پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 709 |
| تعداد مقالات | 10,210 |
| تعداد مشاهده مقاله | 71,669,321 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 63,473,996 |
بهبود ضریب شایستگی و حساسیت طیفی در زیست حسگر نوری فراماده ای هذلولی با بهره گیری از نانوگریتینگ گرافنی | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 27 اردیبهشت 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2026.39654.2933 | ||
| نویسندگان | ||
| حیدر فرجی1؛ سید سعید حاجی نصیری* 2؛ شبنم عندلیبی میاندوآب3 | ||
| 1گروه مهندسی برق، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران | ||
| 2گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، رایانه و مهندسی پزشکی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قزوین | ||
| 3گروه مهندسی برق، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 29 آبان 1404، تاریخ بازنگری: 12 اسفند 1404، تاریخ پذیرش: 15 فروردین 1405 | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش، یک ساختار نوین زیستحسگر پلاسمونیک بر پایهی گریتینگ میکرونوارهای گرافنی و فراماده هایپربولیک (HMM) متشکل از لایه های متناوب گرافن و Al2O3 ارائه شده است. در این طرح، گریتینگ میکرونوارهای گرافنی بهعنوان بستر اصلی برای کوپلکردن امواج الکترومغناطیسی عمل کرده و میدان پلاسمونی قوی ایجاد میکند. قرارگیری فراماده هایپربولیک بر روی گرافن سبب تقویت بیشتر میدانهای نوری با عدد موج بزرگ و بهبود محصورسازی میگردد، که این امر منجر به افزایش قابل توجه حساسیت (S) و ضریب شایستگی (FOM) حسگر میشود. برای تعیین خواص تشکیل دهنده فراماده از تئوری محیط موثر استفاده شده است. با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD)، طیفهای بازتاب و ویژگیهای افت رزونانسی تحت تغییرات پارامترهای ساختاری و سطوح انرژی فرمی گرافن مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که زیستحسگر پیشنهادی به حساسیتی معادل 3412 nm·RIU⁻¹ و ضریب کیفی (FOM) برابر با 29.66RIU⁻¹ دست مییابد که پتانسیل بالای آن برای آشکارسازی انتخابی و فوقحساس بیومولکولها را تأیید میکند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| زیستحسگر نوری؛ گرافن؛ فراماده هذلولی؛ FDTD؛ پلاسمون سطحی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| enhancement of figure of merit and spectral sensitivity in a hyperbolic metamaterial optical biosensor utilizing a graphene nanograting | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Heidar Faraji1؛ saeed haji-nasiri2؛ Shabnam Andalibi Miandoab3 | ||
| 1Department of Electrical Engineering, Qa.C., Islamic Azad University, Qazvin, Iran | ||
| 2Faculty of Electrical, Biomedical and Mechatronics Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran | ||
| 3Department of Electrical Engineering, Ta.C., Islamic Azad University, Tabriz, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, a novel plasmonic biosensor structure based on a graphene microstrip grating and a hyperbolic metamaterial (HMM) composed of alternating layers of graphene and Al₂O₃ is proposed. In this design, the graphene microstrip grating serves as the main substrate for coupling electromagnetic waves and generating a strong plasmonic field. The placement of the hyperbolic metamaterial on top of the graphene further enhances the optical fields with large wave vectors and improves field confinement, resulting in a significant increase in the sensor’s sensitivity (S) and figure of merit (FOM). The effective medium theory is employed to determine the constitutive parameters of the metamaterial. Using the finite-difference time-domain (FDTD) method, the reflection spectra and resonance damping characteristics are investigated under variations of structural parameters and graphene Fermi energy levels. The simulation results demonstrate that the proposed biosensor achieves a sensitivity of 3412 nm·RIU⁻¹ and a figure of merit (FOM) of 29.66 RIU⁻¹, confirming its strong potential for selective and ultra-sensitive biomolecular detection. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Optical biosensor, graphene, Hyperbolic etamaterials, FDTD, surface plasmon | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 65 |
||