2-3-2- جفتشدگیبهوسیلهتوری: 28

2-3-3- برانگیختگیمیداننزدیک: 30

2-4- نانوپلاسمونیک… 31

2-5- حسگرزیستی: 32

2-5-1- ساختحسگرزیستیبااستفادهازپلاسمونسطحیجایگزیده 37

2-5-2- حسگرآنسامبلی.. 38

2-5-3- حسگرتکنانوبلور 38

فصلسوم: 41

3-1- انواعمولکول: 42

3-2- تشدیدپلاسمونیوابستهبهضریبشکست: 44

3-3- جفتشدگیتشدید: 45

3-3- افزایشسطحیپراکندگیرامان(SERS): 48

3-3-1- پراکندگیرامان: 48

3-3-2- افزایشسطحی: 50

3-4- افزایشپلاسمونیفلورسانس: 51

فصلچهارم: 55

4-1- تصحیحمدلدرودبرایابعادنانو. 56

4-2- پراکندگی،جذبوخاموشی.. 59

4-2-1- تقریبدوقطبی: 61

4-2-2- تئوریسطحمقطعنوریبرایپراکندگیامواجالکترومغناطیسی: 62

4-3- تقریبدوقطبیبرایسهشکلنانوبلور 65

4-3-1- پذیرفتاریالکتریکییکذره 65

4-3-2- خواصکلی.. 68

4-3-3- تانسورقطبشپذیری.. 71

4-3-4- محاسبهسطحمقطعخاموشیدرتقریبدوقطبی: 72

4-3-5- ثابتدیالکتریکمتوسط.. 73

4-3-6- تقریبدوقطبیبرایکره: 74

4-3-7- تقریبدوقطبیبراینانومیله: 75

4-3-8- تقریبدوقطبیبرایمکعب: 76

4-4- تئوریمی: 77

4-4-1-بسطموجتختدرهارمونیکهایکرویبرداری: 82

4-4-2- میدانهایداخلیوپراکندهشده: 85

4-4-3- توابعوابستهزاویهای: 87

4-4-4- ضرایبپراکندگی: 88

4-4-5- محاسبهسطحمقطع: 90

4-4-6- تئوریمیبرایکرهپوشیدهشده: 91

4-5- اصلهویگنس: 92

4-6- محاسبهسطحمقطعخاموشیبرایاستوانهمحدود. 98

4-6-1- امواجاستوانهای: 98

4-6-2- بسطموجتختدرهارمونیکهایاستوانهایبرداری: 100

4-6-3- پراکندگیازاستوانهمحدودبااستفادهازتقریباستوانهنامحدود. 102

4-6-5- محاسبهسطحمقطعخاموشی: 105

فصلپنجم: 113

5-1: تاثیرساختارنانوبلوربرطولموجتشدیدپلاسمونی.. 114

5-1-1- نانوکره: 115

5-1-2: نانومکعب.. 117

5-1-3- نانومیله. 118

5-2- تاثیرابعادنانوکریستالبرطولموجتشدیدپلاسمونی.. 120

5-2-1- نانوکره 120

5-2-2- نانومکعب: 123

5-2-3- نانومیله. 124

5-3- تاثیرضریبشکستبرطولموجتشدیدپلاسمونی: حساسیتضریبشکست.. 126

5-3-1- نانوکره 127

5-3-2- نانومکعب.. 129

5-3-3- نانومیله. 130

5-4- تاثیرلایهپوشانندهبرطولموجتشدیدپلاسمونی.. 133

5-4-1- تاثیرضخامتلایهپوشانندهبرطولموجتشدیدپلاسمونی.. 134

5-4-2- تاثیرضریبشکستلایهپوشانندهبرطیفخاموشی. 137

5-5- نتایجوپیشنهادات.. 139

5-5-1- نتایج. 139

5-5-2- پیشنهادات.. 141

فهرستمنابع. 142

پیوستI: 150

ABSTRACT. 155

فهرست جدول­ها

 

 

