امین قادی

نانوحسگرهای پلاسمونیک تاریخچه ی علمی وسیعی را به خود اختصاص می‎دهند. از آنجا که برای اندازه‎گیری دقیق کمیت‌های شیمیایی و فیزیکی همانند دما، رطوبت، فشار و.... در علوم بیولوژی و پزشکی از نانوحسگرها استفاده می‎شود، بسیاری از دانشمندان به آن علاقه‎مند شدند و به بررسی خواص اپتیکی و ویژگی های نانوحسگرها در هر دو زمینه‎ی تئوری و تجربی پرداختند. از مزایای نانوحسگرهای پلاسمونیک می‌توان به سرعت اندازه گیری بالا، حساسیت بالا، هزینه تولید پایین، قابل اعتماد بودن نتایج استخراج شده و انتقال لحظه‌ای اطلاعات اشاره کرد. کار تحقیقاتی این پایان نامه شامل طراحی نانوحسگر پلاسمونیک و شبیه سازی آن به روش تفاضل محدود حوزه‎ی زمان و سپس سنجش عملکرد آن با استفاده از تغییر ضریب شکست می‎باشد. ازآنجا که در نانوحسگرهای پلاسمونیک، سطح میزان بررسی انتقال و بازتاب نور برخوردی به ساختار قابل اهمیت است، هرچه اندرکنش نور با ماده بیشتر باشد، حساسیت و دقت سنجش بالاتر می‌رود. در فصل 1 این پایان نامه مروری بر تاریخچه‎ی فوتونیک و تحولات و کاربردهای پلاسمونیک بیان شده است. در ادامه‎ی این فصل ادوات پلاسمونیک معرفی می‎شوند و در آخر حسگرهای پلاسمونیک را معرفی می‌کنیم. در فصل 2 موجبرهای پلاسمونیک توصیف می‎شود و روش تفاضل محدود در حوزه زمان تشریح می‎شود. سپس در مورد معادلات ماکسول و انتشار امواج الکترومغناطیسی بحث خواهد شد. در ادامه نمونه هایی از نانوحسگرهایی که قبلا طراحی شده اند، مورد بررسی قرار می‎گیرند. در آخر به معرفی پژوهش خود می‎پردازیم. در فصل 3 طریقه‎ی طراحی و شبیه سازی نانوحسگر پلاسمونیک را بررسی می‎کنیم و عملکرد حسگر را مورد ارزیابی قرار می‎دهیم. با تغییر ضریب شکست ساختار موردنظر، به بررسی رزولوشن، بازده انتقال، قابلیت تنظیم پذیری در محدوده‎ای از طول موج‎ها، ضریب حساسیت S، ضریب شایستگی(FOM)، ضریب کیفیت Q و فاکتور کیفیت و پهنا در نصف مقدار بیشینه FWHM)) می‎پردازیم تا با سنجش کامل ساختار، یک نانوحسگر پلاسمونیک مناسب را طراحی کنیم. در آخر فصل خلاصه ای از نتایج بدست آمده را بیان می‎کنیم. در فصل 4 چشم اندازی از ادامه‎ی بحث و تکامل نانوحسگرهای پلاسمونیک را بیان می‎کنیم.