندگی برای هر سیستم بررسی شده است. این بررسی ها شامل استفاده از تئوری تابع موج برداری در تعامل با روش هیدرودینامیک دو شاره ای است. به منظور محاسبه ی تابع دی الکتریک نانو کامپوزیت ها، ابتدا ویژگی های اپتیکی مولکول های C60 منفرد و نانولوله های کربنی تک دیواره منفرد مورد بررسی قرارگرفته شد. با بسط میدان های الکتریکی و مغناطیسی در ناحیه های داخل و خارج نانوذره ی مولکول C60 و استفاده از ضریب های پراکندگی مای، ضریب خاموشی مولکول های C60 منفرد و رابطه ی پاشندگی برای آن ها محاسبه شد. برای نانولوله های کربنی تک دیواره منفرد نیز، با در نظر گرفتن مدل هیدرودینامیک دو شاره ای و روش تابع موج برداری، ضریب خاموشی نانولوله ی کربنی تک دیواره برای دو حالت قطبش TE و TM بررسی شد. به منظور بررسی وابستگی ضریب خاموشی به پارامترهای فیزیکی ازجمله شعاع نانولوله های کربنی و زاویه ی تابش موج ورودی، ضریب خاموشی برای مقدارهای متفاوت این پارامترها مورد بررسی قرارگرفت. درنهایت با تابع دی الکتریک به دست آمده، آرایش جدید کامپوزیتی از مولکول های C60 و نانولوله های کربنی تک دیواره طراحی و تئوری محیط مؤثر برای توصیف سیستم جدید، مورد بررسی قرار گرفته، قسمت های حقیقی و موهومی تابع گذردهی مؤثر کامپوزیت مولکول های C60 و نانولوله های کربنی تک دیواره محاسبه شد. ازآنجایی که تابع دی الکتریک مؤثر و درنهایت خصوصیت های اپتیکی نانو کامپوزیت به شدت به پارامترهای سایز نانوذره، تراکم نانوذره، فرکانس موج ورودی و...وابسته است، بستگی به این پارامترها برای کامپوزیت های موردنظر بررسی شدند. با بررسی نتیجه های عددی و مقایسه ی نتیجه های به دست آمده با نتیجه های تجربی و کارهای انجام شده از مطالعه های قبل، صحت مدل پیشنهادی و اعتبار مدل تقریب محیط مؤثر استفاده شده مورد ارزیابی قرار گرفت.