A few studies have been recently presented for the existence of oxygen in diamond, for example, the N3 EPR centres have been theoretically and experimentally assigned the model made up from complex of substitutional nitrogen and substitutional oxygen as nearest neighbours. We present ab initio calculations of substitutional oxygen in diamond in terms of stability, electronic structures, geometry and hyperfine interaction and show that substitutional oxygen with C$_{2v}\,$, $S=1$ is the ground state configuration. We find that oxygen produces either a donor or acceptor level depending on the position of the Fermi level. arabic 8 English 59
Khaled Mohamed Ramadan Etmimi(12-2015)

بالإضافة لمحاولة تصحيح بعض التقريبات الفيزيائية الهامة في الدراسات السابقة المتعلقة بالموضوع وأهمها نموذجي إينشتين وديباي للحرارة النوعية، فإنَّ البحثَ مدعومٌ باستخدام أفضل الطرق العددية والإحصائية، للاستكمال والتكامل، وذلك بمساعدة أفضل التقنيات البرمجية الحاسوبية المتوفرة، يهدف للحصول على أدق التقريبات وأقربها للحقائق التجريبية الخاصة بالحرارة النوعية المولية كدالة في درجة الحرارة المطلقة، ثُمَّ استعمال ذلك لإيجاد طاقات الانصهار، طاقات الضخ الحراري من درجة حرارة الصفر المطلق إلى درجة حرارة قبيل بدء الانصهار (العتبة الدنيا للانصهار)، لبعض المواد الشبه الموصلة التي تحتوي على ذرتين في خليتها البدائية، أو تمَّ اعتبارها كذلك للتعميم بالرغم من أنها مكونة من عنصر واحد، والتي تتبلور بهيكل الماس أو شبيهه (F.C.C. متداخل رباعياً)، وذلك لإيجاد دالة دقيقة تربطها بطاقات الارتباط باستخدام الاستكمال العددي الحاسوبي والإحصائي الحاسوبي.إنَّ الهدف الأساسي من البحث هو إيجاد العلاقة التي تربط طاقات الانصهار، حسب ما تمَّ تعريفها في هذا البحث، مع طاقات الارتباط للمواد الصلبة، خاصة لأشباه الموصلات، وكذلك معرفة كيفية تَوَزُّع طاقة الارتباط داخل المادة الصلبة وسلوكها بتغير درجة الحرارة. تمَّ بحمد الله في هذا البحث إيجاد حل رياضي لتكامل دي لوني المستنبط من نظرية ديباي للحرارة النوعية بثبوت الحجم (cv)، حيث كان هذا التكامل من المعضلات التي أعاقت الكثير من البحوث بخصوص المادة الصلبة، وقد تمَّ التأكد بما لا يترك مجالاً للشك أنه فعلاً حلٌّ رياضي صحيح لذلك التكامل. كما توصلت أيضاً في هذا البحث إلى نموذجين للحرارة النوعية المولية كدالة لدرجة الحرارة المطلقة كنتاجٍ لعملي الخاص وهما: النموذج المشترك لفكرتي إينشتين وديباي: وهو نموذج متداول في بعض كتب المواد الصلبة كفكرةٍ لم يَتمّ الخوض فيها ولم يتم استكمالها نظراً لصعوبة إيجاد علاقةٍ بين درجتي الحرارة المميزتين لكل من نظرية إينشتين ونظرية ديباي، وقد تمَّ تبنِّي فكرة نموذج ديباي في الفروع الصوتية وتمَّ تبنِّي فكرة نموذج إينشتين في الفروع الضوئية، وتوصلت إلى نتائج مرضية جداً باستخدام هذا النموذج المشترك أفضلَ مما وصل إليه نموذج ديباي وتبنَّيْتُه كنموذجٍ أساسي للوصول لهدف البحث نظراً لسهولة التعامل معه رياضياً. نموذج الملاءمة التربيعية بترددين زاويين مميزين : في هذا النموذج افترضْتُ أن علاقةَ التشتتِ(Dispersion relation) التي تربط بين العدد الموجي والتردد الزاوي هي متعددةُ حدودٍ من الدرجة الثانية للشق الصوتي وأخرى من الدرجة الثانية أيضاً تختلفُ عن الأولى للشق الضوئي، بدلاً من متعددة حدود من الدرجة الأولى التي سلكها ديباي أو متعددةِ الحدود من الدرجة الصفرية التي اتخذها إينشتين كوسيلة للوصول إلى نتائجهما، وتمَّ في هذا النموذج اتخاذ ترددين زاويين كترددين مميزين، أحدهما للشق الصوتي والآخر للشق الضوئي، كتردد أعظم لكل شقٍّ على حدة، وقد كانت نتائجُ نقاط الحرارة النوعية المولية كدالة في درجة الحرارة المطلقة من هذا النموذج قريبةً جداً من النتائج التجريبية وأدقَّ من نتائجِ كل النماذجِ السابقةِ ابتداءً من نموذج إينشتين ونموذج ديباي إلى النموذج المشترك لفكرتيهما، ولكن تكمن المشكلة الوحيدة به في كثرة حدوده الرياضية والتي تتزايد أكثر بإجراء تكامل الحرارة النوعية المولية، مما يعني أنه لا يزال يحتاج لبعض البحث والتحسين وربما يحتاج لابتكار طرق رياضية جديدة للتعامل معه، ولهذا تَمَّ تَبَنِّي النموذج المشترك لفكرتي إينشتين وديباي لإكمال كل خطوات البحث المتبقية والوصول إلى الهدف المنشود، وتَمَّ تطبيق فكرة البحث على بلورات المواد والعناصر الشبه الموصلة التالية: C (Diamond), Si, Ge, SiC, ZnS, ZnTe, CdS, CdTe. كما استخدمت بلورة NaCl كمادة لمراقبة مدى تماشي فكرة البحث أيضاً مع المواد الغير المعدنية التي ليست من ضمن أشباه الموصلات، واستخدمتُ بلورة النحاس Cu بعد إزالة الشق الخاص بالحرارة النوعية المولية الالكترونية لتقييم مدى تماشي نماذج الحرارة النوعية ونتائج البحث مع المواد المعدنية أيضاً، وذلك لمحاولة تعميم القاعدة على كل المواد الصلبة. وفي خضمِّ سير عملي في البحث، وجدت أنَّه من الضروي إيجاد علاقة بين ثابت قوة هوك بين ذرات الشبيكة البلورية ومتغيرات المادة نظراً لاعتماد نموذج الملاءمة التربيعية عليه، فاضطررت إحصائياً لملاءمة علاقة التردد الزاوي المُعدَّل بالعدد الموجي المُعدَّل للشقِّ الصوتي من علاقة التشتت (dispersion relation) وإيجاد معامل الانحدار لكل مواد عينة البحث وكذلك المادتين الاختباريتين ومقارنتها بعلاقة ديباي الخطية ، فكانت العلاقةُ المستنتجةُ علاقةً دقيقةً جداً بين ثابت القوة المذكور والعوامل الفيزيائية للمادة من معامل مرونة وسرعة الموجة وثابت البعد الذري وغيرها، وهذه العلاقة تعتبر من المكتسبات العلمية للبحث. باستخدام النموذج المشترك لفكرتي إينشتين وديباي للحرارة النوعية، تَمَّ مكاملة الحرارة النوعية المولية على نطاق درجة الحرارة من درجة الصفر المطلق إلى درجة قبيل بدء الانصهار (عتبة الانصهار)، وذلك لإيجاد طاقة الضخ الحراري (طاقة الانصهار) لكل مواد العينة، إذْ وصلتُ لنتيجة أن علاقتها بطاقة الارتباط هي علاقةٌ خطيةٌ لا تمرُّ بنقطة المرجع (0,0)، كما أن نقطتي كلوريد الصوديوم والنحاس، بعد استبعاد المساهمة الالكترونية في الحرارة النوعية، لطاقة الانصهار كدالة في طاقة الارتباط قريبةٌ جداً من الخط المستقيم لتلك العلاقة الخطية، مما يعني وجود جزء من طاقة الارتباط لا يتأثر بتغير درجة الحرارة مهما انخفضت أو ارتفعت، كما لا يتأثر ذلك الجزءُ حتى عند ضخ حرارة إضافية لصهر المادة بالكامل، إذ تبيَّنَ وجود علاقة بين الحرارة اللازمة للصهر وكل من طاقة الانصهار وطاقة الارتباط، وهذه العلاقة تتماشى مع كل أشباه الموصلات الصَّلبة وتتماشى مع المواد الصلبة غير المعدنية بدقة جيدة جداً وتتماشى أيضاً مع المواد المعدنية بدقة جيدة، وبالتالي بمعرفة طاقة الارتباط نستطيع معرفة طاقة الانصهار والعكس صحيح لأجل كل المواد الصلبة، خاصة غير المعدنية منها، وهذا مرتبط بعدة مجالات يمكن الاستفادة منه فيها كإيجاد علاقة طاقة الارتباط بتغير درجة الحرارة وإيجاد