ساختار گرافن جاذب تراهرتز کامل چند باندی با قابلیت تنظیم فرکانس و مستقل از قطبش قابل استفاده در حسگرهای زیستی | ||
| مدل سازی در مهندسی | ||
| دوره 23، شماره 83، زمستان 1404، صفحه 1-10 اصل مقاله (935.45 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/jme.2025.33666.2647 | ||
| نویسندگان | ||
| یوسف رفیق ایرانی؛ جواد جاویدان* ؛ حمید حیدرزاده | ||
| دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، یک ساختار ناهمگن از گرافن به عنوان جاذب کامل چند باندی در محدوده تراهرتز و به صورت مستقل از پلاریزاسیون طراحی شده است. این ساختار شامل سه لایه مس، دی اکسید سیلیکون و گرافن ناهمگن به همراه آنالیت میباشد. با تغییر ابعاد لایههای زیرین و شکل هندسی برشهای گرافن، میتوان تعداد باندها، کیفیت و میزان جذب را تنظیم کرد. همچنین، با تغییر پتانسیل شیمیایی گرافن، امکان تنظیم فرکانسهای جذب به مقادیر دلخواه وجود دارد. این ساختار میتواند در حسگرهای بیولوژیکی برای شناسایی پروتئینها، ویروسها و سلولهای سرطانی، همچنین در کاربردهای مخابراتی و تصویربرداری مورد استفاده قرار گیرد. برشهای هندسی گرافن در فرکانسهای THz 4.99، THz 9.21، THz 10.5 و THz 11.7 به ترتیب جذبهایی معادل 99.6، 99.3، 99.6 و 94.7 درصد را به دست آوردهاند. قرار دادن آنالیت بر روی ساختار پیشنهادی موجب تغییر در مقادیر فرکانس جذب میشود که این تغییر به دلیل تفاوتهای ضریب شکست مواد مختلف است. از این ویژگی مهم در طراحی حسگرهای زیستی بهرهبرداری شده است. بالاترین میزان حساسیت در باند سوم GHz / RIU 994 مشاهده میشود که با توجه به ساختار ساده متشکل از سه لایه و استفاده از مس به جای طلا، و همچنین مقایسه نتایج این تحقیق با مطالعات قبلی، میتواند بهترین گزینه برای ساخت حسگر زیستی باشد. یکی از ویژگیهای کلیدی این سازه این است که به قطبی شدن حساس نیست. شبیهسازیها با استفاده از نرمافزار شبیهسازی کامپیوتری (CST) انجام شده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| حسگر زیستی؛ ساختار ناهمگن گرافن؛ تراهرتز؛ فراماده؛ ضریب شکست | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 873 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 538 |
||
| تعداد نشریات | 22 |
| تعداد شمارهها | 718 |
| تعداد مقالات | 10,319 |
| تعداد مشاهده مقاله | 72,328,785 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 64,057,300 |