بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
بسم الله الرحمن الرحیم
اسلاید 2 :
برهمکنش مولکول ها با پلاسمون ها
و کاربردهای آن
اسلاید 3 :
منشاء فیزیکی پلاسمون پلاریتون ها
فهرست مطالب
برهمکنش پلاسمون-مولکول بدون کوپل رزونانسی
برهمکنش پلاسمون-مولکول با کوپل رزونانسی
اثرات کوانتومی در SPRها
اسلاید 4 :
منشاء فیزیکی پلاسمون پلاریتون ها
اسلاید 6 :
برای یک پلاسمای همگن و شبه خنثی در دمای صفر، فرکانس پلاسما الکترون:
:Bohn–Grossرابطه انتشار
ناحیه طول موج کوتاه
ناحیه طول موج باند
منشاء فیزیکی پلاسمون پلاریتون ها
اسلاید 8 :
پلاسمون در سطح یک فلز
از آنجایی کهSPP به لایه هادی محدود است، باید با مؤلفه موازی با سطح نور تابشی برابر باشد:
surface plasmon resonance(SPR)
اسلاید 9 :
شرایط مرزی:
معادلات ماکسول:
رابطه پخش شدگی SPPها:
اسلاید 10 :
در این موارد، غالباً از نظریه تابع چگالی وابسته به زمانTDDFT) ) استفاده می شود:
پاسخ چگالی
آشفتگی خارجی
حساسیت
میکروسکوپی
پتانسیل آشفتگی موثر
زمان شروع در t = 0
دافعه الکترونی
انرژی تغییر همبستگی
اثرات کوانتومی در SPRها
اسلاید 11 :
سطح فلز، یک دهنده الکترون ایده آل است و می تواند در حضور مولکولهای آلی الکترون دوست (electrophil) پیوند شیمیایی برقرار کند.
جذب فیزیکی
حتی اگر یک مولکول آلی از نظر شیمیایی بی اثر باشد، هنوز برهمکنش الکترواستاتیک غیرکووالانسی وجود دارد
تعاملات پلاسمون-مولکول را می توان به دو نوع تقسیم نمود:
اثرات کوانتومی در SPRها
اسلاید 12 :
مولکول می تواند به عنوان یک واسط دی الکتریک اطراف سطح پلاسمونی رفتار کند
برهمکنش پلاسمون-مولکول بدون کوپل رزونانسی
در کوپل غیر رزونانسی
فلز
پاسخ دی الکتریک مولکول ها را با پراکندگی میدان نزدیک و قطبش میدان دور، به شدت تحت تاثیر قرار می دهد
متداول ترین کاربرد
بیوسنسور
تغییر پلاسمون وابسته به ضریب شکست(RIDPS)
طیف سنجی رامان با سطح تحریک شده غیر رزونانس (NR-SERS)
اسلاید 13 :
برهمکنش پلاسمون-مولکول بدون کوپل رزونانسی
سنجش ضریب شکست جذب کننده های آلی با استفاده از ذرات فلز نجیب
نوسان الکترون های جابه جا شده در SPP، حول یک حالت تعادل انجام می شود
نیروی هسته ها
اگر یک واسط دی الکتریک در سمتی که نور به آن می تابد وجود داشته باشد
ایجاد دوقطبی در دی الکتریک
کاهش موثر نیروی بازگرداننده
ذرات یک فلز نجیب(حامل پلاسمون)
درون یک محلول (دی الکتریک)
ایجاد یک شیفت قرمز در طول موج پلاسمون
اسلاید 14 :
برهمکنش پلاسمون-مولکول بدون کوپل رزونانسی
سنجش ضریب شکست جذب کننده های آلی با استفاده از ذرات فلز نجیب
می توانیم تغییرات طول موج پلاسمون با ضریب شکست را به صورت خطی مدل کنیم
اگر شیفت پلاسمون خیلی زیاد نباشد (order:100nm)
نانوذرات طلا در محلول آب-گلیسیرین
نانومیله به طول 40nm و قطر 17nm
محلول 100% آب
طول موج 653nm
محلول90% گلیسیرین و 10% آب
طول موج 671nm
اسلاید 15 :
سنجش ضریب شکست جذب کننده های آلی با استفاده از ذرات فلز نجیب
حساسیت ضریب شکست، به شکل نانو ذره بستگی دارد
نانومیله طلا
نانوهرم(سطح مقطع مربعی) طلا
طول 189nm و قطر 40nm
طول 40nm و قطر 17nm
H.Chen, G.C.Schatz and M.A.Ratner, Experimental and theoretical studies of plasmon–molecule interactions, IOPscience, 2012
اسلاید 16 :
سنجش ضریب شکست جذب کننده های آلی با استفاده از ذرات فلز نجیب
حساسیت ضریب شکست، به جنس نانو ذره نیز بستگی دارد
K.Sugawa, H.Tahara, A.Yamashita and et al, Refractive Index Susceptibility of the Plasmonic Palladium Nanoparticle, ACS(American Chemical Society), 2015
اسلاید 17 :
تحریک الکترومغناطیسی SERS
وقتی که موج صفحه ای با دامنه میدان E و فرکانس زاویه ای به یک مولکول نوسانی برخورد می کند:
ممان دو قطبی
قابلیت قطبیده شدن مولکول
پراکندگی Rayleigh
شیفت anti-Stokes و Stokes
می تواند با طیف سنجی رامان تشخیص داده شود
اسلاید 18 :
تحریک الکترومغناطیسی SERS
