احمد محمدی اسلامی

در این پایان نامه، حساسیت نانوبیوسنسورهای پالسمونیکی که بر اساس تشدید پالسمون- اکسایتون کار میکنند بررسی شده است. تشدید پالسمون سطحی، حرکت دست جمعی الکترونهای آزاد فلز است که به وسیله تابش نور تحریک شدهاند. در صورتیکه بسامد نور تابشی با بسامد طبیعی الکترونهای آزاد فلز یکسان شود، پدیده تشدید پالسمون سطحی اتفاق میافتد، که منجر به جفتشدگی بین هسته فلزی و پوسته میشود، که مبنای کار در این پایاننامه است. به این منظور، ابتدا چند ساختار مختلف که توانایی برانگیخته کردن مدهای پالسمونیکی و جفتشدگی بین این مدها را دارند، طراحی و مدلسازی شد. برای مدلسازی برهمکنش نور با ساختارهای موردنظر با جنسهای مختلف، از روش تفاضل متناهی دامنه زمان استفاده شده است. به این ترتیب در اطراف ساختار، شرایط مرزی جاذب در نظر گرفته شد و یک موج تخت در محدوده طولموجی 300-nm700 به ساختار تابانده شد. برای بدست آوردن سطحمقطع پراکندگی و عبور، آشکارسازهای مناسبی در اطراف ساختار قرار داده شد و برای توصیف خواص نوری فلزات پالسمونیکی )طال و نقره( همچنین مولکولهای رنگدانه از مدل “درود لورنس” استفاده شد. در نهایت با تغییر پارامترهایی مانند هندسه، جنس، و ضخامت ساختار، میزان جفتشدگی و در نتیجه حساسیت سنسور بررسی شد و نشان داده شد که نانوبیوسنسورهای پالسمونیکی به تغییر خواص نوری محیط اطراف حساس میباشند. بنابراین میتوان نتیجه گرفت که با انتخاب مناسب ساختار، جنس، و ضخامت پوسته، به سنسورهایی با حساسیت باال در محدوده وسیعی از طولموج اپتیکی دست یافت