مطالب تخصصی و فوق تخصصی (برق _الکترونیک) و (دکترای نانو _ میکرو الکترونیک)

_ بخش نانو پلاسمونیکو اُلگوی نانو الکترونیک

اُلگوی نانو پلاسمونیکو تغییرات اندک در دی الکتریکِ اطراف نانو حجم

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته : تغیرات اندک در دی الکتریکِ اطراف نانو حجم، بر روی تشدید پلاسمون‌های سطحی اثر می‌گذارد، به طوری که این تغییرات خود را در میزان پرتو پراکنده شده ، پرتو جذب شده و یا تغییر طول موج آن نشان می‌دهد.

در ساختمان تشکیل دهنده نانو ساختار‌های ( نانو پلاسمونیک) حجم ایجاد شده میدان الکترومغناطیسی به صورت موضعی ، فشرده و بهبود یافته است. نانو ساختار به عنوان هر ساختار با یک یا چند بعد تعریف می‌شود و در محدوده مقیاس نانو متر اندازه گیری می‌شود. نانو ساختار‌ها به مواد یا سازه‌هایی اطلاق می‌شوند که حداقل یک بعد بین 1 تا 100 نانو متر داشته باشند. اهمیت مقیاس نانو در تغییر خواص و ویژگیهای مواد در این ابعاد است. خواصی مانند رسانایی الکتریکی، خواص الکترو مغناطیسی و غیره. شروع تغییر خواص مواد با کوچکسازی آن بیش از هر چیز به نوع ماده و خاصیت مورد نظر بستگی دارد. به عنوان مثال با کوچک شدن ابعاد یک ماده، عموما برخی از خواص الکترو مغناطیسی نانو مولکولی مواد مانند رسانایی ذرات نانو در مواد بهبود مییابد. این افزایش استحکام تنها در محدوده چند نانومتر اتفاق نمیافتد و ممکن است استحکام مادهای چند ده و حتی صد نانومتری نیز بسیار بیشتر از ماده توده‌‌‌ای بزرگ مقیاس باشد. با استفاده از مشخصه‌های اپتیکی می‌توان این تغییرات را اندازه گیری کرد. نوسان الکترون‌های سطحی و میدان الکتریکی اطراف آنها را در تشدید پلاسمون‌های سطحی موضعی نشان می‌دهد.

به عنوان مثال با کوچک شدن ابعاد یک ماده نانو ساختار‌های ( نانو پلاسمونیک) ، عموما برخی از خواص مکانیکی مواد مانند استحکام بهبود مییابد. این افزایش استحکام تنها در محدوده چند نانومتر اتفاق نمیافتد و ممکن است استحکام مادهای چند ده و حتی صد نانومتری نیز بسیار بیشتر از ماده تودهای بزرگ مقیاس باشد. از طرفی تغییر برخی خواص همانند رنگ و خواص مغناطیسی ممکن است در ابعاد تنها چند نانومتر رخ دهد. نانو پلاسمونیکبر اساس فرآیند بَر هم کنش بین امواج الکترو مغناطیسی و الکترون‌های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان شده است، به صورت تحلیلی دلیل افت سریع انرژی الکترون‌ها در عبور از فلزات میباشد و نتیجه گرفت این انرژی صرف حرکت تجمعی و نوسان گونه الکترون‌های آزاد فلز می‌شود و آن را پلاسمون نامید. این نانو ساختار‌ها متشکل از فلز و دی الکتریک می‌باشد که ابعاد آنها زیر طول موج تحریکی ( طول موج پرتویی که باعث تحریک امواج پلاسمونیک می‌شود) قرار دارد.

