احمد محمدی اسلامی

در دهه گذشته، مواد دوبعدی (2DM (بهدلیل عملکرد قابل توجه الکتریکی و نوری، بهعنوان مواد پالسمونیک توجه زیادی را به خود جلب کردهاند. فسفرن نیز مانند گرافن بهعنوان یک ماده جدید دوبعدی به جهان معرفی شد. مهندسی و افزایش برهم کنش نور و ماده در این مواد بهدلیل حمایت آنها از تشدید پالسمون سطحی در محدوده فروسرخ امکانپذیر است. فسفر سیاه )BP ،)برخالف گرافن، دارای شکاف باند ذاتی است و این ویژگی پتانسیل باالیی را برای کاربرد این ماده در زمینه اپتوالکترونیک فراهم میکند. در BP تک الیه )فسفرن(، اتمهای فسفر به صورت کوواالنسی با سه اتم دیگر پیوند برقرار میکنند و یک شبکه شش ضلعی چینخورده با ساختار النه زنبوری تشکیل میدهند. در این پایاننامه ، با توجه به خواص ناهمسانگرد فسفرن و تفاوت جهتهای نوری آن )زیگزاگ و آرمچر(، با طراحی نانو میلههای فسفرنی، اثر انحنا بر فسفرن در محدوده طیفی IR مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده میشود که ایجاد انحنا در فسفرن تک الیه منجر به جذب بیشتر ساختار میشود. سپس، با طراحی یک حسگر زیستی SPR بدون برچسب مبتنی بر نانومیلههای فسفرنی، حساسیت این حسگر نسبت به عوامل محیطی مورد بررسی قرار گرفته است. از نرمافزار COMSOL مبتنی بر روش المان محدود )FEM )برای بررسی عملکرد حسگر پیشنهادیاستفاده شده است. مشاهده شدکه نانومیلههای فسفرن عملکرد بهتری در مقایسه با فسفرن تخت نشان میدهند. همچنین توانایی خوبی در شناسایی مواد با محدوده ضریبشکست 1 تا 6.1 با دقت 005.0 از خود نشان دادند. در نهایت، توانایی تشخیص این حسگر برای برخی مولکولهای زیستی مورد بررسی را در محدوده ضریبشکست از 1 تا 6.1 1040nm RIU /قرار گرفته است. حسگر پیشنهادی بیشینه حساسیت طیفی نشان میدهد. همچنین بیشینه فاکتور کیفیت 818 برای ضریبشکست 2.1 در محدود طیفی IR گزارش شده است. سپس یک حسگر زیستی SPR مبتنی بر فیبر بلور فوتونی با الیه نقره-فسفرن برای اندازهگیری ضریبشکست در محدوده طیفی IR پیشنهاد شده است. از الیههای نقره و فسفرن در ساختار فیبر بلور فوتونی برای سنجش استفاده شده است. نقره بهعنوان یک ماده پالسمونیک برای تشخیص دقیق آنالیتها استفاده میشود و برای جلوگیری از اکسیداسیون با یک الیه نازک فسفرن پوشانده شده است. برای ساده کردن مکانیسم سنجش آنالیت در خارج از ساختار فیبر جریان دارد. پارامترهای ساختاری را 1500nm RIU /PCF و ضخامت