2-2-2- پلاریتون-پلاسمونسطحی.. 22

 

 

2-3- برانگیختگیپلاریتون-پلاسمونهایسطحی: 26

 

 

2-3-1- جفتشدگیبااستفادهازمنشور: 26

 

 

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