|
Title
|
طراحی سنسورهای ضریب شکست با حساسیت بالا بر پایه ساختارهای بلور فوتونی
|
|
Type of Research
|
Thesis
|
|
Keywords
|
بلورهای فوتونی، حسگرهای نوری، ضریب حساسیت، طیف تراگسیل، فاکتور کیفیت
|
|
Abstract
|
در دنیای امروز، تقاضا برای حسگرهای با حساسیت و سرعت پاسخ دهی بالا و قابلیت اطمینان زیاد، به ویژه در حوزه های حساسی مانند تشخیص زودهنگام و ارزان بیماری ها، پایش آلاینده های محیطی در مقادیر ناچیز و در فرآیندی سریع، کنترل کیفیت در صنایع دارویی و غذایی و عملیات واکنش سریع در مدیریت بحران در مواجهه با سوانح طبیعی به طور فزاینده ای در حال رشد است. حسگرهای مرسوم نوری و الکتروشیمیایی اگرچه پیشرفت های قابل توجهی داشته اند، اما اغلب با چالش های بنیادینی از جمله حساسیت محدود، انتخابگری پایین، اندازه نسبتاً بزرگ و نیاز به آماده سازی پیچیده نمونه و هزینه هنگفت مواجه هستند. این محدودیت ها، دستیابی به دقت و کارایی مورد نیاز برای بسیاری از کاربردهای نوین را با دشواری روبرو ساخته است. در این میان، بلورهای فوتونی نه تنها به عنوان یک راه حل، بلکه به عنوان یک تغییر رویکرد در عرصه فناوری حسگری ظاهر شده اند. در تبیین ضرورت و اهمیت پژوهش باید بیان کرد که اساس بسیاری از حسگرهای نوری متعارف بر برهمکنش نور با حجم زیادی از ماده استوار است. بلورهای فوتونی با توانایی منحصربه فرد در مهار و مهندسی نور در ابعاد نانومتری، چگالی انرژی فوتون را به طور چشمگیری افزایش می دهند. این امر باعث تقویت سیگنال های حسگری می شود که امکان تشخیص مقادیر بسیار کم آنالیت را حتی در حد تشخیص چند مولکول فراهم می سازد. ساختار گاف باندی بلورهای فوتونی به شدت به خواص دی الکتریک محیط اطراف، به ویژه ضریب شکست، وابسته است. کوچک ترین تغییر در این پارامتر، ناشی از جذب چند مولکول هدف بر سطح حسگر، می تواند منجر به جابجایی محسوس در طول موج عبوری یا بازتابی شود. این مکانیسم، اساس ایجاد حسگرهایی با حساسیت و وضوح بی سابقه است. در چند سال اخیر با پیشرفت تکنولوژی، امکان طراحی و ساخت انواع بلورهای فوتونی در ابعاد میکرو و نانو کاملا میسر است. از این رو ساخت حسگرهای بسیار کوچک و فشرده بر پایه بلورهای فوتونی هموار شده است. این ویژگی راه را برای طراحی و ساخت تراشه ها به منظور انجام تحلیل های چندمنظوره، سریع و با مصرف نمونه بسیار کم به ویژه در توسعه دستگاه های تشخیصی قابل حمل ممکن می سازد. حسگرهای مبتنی بر بلورهای فوتونی تنها به یک حوزه محدود نبوده و پتانسیل تحول در بخش های متعددی را دارند. در زمینه پزشکی و زیست فناوری می توان به تشخیص بیوما
|
|
Researchers
|
(Student)، Kazem Jamshidi-Ghaleh (Primary Advisor)، - - ()
|