دانشگاه پیام نورفصلنامه علمی اپتوالکترونیک2783-17528120250202Theoretical modeling, computational simulation and electronic properties of graphene doped with group III elementsمدل سازی نظری، شبیه سازی محاسباتی و خواص الکترونی گرافن آلاییده شده با عناصر گروه III9221158110.30473/jphys.2025.73468.1231FAقاسمفروزانیپیام نور شیرازدستانهرمزی نژادگروه فیزیک دانشگاه پیام نور، صندوق پستی 19395-3697 ، تهران، ایران.Journal Article20250118Graphene, with its exceptional properties, is pivotal in modern technologies. However, its zero band gap limits advanced applications like optoelectronics and quantum computing. This study investigates doping graphene with group III elements (boron, aluminum, gallium, and indium) to enhance its properties. Using DFT and LDA in Quantum Espresso, along with BURAI and YAMBO tools, structural and electronic properties were analyzed. Moderate boron doping (~16.68%) introduced a 0.6-0.8 eV band gap, while high gallium doping (50%) achieved ~2 eV, enhancing visible light absorption. Aluminum and indium doping improved optoelectronic properties, with indium increasing states near the Fermi level and infrared absorption. Molecular dynamics confirmed doping preserves graphene’s structural stability and performance. This work highlights the potential of precise doping to optimize graphene for sensors, optoelectronic devices, and quantum technologies.گرافن با ویژگی‌های استثنایی خود، ماده‌ای پیشرو در فناوری‌های مدرن محسوب می‌شود. با این حال، صفر بودن گاف انرژی در ساختار الکترونی آن، استفاده از گرافن را در کاربردهای پیشرفته مانند اپتوالکترونیک و محاسبات کوانتومی محدود می‌کند. این تحقیق اثر آلایش گرافن با عناصر گروه Ш (بور، آلومینیوم، گالیم و ایندیم) را برای بهبود خواص آن بررسی می‌کند. با استفاده از نظریه تابعی چگالی (DFT) و تقریب چگالی موضعی (LDA) در نرم‌افزار Quantum Espresso و ابزارهای BURAI و YAMBO، خواص ساختاری و الکترونی تحلیل شدند. آلایش متوسط بور (~68/16%) منجر به ایجاد گاف انرژی 6/0 تا 8/0 الکترون‌ولت شد، در حالی که آلایش زیاد گالیم (50%) گافی حدود ~2 الکترون‌ولت ایجاد کرد که موجب بهبود جذب نور مرئی شد. آلایش آلومینیوم و ایندیم باعث بهبود خواص اپتوالکترونیکی شد و ایندیم چگالی حالات نزدیک به سطح فرمی و جذب مادون قرمز را افزایش داد. شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تأیید کرد که آلایش، پایداری ساختاری گرافن و عملکرد آن را حفظ می‌کند. این پژوهش پتانسیل آلایش دقیق برای بهینه‌سازی گرافن در حسگرهای نوری، دستگاه‌های اپتوالکترونیکی و فناوری‌های کوانتومی را برجسته می‌کند.https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_11581_3aea7b304aa85ad759bf8de014f9d1c1.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی اپتوالکترونیک2783-17528120250923Study of optical properties of ternary photonic crystals containing tilted graphene-based hyperbolic metamaterialsبررسی خواص نوری بلورهای فوتونی سه گانه حاوی متامواد هذلولوی گرافن پایه با محور نوری مورب23301224110.30473/jphys.2025.73430.1229FAزهراعینیاستادیار، گروه فیزیک، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.