بخش «نانو اِسپین اِلکترون ها» _ نانو اِلکترونیک

«نانو اِسپین اِلکترون ها» و تشدید پلاسمون های سطحی در ساختار های با ابعاد نانومتری ( Localized Surface Plasmon Resonance ) 

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



نکته:«نانو اِسپین اِلکترون ها» تشدید پلاسمون های سطحی در ساختار های با ابعاد نانومتری، تشدید پلاسمون های سطحی موضعی ( Localized Surface Plasmon Resonance ) نامیده می شود.پلاسمون های سطحی موضعی، تحریک غیر انتشاری الکترون های باند هدایت نانو ساختار های فلزی است که میدان الکترو مغناطیسی به آنها تزویج شده است. امواج پلاسمونیک با استفاده از مسئله پراکندگی از یک نانو ذره هادی که ابعاد آن زیرِ طول موج میدانِ الکترومغناطیسی پرتوتحریکی است، پدید می آید.

برهم کنش یک ذره با اندازه d با امواج الکترومغناطیسی با طول موج λ تحریکی، می تواند به روش های مختلف تحلیلی ، نیمه تحلیلی و عددی بررسی شود. البته در این تحلیل ها این فرض همواره در نظر گرفته می شود که d≪λ، یعنی ابعاد ذره خیلی کوچکتر از طول موج باشد. فاز نوسان هماهنگ میدان الکترومغناطیسی در حجم ذره ثابت فرض می شود.

در تحریک پلاسمون های سطحی موضعی «نانو اِسپین اِلکترون ها» و مشخصات آنها شرایط زیر اثرگذار است:

_ خواص الکترونیکی نانو ذره

_ ابعاد و شکل نانو ذره

_ خواص دمایی نانو ذره

_ دی الکتریک احاطه کننده نانو ذره

البته ذکر این نکته حائز اهمیت است که با دور شدن از سطح «نانو اِسپین اِلکترون ها» شدت میدان الکترومغناطیسی ( به طور مشخص شدت میدان الکتریکی ) به صورت نمایی کاهش می یابد.در این نانو حجم ایجاد شده میدان الکترو مغناطیسی به صورت موضعی ، فشرده و بهبود یافته است. تغیرات اَندک در دی الکتریکِ اطراف نانو حجم، بر روی تشدید پلاسمون های سطحی اثر می گذارد، به طوری که این تغییرات خود را در میزان پرتو پراکنده شده ، پرتو جذب شده و یا تغییر طول موج آن نشان می دهد. با استفاده از مشخصه های اپتیکی می توان این تغییرات را اندازه گیری کرد. نوسان الکترون های سطحی و میدان الکتریکی اطراف آنها را در تشدید پلاسمون های سطحی موضعی نشان می دهد.

با رویکرد تکنولوژی به سمت تجمع مدارات الکترونیک نوری، مشکلات ساخت و پدیده هایی که به جلوگیری از فشرده سازی بیشتر ساختار کمک می کرد، باعث شد تا استفاده از «نانو اِسپین اِلکترون ها» و امواج پلاسمونیک مورد بررسی و استفاده قرار بگیرد. این «نانو اِسپین اِلکترون ها» متشکل از فلز و دی الکتریک می باشد که ابعاد آنها زیر طول موج تحریکی ( طول موج پرتویی که باعث تحریک امواج پلاسمونیک می شود) قرار دارد.پلاسمونیک بر اساس فرآیند برهم کنش بین امواج الکترومغناطیسی و الکترون های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان شده است. در پلاسمون پلاریتون های سطحی با معرفی بنیاد کاری آنها فرمول بندی میدانی آن و چگونگی گذشتن از حد پراش توسط این ساختار ها وجود دارد.«نانو اِسپین اِلکترون ها»، هم از جهت سنتز و تولید، و هم از جهت خواص و کاربرد ها تفاوت‌ های اساسی با هم دارند. به طور کلی خواص الکتریکی، نوری، مغناطیسی، سطحی و غیره این سه ساختار با یکدیگر تفاوت ‌های اساسی دارند و بالطبع کاربرد هایشان نیز متفاوت است.از نانو ساختار های یک بعدی می ‌توان برای اتصالات الکترونیکی استفاده کرد درحالی ‌که برای نانو مواد صفر بعدی و دو بعدی چنین کاربردی وجود ندارد.پایه اصلی نانو تکنولوژی بر استفاده از مواد است. هر ماده ‌ای در فضا دارای سه بعد طول، عرض و ارتفاع است. اگر در ماده ‌ای حداقل یکی از این سه بعد در محدوده نانو متری باشد به آن «نانو اِسپین اِلکترون» گویند.



نتیجه گیری : 

نکته:«نانو اِسپین اِلکترون ها» تشدید پلاسمون های سطحی در ساختار های با ابعاد نانومتری، تشدید پلاسمون های سطحی موضعی ( Localized Surface Plasmon Resonance ) نامیده می شود.پلاسمون های سطحی موضعی، تحریک غیر انتشاری الکترون های باند هدایت نانو ساختار های فلزی است که میدان الکترو مغناطیسی به آنها تزویج شده است. امواج پلاسمونیک با استفاده از مسئله پراکندگی از یک نانو ذره هادی که ابعاد آن زیرِ طول موج میدانِ الکترومغناطیسی پرتوتحریکی است، پدید می آید.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک