شناسایی نانو ذرات همگن و ناهمگن کلوئیدی با تقارن های متفاوت توسط نانورشته های دی الکتریک

به دلیل اینکه نانو ذرات کلوییدی در بسیاری از زمینه های علمی و تکنولوژیکی کاربرد فراوان دارند، آشکارسازی آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا، در بخش عمده ای از این پایان نامه یک نمونه از حسگرهای نانورشته اپتیکی، که می تواند برای آشکارسازی نانو ذرات کلوییدی محیط های زیستی و شیمیایی کاربرد داشته باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. در این رابطه توان پراکنده شده از این نانو ذرات اندازه گیری شد. نتیجه اندازه گیری نمودی از وجود نانو ذره و همچنین وسیله شناسایی آن اختیار شد. اینکار، نخست، با به کارگیری تیوری پراکندگی ریلی-گانس، برای نانو ذرات دی الکتریک کروی همگن و غیر همگن و نانو ذرات دی الکتریک میله ای شکل همگن انجام شد. سپس، با به کارگیری روش fdtd سنجش تغییر در اندازه توان پراکنده شده توسط نانو ذرات فلزی کروی شکل نسبت به نانو ذرات کروی شکل دی الکتریک انجام شد. در بسیاری مواقع نوک نانو رشته ساخته شده به شکل کاملا تخت نیست، بلکه شکل بیضی گون پیدا می کند این تغییر شکل می تواند در مقادیر پارامتر های انتشار نور، در داخل و بیرون نانورشته، اثر داشته باشد. به این دلیل، در بخشی از پایان نامه فوق به بررسی نور انتشار پیدا کرده در طول و همچنین نور خروجی از نوک نانو رشته های تخت و ریز عدسی دار، به ازای بیضی واری های مختلف، c، پرداخته شده است. علاوه بر این وابستگی زاویه بازشدگی نور خروجی از نوک نانو رشته ریز عدسی دار، وابستگی تغییر شدت های نور بازتابشی و نور گذر کرده از نوک آن و تلفات پدیدار شده ، نیز بررسی شدند. نشان داده شد که اندازه توان نور پراکنده شده از نانو ذرات مورد بررسی، به مقدار زیادی، به اندازه و نمار شکست آنها و همچنین به قطر و نمار شکست نانورشته های مورد استفاده بستگی دارد. همچنین نشان داده شد که نسبت بهینه ای از قطر نانورشته به طول موج نور ورودی وجود دارد که در آن نمار پراکندگی برای این نانو ذرات بیشینه می شود. نتایج بدست آمده نشان می دهند که محدوده توانایی این بررسی ها تا شناسایی یک تک مولکول قابل گسترش می باشد، این کار با بهینه ساختن طول موج نور جفت شده به نانو رشته و قطر نانو رشته مورد استفاده ، که باعث رسیدن به شدت مناسب نور پراکنده شده از این نانوذرات می شود، امکان پذیر است.