علاقة نقاط الانصهار للمواد بخواصها الفيزيائية. إنَّ جزء الطاقة الذي يبقى ثابتاً بارتفاع درجة الحرارة وبتغير الطور قد يفيد أنَّه هو آخر قيمة للطاقة تبقى دون تغيُّرٍ حتى بدء تفكك الذرات عن بعضها البعض بالكامل، وقد يكون هذا نوعاً جديداً من أنواع الطاقة مرتبطاً بمفهوم فيزيائي يحتاج للتفسير، وهذا يفتح مجالاً واسعاً للمناقشة العلمية والمزيد من التحليل الفيزيائي والرياضي. Abstract The main objective of this research is to find a mathematical relation connecting the energies of sub–fusion heat pumping (from zero Kelvin temperature to the minimum threshold of fusion temperature) and the cohesive energies with the help of MatLab and Visual Basic computer programs for the following semiconductors: C (Diamond), Si, Ge, SiC, ZnS, ZnTe, CdS and CdTe. In order to reach the main target of this study, some physical approximations in previous studies relating to molar specific heat cv have been corrected. So, I have proposed two new models for cv as a function of absolute temperature: Mixed Einstein – Debye notions model: in this model, we have adopted Debye's model notion for the acoustic branches of the dispersion relation and Einstein's model notion for its optical branches. This has led us to constructing a new model, which turned out to be more satisfactory than Debye's model alone, so, it has been chosen to pursue the steps of this research. Quadratic fitting model: in this new model, it has been assumed that the dispersion relation is composed of two different polynomials of second degree, one for the acoustic branch and another for the optical branch, with a maximum distinct frequency for each branch. The obtained results of this model have showed more accuracy than all previous models, however, the former model has been preferred because of the ease of its mathematics compared with this model. As an attempt to generalize the scientific base of this work for other solids, NaCl and Cu (after removing the electronic contribution to CV) have been included. I have obtained the exact analytical solution for Debye's integration for specific heat cv and the results turned out to be in full agreement with the experimental data available. Moreover, a mathematical relation has been derived for Hooke's force constant between atoms and both the bulk modulus and atomic distance by using linear statistical fitting. This study has amounted to a result that the relation between sub–fusion heat pumping and cohesive energy is not only linear, but also does not pass through the origin (0,0), i.e. having a portion of the cohesive energy not being affected by either changing the temperature or pumping additional heat to melt the entire matter. We believe that the unchanged part indicates that it is the last value of cohesive energy remains unchanged until the beginning of complete atomic disintegration, which is probably a new type of energy associated with unknown physical concepts that need to be confirmed in future.
محمد حسن محمد جغلاف (2014)

حتى يمكن الاستفادة القصوى من الاشعاع الشمسي الذي يصل سطح الأرض، لابد من الحصول على معلومات دقيقة عن هذا الاشعاع والمتغيرات المناخية التي تتفاعل معه وتؤثر فيه خلال مروره بالغلاف الجوي علاوة على فهم الآليات المختلفة التي يمكن من خلالها تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة مفيدة. لهذا تم التركيز على قياس الاشعاع الشمسي خصوصاً المباشر منه في عدة مناطق من العالم وحيث أن مركبة الاشعاع الشمسي المنتشر من الصعب قياسها فقد لجأ العلماء إلى استعمال نماذج مختلفة لتقدير قيمة هذا الجزء من الإشعاع الشمسي [1،2]. هذه الدراسة هي تعميم لنموذج يوسف [3] الذي يعتمد على الرطوبة النسبية و معامل الصفاء، الهدف منها تقدير مركبة الإشعاع الشمسي المنتشر لعدد 16 موقعاً موزعة جغرافياً على شمال و وسط و جنوب البلاد و هي طرابلس، سرت، بنينة، إجدابيا، شحات، طبرق، غدامس، القريات، هون، جالو، الجغبوب، غات، سبها، تازربو، الكفرة، و نالوت و قد اعتمدت على بيانات تم الحصول عليها من المركز الوطني للأرصاد الجوية في ليبيا و التي تغطي مدة ثلاثون سنة (1976- 2005) و تشمل الرطوبة النسبية و ساعات السطوع للشمس. وعليه اعتمد لتقدير هذا الاشعاع في بقية المواقع الليبية المذكورة. و قد تبين أن متوسط الاشعاع الشمسي المنتشر على سطح أفقي في ليبيا هو أما الاشعاع الشمسي الكلي الساقط على سطح أفقي لنفس المواقع فقد تم حسابه باستخدام نموذج دقنيايوكس وليمون الذي يعتمد على ساعات السطوع. كما تم تحويل الكميات المقاسة لكل من الاشعاع الشمسي الكلي والمنتشر الساقطة على سطح أفقي إلى بيانات على سطح مائل وذلك باستخدام نموذج لغرض الحصول على زوايا الميلان المثلى الشهرية و السنوية لهذه المناطق. من المفيد جداً تحديد HDKR الزوايا المثلى لوضع الألواح الشمسية بالنسبة للشمس وهي الزوايا التي تمكن من تجميع أكبر قدر ممكن ذات الطاقة العالية Tracking من الطاقة الشمسية خصوصاً عند غياب أجهزة ، أما زوايا الميلان المثلى السنوية لقد وجد أن زوايا الميلان المثلى للمواقع المختارة تتراوح بين لباقي المواقع (لمدن سبها و غات، و الكفرة و تازربو) إلى فتتراوح بين هذه النتائج تعتبر جوهرية لأية منظومة تجميع طاقة شمسية يزمع تركيبها في أي من المواقع المذكورة أو المناطق القريبة منها وتعتبر أساسية في دراسة الجدوى الاقتصادية لهذه المنظومات. Abstract For effective and efficient utilization of solar radiation reaching the surface of the earth, vital and precise information regarding such radiation and the role of atmospheric variables affecting it are needed. Also understanding the mechanisms for converting solar energy into useful one is also of great importance The direct component of the solar radiation could easily measured, however, models are usually used to estimate the diffuse part (1,2). This study is a generalization of Yousif Model (3) that depends on relative humidity and clearance in order to estimate the diffuse component in 16 locations distributed geographically in north, middle, and south Libya namely, Tripoli, Sirt, Ejdabia, Benina, Shahat, Tuburk, Nalut, Ghadames, Elgariat, Hon, Jalo, Jaghboub, Ghat, Sabha, Alkufra, Tazerbo. The data used was obtained from the National Center for Meteorology in Libya covering 30 years (1976- 2005), including relative humidity, hours of sunshine. The results show that the average diffuse component received on a horizontal surface is . The total solar radiation incident on a horizontal surface in the same location was calculated using Dogniaux and Lemoine Model, which depends on sunshine hours. The data for the total diffuse radiated were converted to a tilted surface using HDKR model in order to obtain the monthly and yearly optimum tilt angles. The optimum tilt angle obtained ranges between 1º and 60º while the annual tilt angle ranges between 26º and 31º for the selected locations These results are vital for the evaluation of the efficiency and economic feasibility study for any solar system to be built in the mentioned or nearly locations.
الصالحة محمد شعيب إبراهيم (2016)