نانو الکترونیک مولکولی و نانو حسگر های پلاسمونیک

نانو الکترونیک مولکولی و نانو حسگر های پلاسمونیک 

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

نکته : نانو حسگر های الکترونیکی _ پلاسمونیک در واقع گستره حرکت این حسگرها در ابعاد نانومتری است. به همین دلیل از دقت و واکنش پذیری بسیار بالایی بهره مند هستند.

در ساختار نانو حسگر های پلاسمونیک با استفاده از فناوری نانو  الکترونیک بهبود قابل توجهی تا کنون حاصل شده است. به گونه ای که حسگرهای دقیقتر، کوچکتر و با حساسیت بالا تحت عنوان نانوحسگرهای هوشمند پلاسمونیک به دست آمده است. در طراحی یک نانو  حسگر پلاسمونیک  Nano sensor plasmonic علوم مختلف مانند بیوشیمی، بیولوژی، الکترونیک، شاخه های مختلف شیمی و فیزیک حضوردارند. قسمت اصلی یک حسگر شیمیایی یا زیستی عنصر نانو حسگر آن است. عنصر نانو حسگر در تماس با یک آشکارساز است. این عنصر مسئول شناسایی و پیوند شدن با گونه ی مورد نظر در یک نمونه ی پیچیده است. سپس آشکارساز سیگنالهای شیمیایی را که در نتیجهی پیوند شدن عنصر نانو حسگر با گونه ی مورد نظر تولید شده است را به یک سیگنال خروجی قابل اندازه گیری تبدیل میکند. نانو حسگرهای زیستی بر اجزای بیولوژیکی نظیر آنتی بادی ها تکیه دارند. آنزیم ها، گیرنده ها یا کل سلولها میتوانند به عنوان عنصر حسگر مورد استفاده قرار گیرند.

نقاط کوانتومی به عنوان بلورهای نیمه هادی کوچک تعریف میشوند. با کنترل ابعاد نقاط کوانتومی، میدان الکترومغناطیسی، نور را در رنگها و طول موجهای مختلف، منتشر میکند. به عنوان مثال، نقاط کوانتومی از جنس آرسنیدکادمیوم با ابعاد 3 نانومتر نور سبز منتشر میکند؛ در حالیکه ذراتی به بزرگی 5/5 نانومتر از همان ماده نور قرمز را منتشر میکند. به دلیل قابلیت تولید نور در طول موجهای خاص نقاط کوانتومی، این بلورهای ریز در ادوات نوری به کار میروند. در این عرصه از نقاط کوانتومی در ساخت آشکارسازهای مادون قرمز، دیودهای انتشار دهنده ی نور میتوان استفاده نمود. آشکارسازهای مادون قرمز از اهمیت فوق العادهای برخوردارند. مشکل اصلی این آشکارسازها مسئله ی خنک سازی آنها است. برای خنک سازی این آشکارسازها از اکسیژن مایع و خنک سازی الکترونیکی استفاده میشود. این آشکارسازها برای عملکرد صحیح باید در دماهای بسیار پایین، نزدیک به 31 درجه کلوین کار کنند، بنابراین قابل استفاده در دمای اتاق نیستند، در صورتیکه از آشکارسازهای ساخته شده با استفاده از نقاط کوانتومی میتوان به راحتی در دمای اتاق استفاده کرد.نیاز به ساخت حسگرهای دقیقتر، کوچکتر و دارای قابلیتهای بیشتر احساس شد. امروزه از حسگرهایی با حساسیت بالا استفاده میشود به طوریکه در برابر مقادیر ناچیزی از گاز، گرما و یا تشعشع حساساند. بالا بردن درجه ی حساسیت، بهره و دقت این حسگرها به کشف مواد و ابزارهای جدید نیاز دارد. نانو حسگر های پلاسمونیک حسگر هایی در ابعاد نانومتری هستند که به خاطر کوچکی و نانو متری بودن ابعادشان از دقت و واکنش پذیری بسیار بالای برخوردارند، به طوریکه حتی نسبت به حضور چند اتم از یک گاز هم عکسالعمل نشان میدهند. 

نتیجه گیری :

نانو حسگر های الکترونیکی _ پلاسمونیک در واقع گستره حرکت این حسگرها در ابعاد نانومتری است. به همین دلیل از دقت و واکنش پذیری بسیار بالایی بهره مند هستند.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک