مدلسازی محاسباتی نانوحسگرزیستی با سازوکار تغییررسانش الکتریکی

حسگرزیستی با سازوکار تغییر رسانش الکتریکی تاریخچهای چهل ساله دارد اما تنها پس از ساخت ورارسان این حسگرها از نانوساختارهای تک بعدی بود که توجه قابل توجهی به خود جلب کردند. در دهه گذشته، مطالعات تجربی گوناگونی برای نمایشقابلیت های این دست از حسگرها انجام شده است. اما در این مطالعات، کمتر اثر عوامل تاثیرگذار بر عملکرد حسگر و سازوکار عملکردی آن بررسی شده است. ابزارها و مفاهیممحاسباتی در کنار ابزار تجربی درک سازوکار عملکردی این حسگر و تاثیر عوامل گوناگون بر عملکرد آن را تسهیل میکند. اما به دلیل پیچیدگی و بزرگی ساختار مورد بررسی،مطالعات محاسباتی در این حوزه بسیار محدود انجام شده است. در این مقاله، نانوحسگرزیستی مبتنی بر تغییر رسانش الکتریکی برای تشخیص تک رشته دیانای بررسی میشود. حسگر از یک نانولوله کربنی نیمهرسانا مابین دو الکترود طلا تشکیل شده است. از تک رشته مکمل تک هدف رشته بعنوان گیرنده اختصاصی استفاده شده است. برای اتصال تک رشته گیرنده به نانولوله کربنی از دو نوع مولکول رابط کووالانس و غیرکووالانس استفادهمی شود. اثر نوع مولکول رابط بر حساسیت حسگر با استفاده از تابع گرین غیرتعادلی و تئوری تابعی چگالی سنجیده میشود. نتیجه محاسبات نشان میدهد که حساسیت حسگر بامولکول رابط کووالانس 07 % است این در حالی است که حساسیت حسگر با مولکول رابط غیرکووالانس در حدود 29 % است که نشان دهنده مزیت مولکول رابط کوالانس برای اتصال تک رشته گیرنده به نانولوله کربنی است.

کلیدواژه ها:

نانوحسگرزیستی ، تغییر رسانش الکتریکی ، انتقال کوانتومی ، نانولوله کربنی و مولکول رابط