نتیجه گیری :

در ساختمان تشکیل دهنده نانو ساختار‌های ( نانو پلاسمونیک) حجم ایجاد شده میدان الکترومغناطیسی به صورت موضعی ، فشرده و بهبود یافته است. تغیرات اندک در دی الکتریکِ اطراف نانو حجم، بر روی تشدید پلاسمون‌های سطحی اثر می‌گذارد، به طوری که این تغییرات خود را در میزان پرتو پراکنده شده ، پرتو جذب شده و یا تغییر طول موج آن نشان می‌دهد.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک

_ بخش نانو پلاسمونیکو اُلگوی نانو الکترونیک

_ بخش نانو پلاسمونیکو اُلگوی نانو الکترونیک

نانو پلاسمونیکو تجمع مدارات الکترونیک نوری و پدیده‌هایی از فشرده سازی بیشتر در نانو الکترونیک

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته: با رویکرد تکنولوژی به سمت تجمع مدارات الکترونیک نوری، مشکلات ساخت و پدیده‌هایی که به جلوگیری از فشرده سازی بیشتر ساختار کمک می‌کرد، باعث شد تا استفاده از ساختارهای پلاسمونیک و امواج پلاسمونیک مورد بررسی و استفاده قرار بگیرد. این نانو ساختار‌ها متشکل از فلز و دی الکتریک می‌باشد که ابعاد آنها زیر طول موج تحریکی ( طول موج پرتویی که باعث تحریک امواج پلاسمونیک می‌شود) قرار دارد.

پلاسمونیک بر اساس فرآیند برهم کنش بین امواج الکترومغناطیسی و الکترون‌های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان شده است. به صورت تحلیلی دلیل افت سریع انرژی الکترون‌ها در عبور از فلزات میباشد و نتیجه گرفت این انرژی صرف حرکت تجمعی و نوسان گونه الکترون‌های آزاد فلز می‌شود و آن را پلاسمون نامید. دلیل این نام گذاری شباهت این نوسانات الکترون‌ها با نوسان‌های ذرات محیط پلاسما بود. به اصطلاح عبارت پلاریتون را برای نوسان الکترون‌های مقید فلز در حالت جفت شدگی با فونون‌های پرتو فرودی به کار میرود. نام پلاریتون برای شبه ذراتی که نیم ماده و نیم فوتون بودند، بکار گرفته شد که حالت تزویج شده بین یک فوتون پرتو تحریک کننده ابتدایی و الکترون‌های رسانش فلز است و اصطلاح پلاسمون پلاریتون (Plasmon Polariton) برای بیان علت تزویج شده بین یک فوتون و یک پلاسمون است.

تقسیم بندی این علم نوپا به دو حوزه پلاسمون‌های سطحی موضعی و پلاسمون پلاریتون‌های سطحی هر یک به طور اجمالی معرفی می‌شود. در پلاسمون‌های سطحی موضعی اساس برهم کنش‌ها نانو ذرات می‌باشد که به بررسی خواص آنها در تحریک این مد از امواج پلاسمونیک پرداخته شده است. در پلاسمون پلاریتون‌های سطحی با معرفی بنیاد کاری آنها فرمول بندی میدانی آن و چگونگی گذشتن از حد پراش توسط این ساختار‌ها وجود دارد. نانو ساختار‌ها ، هم از جهت سنتز و تولید، و هم از جهت خواص و کاربرد‌ها تفاوت‌‌های 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 کاربرد‌هایشان نیز متفاوت است. از نانو ساختار‌های یک بعدی می‌‌توان 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 یک ماده، یک نانو ساختار گویند.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته: نانو الکترونیک / پلاسمونیک بر اساس فرآیند برهم کنش بین امواج الکترومغناطیسی و الکترون‌های رسانش در فلزات با ابعاد نانو بیان شده است. به صورت تحلیلی دلیل افت سریع انرژی الکترون‌ها در عبور از فلزات میباشد و نتیجه گرفت این انرژی صرف حرکت تجمعی و نوسان گونه الکترون‌های آزاد فلز می‌شود و آن را پلاسمون نامید.

_ بخش نانو پلاسمونیکو الگوی نانو الکترونیک

معرفی ( نانو پلاسمونیکو الگوی نانو الکترونیک) یکی از تکنیک‌های کوچک سازی در طراحی نانو ساز‌هایی مانند دروازه‌های نانو لوژیکی

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

نکته: الگوی میکرو/نانو یکی از تکنیک‌های کوچک سازی الگوها است ، به ویژه برای لوازم الکترونیکی. امروزه با استفاده از لیتوگرافی نرم به استانداردی در مهندسی مواد زیستی و تحقیقات بنیادی در زیست شناسی سلولی تبدیل شده است. به طور کلی از روش‌های سنگ نگاری استفاده می‌کند اما تکنیک‌های زیادی توسعه یافته است. ساخت دسته‌‌‌ای ریزساختارها به یک الگوی الگوی سطح کم هزینه و توان بالا نیاز دارد.