عنوان و شماره صفحه

جدول 4- 1:مقادیرnوcبرایمکعب… 77

جدول 5- 1: پارامترهایمدلدرود-سامرفلدبرایفلزاتطلاونقره. 114

جدول 5- 2: مقادیرطولموجتشدیدپلاسمونیبرایدوروشمورداستفادهبرایکرهباقطر 15 نانومتر. 116

جدول 5- 3: مقادیرطولموجتشدیدپلاسمونیشکل 5-2.. 117

جدول 5- 4: مقادیرطولموجتشدیدپلاسمونیبرایشکل 5-3.. 118

جدول 5- 5: مقادیرطولموجتشدیدپلاسمونیبرایدوروشمورداستفادهبرایکرهباقطر 15 نانومتر. 119

جدول 5- 6: مقادیربهدستآمدهبرایشعاعبهینهدرشکلهای (5-7) و (5-8). 123

جدول 5- 7: مقادیرطولموجتشدیدپلاسمونیبراینانومیلهبانسبتطولبهعرضمتفاوتومقایسهبانتایجتجربی.. 126

جدول 5- 8: مقادیرمحاسبهشدهبرایحساسیتضریبشکستبراینانوکرهباقطر 15 نانومتر. 128

جدول 5- 9: مقادیرمحاسبهشدهبرایحساسیتضریبشکستبراینانومکعبباطول 44 نانومتر. 130

جدول 5- 10: مقادیرمحاسبهشدهبرایحساسیتضریبشکستبراینانومیله. 133

جدول 5- 11: مقادیرطولموجتشدیدپلاسمونیبرایکرهومیلهپوشاندهشده. 138

فهرست شکل­ها

 

 

عنوان صفحه

 

شکل1‑1: نمودارتعدادمقالاتحاویواژهپلاسمونسطحیدرهرسال.. 7

شکل 2- 1: نمودارقسمتحقیقی (بالا) وموهومی (پایین) تابعدیالکتریکفلزطلا.. 19

شکل 2- 2: سطحمشترکدومحیطباضریبشکستمتفاوت… 23

شکل 2- 3:نمودارمعادلهپاشندگیپلاریتون-پلاسمونسطحیبرایدیالکتریکهواوشیشه. 25

شکل 2- 4: نمودارپاشندگیپلاریتون-پلاسمونسطحیبراینشاندادنچگونگیبرانگیختگیآنهابااستفادهازمنشور. 27

شکل 2- 5: استفادهازمنشوربرایبرانگیختگیپلاریتون-پلاسمونسطحی. 28

شکل 2- 6: استفادهازتوریبرایبرانگیختگیپلاریتون-پلاسمونسطحی.. 29

شکل 2- 7: نمایششماتیکروشبرانگیختگیمیداننزدیک…. 30

شکل 2- 8: نمایششماتیکتولیدپلاسمونسطحیجایگزیده. 31

شکل 2- 9: راست: عملکردحسگربااستفادهازمدولاسیونطولموج. چپ: عملکردحسگربااستفادهازمدولاسیونزاویهای.. 34

شکل 2- 10: اصولساختحسگربرپایهپلاریتون-پلاسمونسطحی. 36

شکل 2- 11: تغییراتطولموجتشدیدپلاسمونینسبتبهضخامتلایهپروتئینی.. 37

شکل 2- 12: نتایجبهدستآمدهبرایحسگرتکنانوبلور. 39

شکل 3- 1: نمودارشماتیکضریبشکستسهنوعمولکولمعرفیشده. 43

شکل 3- 2:طیفخاموشیبرایششنانومیلهبانسبتطولبهعرضمتفاوتوتاثیرمولکولهاینوعدوم. 46

شکل 3- 3: نمودارجابجایپلاسمونیبرحسبفاصلهمولکولازسطحنانوبلور. 47

شکل 3- 4: a)شکلشماتیکپراکندگیرامان. b)تابشاستوکس. c)تابشآنتیاستوکس…. 49

شکل 3- 5:A) نانوآنتنطلایبوتیدرقالبپلاسمابهصورتشماتیک. B) افزایششدتمیدانالکتریکیاطرافنانوآنتن. C) افزایششدتفلورسانسبرحسباندازهگافبوتی 52