کریممیلانچیانگروه فیزیک، دانشکده علوم، تهران، ایرانJournal Article20250113In this study, the optical behavior of a three-layer photonic structure composed of graphene sheets with hyperbolic properties and an obliquely oriented optical axis was investigated in the terahertz frequency range. The phenomena were analyzed using the effective medium approximation model and the wave transfer approach. The results indicate that variations in parameters such as the graphene chemical potential, dielectric layer thicknesses, and the deviation angle of the optical axis can significantly influence the absorption and energy transmission responses for both types of incident wave polarizations. It was found that, for one of the transverse polarizations, changes in the optical axis orientation have negligible effect, whereas increasing the thickness of the first and third dielectric layers in the periodic structure reduces the bandwidth of the transmission region for both incident wave polarizations.در این مطالعه رفتار نوری یک ساختار سه‌لایه فوتونی متشکل از صفحات گرافنی با ویژگی‌های هذلولوی و محور نوری مایل در حوزه فرکانسی تراهرتز مورد ارزیابی قرار گرفته است. تحلیل پدیده‌ها بر پایه مدل تقریب محیط موثر و رویکرد ماتریس انتقال امواج صورت گرفت. بررسی‌ها نشان داد که تغییر در پارامترهایی نظیر اندازه پتانسیل شیمیایی گرافن، ضخامت لایه‌های دی‌الکتریک و زاویه انحراف محور نوری می‌تواند پاسخ‌های جذب و انتقال انرژی را در هر دو گونه قطبش موج فرودی دستخوش تغییر سازد. نتایج حاکی از آن است که در یکی از قطبشهای عرضی، تغییر زاویه محور نوری نقشی تعیین‌کننده ندارد، در حالی که افزایش ضخامت صفحات دی‌الکتریک‌های اول و سوم در ساختار مورد مطالعه، باعث محدود شدن پهنای ناحیه عبور برای هر دو نوع قطبش موج فرودی می‌شود.https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_12241_f8ac01aba021bc1bc53b1d6429e94c3c.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی اپتوالکترونیک2783-17528120250923Investigation of Structural and Optical Properties of Sr1-xZrO3:xEu3+ Nanophosphorsبررسی خواص ساختاری و اپتیکی نانوفسفر +Sr1-xZrO3:xEu331381183810.30473/jphys.2025.72800.1221FAسیده معصومهموسوی مهماندوستیدانشکده فیزیک، دانشگاه، پیام نور، تهران، ایرانمرجانهجعفری فشارکیگروه فیزیک، دانشگاه، پیام نور، تهران، ایرانمحمدرضاجلالیگروه فیزیک، دانشگاه، پیام نور، تهران، ایرانJournal Article20241115In this study SrZrO3:xEu3+(x=0.1-0.5 mol%) nanophosphor was prepared by celf-combustion sol-gel method with citric acid as fuel at 350 °C. The results of X-ray diffraction (XRD) indicated the optimum temperature to form a single-phase of nanophosphors with perovskite crystal structure was 900 °C. Surface morphology of the sample were characterized by field-emission electron microscopy (FE-SEM). In order to evaluate the quantitative analysis of available elements of the energy dispersive X-ray analysis (EDXA) connected to the SEM device was used. In order to investigate the thermoluminescence (TL) properties, at first the samples were heated at 500 °C for one hour and then irradiated with X-ray for different content of Eu impurity. The maximum intensity of thermoluminescence was obtained for the SrZrO3:xEu3+ sample with x=0.3 mol%. The Sr0.097Eu0.003ZrO3 sample was irradiated with X-ray over a period of 30 s to 5 min. As the irradiation time increases, the number of charge carriers’ increases, which results in an increase in the intensity of thermoluminescence. Linearity and reproducibility were checked for this sample, which can be a suitable option for dosimetry due to the significant stability and linearity of the thermoluminescence response. Kinetic parameters such as; activation energy, frequency factor and kinetic order were also calculated for Sr0.097Eu0.003ZrO3 dosimeter.