الگوی میکرو/نانو یکی از تکنیک‌های کوچک سازی الگوها در طراحی نانو ساز‌هایی مانند نانو ترانزیستورها و نانو دیودها ، نانو سوئیچ‌ها و دروازه‌های نانولوژیکی ، به منظور طراحی رایانه‌های مقیاس نانو با قابلیت‌های مقیاس دوگانه بسیار مهم است. همه سیستم‌های بیولوژیکی زنده به دلیل برهم کنش‌های مولکولی زیر سیستم‌های مختلف عمل می‌کنند. اجزای سازنده مولکولی (پروتئین‌ها و اسیدهای نوکلئیک ، لیپیدها و کربوهیدرات‌ها ، DNA و RNA) را می‌توان به عنوان یک استراتژی الهام بخش در مورد چگونگی طراحی NEMS و MEMS با عملکرد بالا که دارای ویژگی‌ها و ویژگی‌های مورد نیاز هستند ، در نظر گرفت. علاوه بر این ، روشهای تحلیلی و عددی برای تجزیه و تحلیل دینامیک و هندسه سه بعدی ، پیوند و سایر ویژگی‌های اتمها و مولکولها در دسترس است. بنابراین ، الکترو مغناطیسی و مکانیکی ، و دیگر خواص فیزیکی و شیمیایی قابل مطالعه است.

نانو ساختارها و نانو سیستم‌ها می‌توانند به طور گسترده در پزشکی و بهداشت مورد استفاده قرار گیرند. از جمله کاربرد‌های احتمالی فناوری نانو می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: سنتز دارو و تحویل دارو (پتانسیل درمانی به دلیل تحویل مستقیم موثر انواع جدید دارو‌ها به محل‌های مشخص شده در بدن بسیار افزایش می‌یابد) ، جراحی نانو و نانو تراپی ، سنتز و تشخیص ژنوم ، محرک‌ها و حسگرهای مقیاس نانو (تشخیص و پیشگیری از بیماری) ، طراحی و کاشت اندامهای مصنوعی غیر قابل رد و طراحی نانو مواد با کارایی بالا میباشد.این مهم است که این فناوری‌ها ساخت و تولید مواد ، دستگاه‌ها و سیستم‌ها را تغییر دهد.

از نانو ساختار‌ها در پاسخ به اعمال ولتاژ الکتریکی برای خَم شدن به صورت ترکیبی استفاده می‌شود.استفاده از نانو ساختار‌ها در طیف گسترده‌‌‌ای از صنایع و محصولات مصرفی رواج دارد. در علوم نانو ساختار مواد ارتباط بین اتمها، یونها و مولکولهای تشکیل دهنده آن مواد را مشخص میکند. برای شناخت ساختار مواد ابتدا باید به نوع اتصالات بین اتمها و یونها پی برد . پیوند‌های شیمیایی، نحوه اتصال میان اتمها و یونها را مشخص میکنند. بنابراین تفاوت نوع اتصالات مختلف را در ویژگی‌های این پیوند‌ها میتوان مشاهده کرد. البته ذکر این نکته حائز اهمیت است که با دور شدن از سطح نانوذره فلزی شدت میدان الکترومغناطیسی ( به طور مشخص شدت میدان الکتریکی ) به صورت نمایی کاهش می‌یابد.در این نانو حجم ایجاد شده میدان الکترو مغناطیسی به صورت موضعی ، فشرده و بهبود یافته است.

نتیجه گیری :

الگوی میکرو/نانو یکی از تکنیک‌های کوچک سازی الگوها است ، به ویژه برای لوازم الکترونیکی. امروزه با استفاده از لیتوگرافی نرم به استانداردی در مهندسی مواد زیستی و تحقیقات بنیادی در زیست شناسی سلولی تبدیل شده است. به طور کلی از روش‌های سنگ نگاری استفاده می‌کند اما تکنیک‌های زیادی توسعه یافته است. ساخت دسته‌‌‌ای ریزساختارها به یک الگوی الگوی سطح کم هزینه و توان بالا نیاز دارد.

پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)

دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک