شبیه سازی و تحلیل پارامترهای موثر بر پاسخ طیفی فاکتورتقویت میدان الکتریکی در یک سیستمAFM-TERS پیشنهادی

سال انتشار: 1401
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 297

فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JIPET-13-50_008

تاریخ نمایه سازی: 19 مهر 1400

چکیده مقاله:

یکی از پیشرفت­های مهم سال­های اخیر در دستگاه رامان، تلفیق آن با میکروسکوپ پروب روبشی(SPM)  به­­خصوص میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بوده ­است. میکروسکوپ نیروی اتمی در حال حاضر به­عنوان یکی از بهترین روش­های تصویر­برداری برای مطالعه توزیع ناهمگون سطح در ابعاد نانو شناخته می­شود. در سال­های اخیر دانشمندان بر روی به­دست آوردن فاکتور تقویت میدان الکتریکی بیشتر متمرکز شده­اند تا آنجا که آشکارسازی و نقشه­برداری از یک مولکول تنها با این روش امکان­پذیر شده است. در نتیجه رزولوشن فضایی جهت تشخیص در مقیاس زیر ­مولکول ­­­در حال بهبود است. در این مقاله با استفاده از روش محاسباتی تفاضلی محدود در حوزه زمان(FDTD)  اثر تغییر پارامترهای پروب مثل زاویه مخروط، شعاع تیپ و جنس آن بر میزان شدت میدان الکتریکی نزدیک به نوک پروب مورد بررسی قرار گرفته ­است. در نهایت­­­­ ­­­پس از یافتن بهترین ساختار تیپ و نوع پلاریزاسیون نور تابشی، اثر استفاده از زیر­لایه در سیستم طیف­سنجی رامان تقویت­ شده سوزنی(TERS) پیشنهادی بررسی شده است. نتایج شبیه­سازی­­­­­ها نشان می­دهد که با توجه به ابعاد تیپ انتخاب شده از بین زاویه­های مخروط بررسی شده زاویه مخروط ۳۰ درجه بیشترین میزان تقویت میدان الکتریکی در نوک تیپ را ایجاد می­کند. همچنین به­کار بردن منبع نور تابشی با پلاریزاسیون دایره­ای و استفاده از زیرلایه از عوامل بسیار موثر جهت بهبود فاکتور تقویت میدان الکتریکی هستند. در انتها برای ساختار طراحی شده ماکزیمم مقدار فاکتور تقویت میدان الکتریکی ۱۰۴×۲/۳ به­دست آمده است، که این مقدار در مقایسه با نتایج گزارش شده در مطالعات قبلی بهبود قابل توجه داشته­ است.

کلیدواژه ها:

تشدید پلاسمون های سطحی محلی ، طیف سنجی رامان تقویت شده سوزنی ، نوک تیپ ، میکروسکوپ نیروی اتمی

نویسندگان

محسن کاتبی جهرمی

گروه مهندسی برق- واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

رحیم غیور

گروه مهندسی برق- واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

زهرا عادل پور

گروه مهندسی برق- واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Schmitt, J. Popp, “Raman spectroscopy at the beginning of the ...
  • Gao, W. Lin, J. Wang, R. Wang, J. Wang, “Principle ...
  • F. Shao, R. Zenobi, “Tip-enhanced raman spectroscopy: Principles, practice, and ...
  • Shen, X. Zi, M. Du, L. Zhang, Y. Shen, M. ...
  • Mauser, A. Hartschuh, “Tip-enhanced near-field optical microscopy”, Chemical Society Reviews, ...
  • Petry, N.C. Oliveira, A.C. Alves, A.G.S. Filho, D.S.T. Martinez, G. ...
  • Kumar, S. Mignuzzi, W. Su, D. Roy, “Tip enhanced Raman ...
  • Kazemi-Zanjani, S. Vedraine, F. Lagugné-Labarthet, “Localized enhancement of electric field ...
  • Najjar, D. Talaga, L. Schue, Y. Coffinier, S. Szunerits, R. ...
  • Wang, D. Zhang, K. Braun, H. J. Egelhaaf, C.J. Brabec, ...
  • Lee, R. D. Hartschuh, D. Mehtani, A. Kisliuk, J.F. Maguire, ...
  • Okuno, Y. Saito, S. Kawata, P. Verma, “Tip-enhanced Raman investigation ...
  • Su, D. Roy, “Visualizing graphene edges using tip-enhanced Raman spectroscopy”, ...
  • Zhang, Y. Zhang, Z.C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L.G. ...
  • Huang, M. Bates, X.W. Zhuang, “Super-resolution fluorescence microscopy”, Annual Review ...
  • Kumar, B.M. Weckhuysen, A.J. Wain, A.J. Pollard, “Nanoscale chemical imaging ...
  • Kim, C. Lee, B.G. Jeong, S.H. Kim, M.S. Jeong, “Fabrication ...
  • Lu, W. Zhang, J. Zhang, M. Liu, L. Zhang, T. ...
  • Yang, J. Aizpurua, X. Hongxing, “Electromagnetic field enhancement in TERS ...
  • Y. Meng, T.X. Huang, X. Wang, S. Chen, Z.L. Yang, ...
  • Bruzzone, M. Malvaldi, G.P. Arrighini, C. Guidotti, “Theoretical study of ...
  • S. Kunz, R.J. Luebbers, “The finite difference time domain method ...
  • Yee, “Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell's ...
  • M. Sullivan, “Electromagnetic simulation using the FDTD method”, ۲th Edition, ...
  • Monsefi, M. Otterskog, S. Silvestrov, “Direct and inverse computational methods ...
  • B. Johnson, R.W. Christy, “Optical constants of the noble metals”, ...
  • Zhan, “Cylindrical vector beams: from mathematical concepts to applications”, Advances ...
  • Richards, E. Wolf, “Electromagnetic diffraction in optical systems. II. Structure ...
  • Youngworth, T. Brown, “Focusing of high numerical aperture cylindrical-vector beams”, ...
  • M. Sartin, H. Su, X. Wang, B. Rena, “Tip-enhanced Raman ...
  • نمایش کامل مراجع