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 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 | ||
| 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 | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 181 |
||
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 723 |
| تعداد مقالات | 10,397 |
| تعداد مشاهده مقاله | 72,884,482 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 64,563,137 |