صفحه اصلی
طراحی و ساخت سلول های اتمی و اتمی پلاسمونی به عنوان هسته ها حسگرهای فوق حساس
  • 23435 بازدید

برای نخستین بار در کشور در در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی:

طراحی و ساخت سلول های اتمی و اتمی پلاسمونی به عنوان هسته ها حسگرهای فوق حساس

​​​​​​​

سلول‌های اتمی و اتمی پلاسمونی به عنوان هسته‌ها حسگرهای فوق حساس، برای نخستین بار در کشور و در منطقه خاورمیانه، در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی و با حمایت ستاد فوتوینک و مواد پیشرفته  طراحی و ساخته شد.

از جمله بخش‌های مورد نیاز در حوزه حسگرها و ادوات کوانتومی نیاز به مجتمع‌سازی و کاهش ابعاد فیزیکی پایین این ادوات است. راهکارهای گوناگونی در دنیا برای این منظور پیشنهاد شده و درحال توسعه است که یکی از این حوزه‌ها، استفاده از ظرفیت نانوفوتونیک در طیف سنجی اتمی است؛ به‌عنوان مثال استفاده از موجبرهای میکرونی برای هدایت نور و اندرکنش با بخار اتمی از جمله مواردی بوده که با موفقیت روبه رو بوده؛ همچنین از موارد با قابلیت بسیار زیاد می‌توان به برهمکنش تک اتم با مدهای کاواک اشاره کرد. یکی از موارد بسیار جذاب تسهیل کننده این ایده، استفاده از مدهای پلاسمونی به عنوان یک کاواک با قابلیت جفت‌شدگی آسان با گذارهای اتمی اشاره کرد. ایجاد جفت‌شدگی اتم با مد کاواک پلاسمونی نیاز به پیش شرایطی مانند شناخت کافی از انواع نانو ساختارهای پشتیبانی کننده از مدهای پلاسمونی و مشخصات مدهای پلاسمونی دارد که باید به دقت به آن پرداخته شود.

 باید توجه داشت که تاکنون کارهای زیادی به منظور به دام‌اندازی و سرمایش لیزری اتم‌ها با کمک امواج پلاسمون سطحی انجام شده است و این موضوع نوید بخش نسل جدید حسگرهای کوانتومی خواهد بود که مشخصه اصلی حساسیت فوق‌العاده را به همراه ابعاد کوچک خواهد داشت. همچنین تاکنون پتانسیل بالایی در ترکیب مدهای میرا در نانوساختارها با گذارهای اتمی وجود دارد که این مورد به خوبی در آزمایشگاه مگنتوپلاسمونیک در دانشگاه شهید بهشتی و با حمایت ستاد فوتونیک و مواد پیشرفته مورد مطالعه قرار گرفته و نتیجه مطالعات برهمکنش موج میرا با بخار اتمی در مقالات معتبر به چاپ رسیده است؛ به‌عنوان مثال امکان سنجش فوق دقیق قطبش موج میرا ناشی از بازتاب کلی از سطح منشور، با کمک طیف‌سنجی اتمی با موفقیت نشان داده شد.

به طور کلی قدم‌هایی برداشته شده در آزمایشگاه مگنتوپلاسمونیک در حوزه اندرکنشهای کوانتومی اتم‌ها با امواج موجبری و فضای ازاد نور را می‌توان به شکل زیر برشمرد:

1-     توانایی ساخت محفظه‌های با فشار پایین بخار اتمی روبیدیوم با ابعاد میلیمتری و میکرونی و همچنین محفظه های دوگانه با امکان جفت سازی کوانتومی اتم با مد موجبری پلاسمون سطحی و یا میرا و یا سایر مدهای موجبری

2-     ساخت و کار با گرمکن متناسب با طیف سنجی بخار اتمی به منظور داده برداری فلورسانسی و عبوری.

3-     دور زدن پهن شدگی داپلری با کمک میکرو سلول روبیدیوم.

 4-    جفت شدگی اتم با موج میرا و طیف سنجی موج میرا و امکان بررسی اندرکنش واندوالس اتم با سطح.

5-     جفت سازی تراز گسسته کوانتومی با تراز پیوسته پلاسمونهای سطحی و ایجاد تداخل فوق حساس فانو به منظور بهره گیری در حسگری کوانتومی از جمله حسگری میدان مغناطیسی.

​​​​​​​

افزودن نظرات