در این پژوهش نانوفسفر mol%) SrZrO3:xEu3+ (x=0.1-0.5به روش سل-ژل خوداحتراقی با سوخت اسید سیتریک در دمای °C 350 تهیه شد. نتایج پراش پرتو ایکس (XRD) نشان داد دمای بهینه جهت تشکیل نمونة تک فاز نانو فسفرها با ساختار بلوری پروسکایت °C 900 می‌باشد. ریخت-شناسی نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) انجام شد. جهت بررسی آنالیز کمی از میزان عناصر موجود از آنالیز تفکیک انرژی پرتو ایکس (EDXA) متصل به دستگاه SEM استفاده شد. به منظور بررسی خواص ترمولومینسانس (TL)، ابتدا نمونه‌ها به مدت یک ساعت در دمای °C 500 حرارت‌دهی شد و سپس برای مقادیر مختلف ناخالصی Eu توسط اشعه ایکس پرتودهی شدند. بیشینه شدت ترمولومنیسانس برای نمونه SrZrO3:xEu3+ با ناخالصی x=0.3 mol% به دست آمد. نمونه Sr0.097Eu0.003ZrO3 در بازه‌های زمانیs 30 تا min 5 تحت پرتودهی اشعه ایکس قرار گرفت. با افزایش زمان پرتودهی، تعداد حامل‌های بار افزایش می‌یابد که افزایش شدت ترمولومینسانس را نتیجه می‌دهد. خطی بودن و تکرارپذیری برای این نمونه بررسی شد که با توجه به پایداری قابل توجه و خطی بودن پاسخ ترمولومینسانس، می‌تواند گزینه مناسبی برای دزیمتری باشد. پارامترهای سینتیک نظیر؛ انرژی فعال سازی، فاکتور فرکانس و مرتبه سینتیک نیز برای دزیمتر Sr0.097Eu0.003ZrO3 محاسبه شد.https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_11838_cbfe5883daa021b976739b76bfd584d8.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی اپتوالکترونیک2783-17528120250923A Deep Learning Assisted Heuristic Algorithm to Solve Handover Problem in Heterogeneous RF-VLC Networkیک الگوریتم ابتکاری مبتنی بر یادگیری عمیق برای حل مسئله واگذاری ارتباط در شبکه ناهمگن RF-VLC39481197910.30473/jphys.2025.74713.1242FAحامدعلیزاده قاضی جهانیاستادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران.محمدمفرحاستادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه بناب، بناب، ایران.0000-0001-7086-0725Journal Article20250526In heterogeneous networks that Radio Frequency (RF) communication technologies and Visible Light Communication (VLC) operate integrately, the handover process is critical for maintaining connectivity and Quality-of-Service (QoS) in dynamic indoor environments. This paper proposes a novel deep learning assisted heuristic algorithm (DLHA) that predicts, optimizes, and executes handover decisions in an RF-VLC integrated network. By leveraging a gated recurrent unit (GRU)-based deep neural network (DNN) to forecast channel conditions and user mobility, and coupling these predictions with a heuristic decision framework. The algorithm aims to minimize handover latency, reduces packet loss, and balances network load. The problem is further refined using optimization principles and Markov decision processes (MDPs). Simulation results, validated on realistic indoor channel models and mobility scenarios, demonstrate that the proposed DLHA significantly outperforms conventional threshold-based methods.