نام پژوهشگر: میترا مهرویان
میترا مهرویان فردین خیراندیش
ساختارهای پلاسمونی در مقیاس نانو، دارای تنوع وسیعی از کاربردها در زمینه اپتیک و فوتونیک هستند که بهعنوان مثال میتوان از نانولیتوگرافی، سنجش پزشکی ، فوتووولتائیکها، مدارهای یکپارچه فوتونی ، ذخیرهسازی دادههای نوری، میکروسکوپی نوری روبشی میدان نزدیک ، و پردازش اطلاعات کوانتومی، نام برد. مشخصات نوری این ساختارها، مانند طولموج نوسانی، افزایش میدان موضعی، گذردهیها و تراواییهای موثر، برای انجام بهینهسازی، بسیار با اهمیت هستند. در این پروژه، یک نوع از وسایل پلاسمونی به نام نانوآنتنها بهصورت نظری مطالعه و بررسی خواهد شد. نانوآنتنها، نانوذرات جفتشده، با یک گاف کوچک بین آنها هستند. تحت شرایط نوسان، نانوآنتنها میتوانند میدانهای موضعی قوی را درون گافها ایجاد کنند، که بهعنوان نقاط داغ شناخته میشوند، و در کاربردهایی، مانند پراکندگی رامان افزایش یافته سطحی، فلوئورسانی افزایش یافته سطحی، و گیراندازی نوری، بسیار مفید واقع میشوند. استفاده از فلوئورسانی، برای مطالعه آنتنهای نوری، در واقع، بینشی کمی را از اتلاف مواد در طولموجهای نوری فراهم میآورد. فلوئورسانی تک مولکول، میتواند در مجاورت یک نانوذره فلزی، که بهعنوان یک نانوآنتن نوری عمل میکند، افزایش یابد. در واقع، از آنجا که با استفاده از نانوذرات فلزی، قادر به کنترل آهنگ واپاشی تابشی گسیلندههایی هستیم که در میدان نزدیک آنها قرار گرفتهاند، میتوان از آنها بهعنوان سامانهای برای دستکاری نور و برهمکنش نور- ماده، در مقیاس نانومتری استفاده کرد. در این پروژه، آهنگ فلوئورسانی یک تکمولکول را نزدیک به نانوذره فلزی که به نوک تیز یک اشارهگر شیشهای متصل است، مورد بررسی قرار میدهیم و درنهایت، نتایج بهدستآمده، با نتایج آزمایشگاهی، در صورت وجود تطبیق داده خواهد شد. اما، هدف اصلی در این پروژه، بهدستآوردن شرایط بهینه در دو سامانه، مولکول جفتشده با نانوذره فلزی کروی و شبهکروی، بهمنظور افزایش گسیل نور مولکول مجاور آنها میباشد. سامانههایی که در اینجا موردبررسی قرارمیگیرد، از یک نانوذره فلزی (نقره، طلا و مس)، که به یک نوک تیز شیشهای متصل است (نانوآنتن نوری)، بههمراه یک تک مولکول (دو قطبی کلاسیکی)، که با نانوآنتن از طریق پروب موضعی میدان نزدیک برهمکنش میکند، تشکیل میشود. مولفه میدان الکتریکی ناشی از نور فرودی، در محل مولکول دوقطبی، در سامانه اول، در جهت z و در سامانه دوم، در جهت محور اصلی نانوذره شبهکروی a، درنظرگرفته میشود (قطبش نور در راستای z و a است). نهایتاً پارامترهای بهینهای (اندازه و جنس نانوذره به کاربردهشده، فاصله بین نانوذره و مولکول و طولموج) را همراه با میزان افزایش فلوئورسانی گزارش خواهیم کرد.