ارائه کننده: علی سلمانی نوکابادی

استاد راهنما: دکتر احمد یزدانی

استاد ناظر داخلی: دکتر سید ایمان میرزایی، دکتر امیر بیات

استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر علیرضا مشفق (دانشگاه شریف)، دکتر افشین نمیرانیان (دانشگاه علم و صنعت)

نماینده تحصیلات تکمیلی: دکتر سیدایمان میرزاییتاریخ: ۱۴۰۴/۰۶/۳۰ساعت: ۱۸:۰۰

مکان: سالن همایش طبقه منفی یک علوم پایه

 

منگنز سلنید (MnSe)، ترکیبی از خانواده کالکوژنیدها، موضوعی با اهمیت فراوان در حوزه نوظهور اسپین‌کالوریترونیک است؛ حوزه‌ای که از همگرایی اسپین‌ترونیک و مگنتوکالوریک پدید آمده است. کالکوژنیدها به دلیل ویژگی‌های لایه‌ای و قابل تنظیم خود شناخته شده‌اند و همین ویژگی‌ها آن‌ها را به موادی امیدبخش برای کاربردهای گوناگون، از جمله ابررسانایی در دماهای بالا در ترکیباتی نظیر سلنید آهن (FeSe)، تبدیل کرده است. با این وجود، یک پرسش بنیادی در خصوص رفتار لایه‌ای MnSe و پاسخ آن به محرک‌های خارجی همچنان بی‌پاسخ مانده است. این رساله به این شکاف علمی پرداخته و به بررسی سنتز و رفتار MnSe تحت شرایط متفاوت (با تمرکز بر مهندسی خواص گرمایی-مغناطیسی، الکترونیکی و ساختاری آن) می‌پردازد.

این پژوهش به سه بخش کلیدی تقسیم می‌شود. در بخش نخست، نانوذرات MnSe با استفاده از روش هیدروترمال و تحت تأثیر میدان مغناطیسی خارجی سنتز شدند. مشاهده شد که این میدان اعمال‌شده نه تنها مورفولوژی و فاز بلوری ماده را تغییر می‌دهد، بلکه امکان تنظیم دقیق گاف انرژی و خواص نوری آن را نیز فراهم می‌سازد. افزون بر این، میدان اعمال‌شده موجب بازآرایی اسپین‌های ماده گردید و مغناطش القایی آن را کاهش داد، که این امر مسیری نوین برای مهندسی نیمه‌رساناهای مغناطیسی چندکاره فراهم می‌آورد.

در بخش دوم، محیط مغناطیسی داخلی از طریق افزودن فلزات واسطه ــ کروم (Cr)، آهن (Fe) و نیکل (Ni)ــ به مخلوط سنتز تغییر داده شد. هر یک از این افزودنی‌ها دگرگونی متمایزی ایجاد کردند: آهن گذار از آنتی‌فرومغناطیس به فرومغناطیس را القا نمود، کروم موجب رقیق‌سازی مغناطیسی شد و نیکل پایداری در برابر تغییرات مغناطیسی را به همراه داشت. این یافته‌ها نشان می‌دهد که افزودن هدفمند عناصر می‌تواند انرژی مغناطیسی درونی MnSe را به‌طور دقیق کنترل نماید.

در نهایت، در بخش سوم اثرات فیزیکی و شیمیایی تشکیل کامپوزیت‌ MnSe با مکسین بررسی شد. هدف این بخش، بررسی این مسئله بود که آیا MnSe ویژگی‌های لایه‌ای شاخص خانواده کالکوژنیدها را از خود نشان می‌دهد یا خیر، که این امر از طریق مطالعه برهم‌کنش آن با مکسین لایه‌ای دنبال گردید. نتایج تأیید کردند که مکسین به عنوان تعدیل‌کننده رشد عمل کرده و شرایط سنتز را به طور چشمگیری قابل تنظیم ساخته است و بدین ترتیب به طراحی موفق کامپوزیت‌های پیشرفته منجر گردید.