در شبکه‌های ناهمگن که فناوری‌های ارتباطی فرکانس رادیویی (RF) و نور مرئی (VLC) به صورت یکپارچه عمل می‌کنند، فرآیند واگذاری ارتباط برای تضمین اتصال و کیفیت خدمات (QoS) به‌ویژه در محیط‌های داخلی پویا اهمیت بسیاری دارد. این مقاله یک الگوریتم ابتکاری جدید به نام DLHA را معرفی می‌کند که با بهره‌گیری از یادگیری عمیق، فرایند پیش‌بینی، بهینه‌سازی و اجرای تصمیمات واگذاری ارتباط را در شبکه‌های تلفیقی RF-VLC مدیریت می‌کند. الگوریتم مذکور از یک شبکه عصبی عمیق (DNN) مبتنی بر واحد بازگشتی دروازه‌دار (GRU) برای پیش‌بینی شرایط کانال و الگوهای تحرک کاربران استفاده کرده و این پیش‌بینی‌ها را با یک چارچوب تصمیم‌گیری هوشمند ترکیب می‌کند. هدف این ترکیب کاهش تأخیر در واگذاری ارتباط، کاهش نرخ از دست دادن بسته‌ها و ایجاد توازن در بار شبکه است. مسئله اصلی به عنوان یک مسئله بهینه‌سازی چند هدفه در نظر گرفته شده است، به طوری‌که که محدودیت‌هایی نظیر تأخیر، مصرف انرژی و تداخل را شامل می‌شود. این مسئله با استفاده از اصول بهینه‌سازی و اصلاح فرآیندهای تصمیم‌گیری مارکوف (MDP) حل شده است. نتایج شبیه‌سازی که مبتنی بر مدل‌های کانال داخلی واقعی و سناریوهای معتبر تحرک هستند، نشان می‌دهند که الگوریتم پیشنهادی DLHA در مقایسه با روش‌های سنتی مبتنی بر آستانه، عملکرد بهتری دارد.https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_11979_4fff9fb40c3b6eea0492898be37b5c51.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی اپتوالکترونیک2783-17528120250923Simulation of X-ray attenuation and scattering coefficients of normal and cancerous liver tissueشبیه‌سازی ضرایب تضعیف و پراکندگی اشعه ایکس بافت طبیعی و سرطانی کبد49581221510.30473/jphys.2025.74947.1244FAفاطمهاکبری باصریبخش مهندسی هسته‌ای، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، فارس، ایرانعلیرضاجنگجومرکز تکنولوژی پیشرفته امواج فوتوآکوستیک، دپارتمان مهندسی مکانیک، دانشگاه تورنتو، تورنتو، کانادا.Journal Article20250619In this study, the attenuation and scattering behavior of photons in healthy and cancerous liver tissues was investigated using linear attenuation coefficient (μ) diagrams, differential scattering intensity, and contributions of different physical processes. The results show that the linear attenuation coefficients for both types of liver tissue are very close, with only minor differences observed in the energy range below 50 keV. At low energies, the photoelectric effect plays a dominant role in photon attenuation; however, its contribution decreases with increasing energy, and Compton scattering becomes the predominant mechanism. The scattering curves for 20 keV photons also show good agreement with the predictions of Compton theory and the Klein–Nishina formula, such that scattering intensity decreases with increasing angle, with slight differences observed between healthy and cancerous tissues at small angles. The analysis of each physical process's contribution to attenuation indicates that above 50 keV, Compton scattering accounts for more than 90% of total attenuation. In contrast, the contributions of the photoelectric and Rayleigh effects are negligible. Additionally, the ratio of the attenuation coefficient of cancerous tissue to that of healthy tissue decreases with increasing energy, reaching approximately 1.1 at 15 keV and then decreasing to 1.03 at 50 keV. These results suggest that using lower energies (approximately 15–30 keV) can enhance image contrast in liver tumor detection. Therefore, the findings of this study can serve as a basis for optimizing medical imaging protocols for the early diagnosis of liver cancer.