|
Title
|
طراحي و شبيهسازي نانوحسگرهاي اپتيكي با استفاده از فسفرن، مبتني بر ساختار جاذب پلاسمونيكي در محدوده فروسرخ
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
فسفرن، گرافن، نانوحسگر، فيبر نوري، نانوميله، تشديد پلاسمون سطحي، كامسول
|
|
Abstract
|
در دهه گذشته، مواد دوبعدي (2DM (بهدليل عملكرد قابل توجه الكتريكي و نوري، بهعنوان مواد پالسمونيك توجه زيادي را به خود جلب كردهاند. فسفرن نيز مانند گرافن بهعنوان يك ماده جديد دوبعدي به جهان معرفي شد. مهندسي و افزايش برهم كنش نور و ماده در اين مواد بهدليل حمايت آنها از تشديد پالسمون سطحي در محدوده فروسرخ امكانپذير است. فسفر سياه )BP ،)برخالف گرافن، داراي شكاف باند ذاتي است و اين ويژگي پتانسيل بااليي را براي كاربرد اين ماده در زمينه
اپتوالكترونيك فراهم ميكند. در BP تك اليه )فسفرن(، اتمهاي فسفر به صورت كوواالنسي با سه اتم ديگر پيوند
برقرار ميكنند و يك شبكه شش ضلعي چينخورده با ساختار النه زنبوري تشكيل ميدهند. در اين پاياننامه ، با توجه به خواص ناهمسانگرد فسفرن و تفاوت جهتهاي نوري آن )زيگزاگ و آرمچر(، با طراحي نانو ميلههاي فسفرني، اثر انحنا بر
فسفرن در محدوده طيفي IR مورد بررسي قرار گرفته است. مشاهده ميشود كه ايجاد انحنا در فسفرن تك اليه منجر به جذب بيشتر ساختار ميشود. سپس، با طراحي يك حسگر زيستي SPR بدون برچسب مبتني بر نانوميلههاي فسفرني، حساسيت
اين حسگر نسبت به عوامل محيطي مورد بررسي قرار گرفته است. از نرمافزار COMSOL مبتني بر روش المان
محدود )FEM )براي بررسي عملكرد حسگر پيشنهادياستفاده شده است. مشاهده شدكه نانوميلههاي فسفرن عملكرد بهتري
در مقايسه با فسفرن تخت نشان ميدهند. همچنين توانايي خوبي در شناسايي مواد با محدوده ضريبشكست 1 تا 6.1
با دقت 005.0 از خود نشان دادند. در نهايت، توانايي تشخيص اين حسگر براي برخي مولكولهاي زيستي مورد بررسي
را در محدوده ضريبشكست از 1 تا 6.1 1040nm RIU /قرار گرفته است. حسگر پيشنهادي بيشينه حساسيت طيفي
نشان ميدهد. همچنين بيشينه فاكتور كيفيت 818 براي ضريبشكست 2.1 در محدود طيفي IR گزارش شده است. سپس يك
حسگر زيستي SPR مبتني بر فيبر بلور فوتوني با اليه نقره-فسفرن براي اندازهگيري ضريبشكست در محدوده طيفي IR
پيشنهاد شده است. از اليههاي نقره و فسفرن در ساختار فيبر بلور فوتوني براي سنجش استفاده شده است. نقره بهعنوان يك
ماده پالسمونيك براي تشخيص دقيق آناليتها استفاده ميشود و براي جلوگيري از اكسيداسيون با يك اليه نازك فسفرن پوشانده شده است. براي ساده كردن مكانيسم سنجش آناليت در خارج از ساختار فيبر جريان دارد. پارامترهاي ساختاري
را 1500nm RIU /PCF و ضخامت
|
|
Researchers
|
Hossein Shirkani (Primary advisor) , Ahmad Mohammadi (Advisor)
|