شکل 4- 1: شکلشماتیکبرخوردموجالکترومغناطیسیبههدفومیدانپراکندهشدهدرسطحکرهفرضیبهشعاعr. 63

شکل 4- 2:نمایششماتیکتعریفتابعدیالکتریکبرایذرهولایهرویآن.. 73

شکل 4- 3:شکلشماتیکنانومیله. 75

شکل 4- 4: نمودارمقادیرnوcبرایمکعب [84]. 77

جدول 4- 1:مقادیرnوcبرایمکعب… 77

شکل 4- 5: پراکندگیالکترومغناطیسیبوسیلهمنبعJدرداخلحجمفرضی.. 93

شکل 5- 1: منحنیطیفخاموشینانوکرهباقطر 15 نانومتر. 115

شکل 5- 2: منحنیطیفخاموشینانوکرهباترکیباتمتفاوتنقره. 116

شکل 5- 3: منحنیطیفخاموشینانومکعبباترکیباتمتفاوتنقره. 118

شکل 5- 4: طیفخاموشینانومیلهبانسبتطولبهعرض4/2 برایفلزاتطلاونقره. 119

شکل 5- 5: طیفخاموشینانوکرهباشعاع هایمتفاوتبرایفلزاتطلاونقرهبااستفادهازروشدوقطبی.. 121

شکل 5- 6: طیفخاموشینانوکرهباشعاع هایمتفاوتبرایفلزاتطلاونقرهبااستفادهازتئوریمی.. 121

شکل 5- 7: منحنیمقدارببیشینهطیفخاموشینسبتبهشعاعنانوکرهبااستفادهازتئوریمی.. 122

شکل 5- 8: منحنیمقداربیشینهطیفخاموشینسبتبهشعاعنانوکرهباترکیباتمتفاوتطلاونقره. 122

شکل 5- 9: طیفخاموشینانومکعبباابعادمتفاوتبرایفلزاتطلاونقره. 124

شکل 5- 10: طیفخاموشینانومیلهبانسبتهایطولبهعرضمتفاوتبااستفادهازتقریبدوقطبی.. 125

شکل 5- 11: طیفخاموشینانومیلهبانسبت هایطولبهعرضمتفاوتبااستفادهازاصلهویگنس…. 125

شکل 5- 12: طیفخاموشینانوکرهبرایدوضریبشکستمتفاوتبرایمحیط… 127

شکل 5- 13: منحنیجابجاییپلاسمونینسبتبهتغییراتضریبشکستمحیطاطرافبرایمحاسبه. 128

شکل 5- 14: طیفخاموشینانومکعببرایدوضریبشکستمتفاوتبرایمحیط… 129

شکل 5- 15: منحنیجابجاییپلاسمونینسبتبهتغییراتضریبشکستمحیطاطرافبرایمحاسبهحساسیتضریبشکستبراینانومکعب 130

شکل 5- 16: طیفخاموشینانومیلهبرایدوضریبشکستمتفاوتمحیطبااستفادهازتقریبدوقطبی.. 131

شکل 5- 17: طیفخاموشینانومیلهبرایدوضریبشکستمتفاوتمحیطبااستفادهازاصلهویگنس…. 131

شکل 5- 18: منحنیجابجاییپلاسمونینسبتبهتغییراتضریبشکستمحیطاطرافبرایمحاسبهحساسیتضریبشکستبراینانومیلهبااستفادهازتقریبدوقطبی 132

شکل 5- 19:منحنیجابجاییپلاسمونینسبتبهتغییراتضریبشکستمحیطاطرافبرایمحاسبهحساسیتضریبشکستبراینانومیلهبااستفادهازاصلهویگنس 132

شکل 5- 20: طیفخاموشینانوکرهپوشاندهشدهباضخامتهایمتفاوتازلایه. 134

شکل 5- 21: منحنیجابجاییپلاسمونیبرحسبتغییراتنسبتضخامتلایهبهشعاعنانوکرهباشعاع 40 نانومتر. 135

شکل 5- 22: منحنیجابجاییپلاسمونیبرحسبتغییراتنسبتضخامتلایهبهشعاعنانوکرهباشعاعهایمختلفنانوکره. 136