با گذر از میکروذرات به نانو ذرات، با تغییر برخی از خواص فیزیکی روبه رو می‌شویم، که دو مورد مهم آنها عبارتند از: افزایش نسبت مساحت سطحی به حجمی و ورود اندازه ذره به قلمرو اثرات کوانتومی. اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می‌شود که اتم‌های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم‌های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند.

این ویژگی واکنش پذیری نانو ذرات را به شدت افزایش می‌دهد به گونه‌ای که ذرات به شدت تمایل به آگلومره یا کلوخه‌ای شدن داشته باشند. هدف اصلی اکثر تحقیقات نانو تکنولوژی شکل دهی ترکیبات جدید یا ایجاد  تغییراتی در مواد موجود می‌باشد. مواد در مقیاس نانو رفتار کاملاً متفاوت، نامنظم و کنترل نشده‌ای از خود بروز می‌دهند. با کوچکتر شدن ذرات خواص نیز تغییر خواهند کرد. مثلاً فلزات، سخت تر می‌شوند و سرامیک نرم‌تر می‌شود. لایه‌های نازک با ضخامت زیر میکرونی، با خواص ناشی از همان دو ویژگی اصلی آنها که شامل نازک بودن و بزرگی فوق العاده نسبت سطح به حجم است، کاربردهای فراوانی در فناوری‌های نوین یافته‌اند. برخی خصوصیاتی که در اثر نازک بودن سطح به وجود می‌آید، شامل افزایش مقاومت ویژه، ایجاد پدیده تداخل نور؛ پدیده تونل زنی، مقیاس شدگی سطحی، تغییر مماسی بحرانی ابر رساناها می‌باشد.

همچنین برخی خصوصیاتی که از بزرگی سطح لایه‌های نازک ناشی می‌شود شامل پدیده جذب سطحی فیزیکی و پدیده جذب سطحی شیمیایی، پدیده پخش و فعالسازی می‌باشد، با توجه به عملکرد و خواص لایه‌های نازک، می‌توان از آنها جهت بهبود تکنولوژیی‌هایی نظیر سلولهای خورشیدی، سنسورها، کاربردهای نوری، مهندسی الکترونیک و فرو الکترونیک و پزشکی و کشاورزی و…. استفاده کرد. امروزه کاربرد لایه نشانی در صنایع، موضوع توسعه یافته‌ای است، به گونه‌ای که بخش بزرگی از زندگی مدرن را مدیون توسعه صنعت لایه نشانی می‌دانند. اکسید آهن ترکیب غیر آلی با فرمول Fe₂O₃ است که دارای چهار فاز متفاوت α و β و γ و ε می‌باشد که از طریق تغییر زمان، اندازه دانه، دما و فشار به یکدیگر تبدیل می‌شوند. در این پایان نامه بیشترین ساختار فریک مربوط به فاز α و کمترین آن مربوط به γ می‌باشد. اکسید آهن به علت خاصیت مغناطیسی ذرات آهن دارای کاربرد منحصر به فردی در زیست – پزشکی می‌باشد.

در فصل اول این پایان نامه به بیان مطالب مربوط به ذرات نانویی، نانو تکنولوژی، نانو ساختارها و خواص و کاربردهای آنها خواهیم پرداخت. در فصل دوم نیز به تعریف لایه‌های نازک و بررسی روش‌های ساخت لایه‌ها و توصیف آنالیزهای مربوط و نیز کاربردهای لایه‌های نازک در زمینه‌های صنعت و تجارت و پزشکی را مورد بحث قرار خواهیم داد.

در فصل سوم به معرفی آهن و ترکیباتش به ویژه اکسید آهن و همچنین به معرفی خواص ساختاری و کاربردهای اکسید آهن خواهیم پرداخت. در فصل چهارم طرز ساخت لایه‌های نازک اکسید آهن به روش حمام شیمیایی توضیح داده می‌شود و نتایج بدست آمده از آنالیزهای مربوط به خواص لایه‌های نازک اکسید آهن را بررسی خواهیم کرد.