در این مطالعه، رفتار تضعیف و پراکندگی فوتون‌ها در بافت کبد سالم و سرطانی با استفاده از نمودارهای ضریب تضعیف خطی (μ)، شدت پراکندگی تفاضلی و سهم فرآیندهای فیزیکی مختلف بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که ضریب تضعیف خطی در دو نوع بافت کبد بسیار به هم نزدیک است و تنها در محدوده انرژی زیر keV 50 تفاوت‌های جزئی مشاهده می‌شود. در انرژی‌های پایین، فرآیند فوتوالکتریک نقش اصلی را در تضعیف بازی می‌کند، اما با افزایش انرژی، سهم آن کاهش یافته و پراکندگی کامپتون غالب می‌شود. منحنی‌های پراکندگی فوتون keV 20 نیز تطابق خوبی با پیش‌بینی‌های نظریه کامپتون و فرمول کلین–نشینا دارند؛ به‌طوری‌که شدت پراکندگی با افزایش زاویه کاهش می‌یابد و تفاوت‌های اندکی میان بافت‌های سالم و سرطانی در زوایای کوچک مشاهده می‌شود. تحلیل سهم هر فرآیند فیزیکی در تضعیف نشان می‌دهد که در انرژی‌های بالاتر از keV 50 ، پراکندگی کامپتون بیش از 90٪ از تضعیف کلی را شامل می‌شود، در حالی که سهم فرآیندهای فوتوالکتریک و رایلی بسیار ناچیز است. همچنین، نسبت ضریب تضعیف بافت سرطانی به بافت سالم با افزایش انرژی کاهش می‌یابد، به طوری که در انرژی keV 15 این نسبت به حدود 1/1 می‌رسد و در keV 50 به 03/1 می‌رسد. این نتایج نشان می‌دهند که استفاده از انرژی‌های پایین‌تر (حدود keV30 تا 15) می‌تواند به بهبود کنتراست تصویری در تشخیص تومورهای کبدی کمک کند. بنابراین، یافته‌های این مطالعه می‌توانند به عنوان مبنایی برای بهینه‌سازی پروتکل‌های تصویربرداری پزشکی در تشخیص زودهنگام سرطان کبد مورد استفاده قرار گیرند.https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_12215_94d39f974d2e65797f313bf0c06a3900.pdfدانشگاه پیام نورفصلنامه علمی اپتوالکترونیک2783-17528120250923Study of Tunneling in Two-Electron Quantum Disc in the Presence of Harmonic Potential and Magnetic Fieldبررسی تونل‌زنی در یک قرص کوانتومی دو الکترونی در حضور پتانسیل هماهنگ و میدان مغناطیسی59651233310.30473/jphys.2025.73834.1236FAزهرهاحمدی بنیدانشجوی کارشناسی ارشد فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.ابراهیمصادقیاستاد، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.کاووسعباسیاستادیار، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران.Journal Article20250217A two-electron quantum disc under harmonic confinement potential and uniform magnetic field normal to surface disc is considered. In this regard, a change of variable is used and the total Hamiltonian is divided into center of mass and relative-motion part Hamiltonians. The Schrodinger equations of each part are analytically solved, and the wave functions and the eigen values energy are obtained. To study the tunneling effect, a constant confinement potential for the barrier region is considered, and the quantum transmission coefficient is calculated in terms of height and barrier width and magnetic field. Results show that the transmission coefficient decreases with increasing height and width barrier, and increases with the magnetic field.در این پژوهش یک قرص کوانتومی شامل 2 الکترون در حضور پتانسیل تحدیدی هماهنگ و میدان مغناطیسی یکنواخت عمود بر قرص بررسی شده است. در این راستا با استفاده از تغییرمتغیرهای مناسب هامیلتونی ساختار به 2 هامیلتونی مرکز جرم و حرکت نسبی تفکیک و معادله شرودینگر هر قسمت به‌صورت تحلیلی حل شده و تابع موج و ویژه مقادیر انرژی قسمت‌های مختلف به‌دست آمده است. جهت بررسی پدیده تونل‌زنی، پتانسیل تحدیدی ثابتی برای ناحیه سد در نظر گرفته شده و ضریب انتقال کوانتومی را بر حسب پهنا و ارتفاع سد پتانسیل و همچنین شدت میدان مغناطیسی محاسبه نموده‌ایم. نتایج بیانگر کاهش ضریب انتقال کوانتومی به ناحیه سد با افزایش ارتفاع و پهنای سد پتانسیل و همچنین افزایش ضریب انتقال با شدت میدان مغناطیسی است. https://jphys.journals.pnu.ac.ir/article_12333_b8377e0971a6c25625fb2d85f58bb6f0.pdf