در تحقيقي مشترك در ايران و سوييس روش محاسباتي جديدي براي مدل‌سازي برهم‌كنش نور با نانوساختارها ارائه شد

واضح آرشیو وب فارسی:ايسنا: در تحقيقي مشترك در ايران و سوييس روش محاسباتي جديدي براي مدل‌سازي برهم‌كنش نور با نانوساختارها ارائه شد
خبرگزاري دانشجويان ايران - تهران
سرويس: پژوهشي

پژوهشگران دانشگاه خليج فارس در پژوهشي با همكاري محققان نانواپتيك و اپتيك محاسباتي دانشگاه اي.تي.اچ زوريخ، فرمول‌بندي جديدي ارائه كرده‌اند كه با استفاده از آن مي‌توان شبيه‌سازي برهم‌كنش نور با نانوساختارها را با دقت بسيار بالا بر روي رايانه‌هاي معمولي اجرا كرد.

به گزارش خبرنگار فن‌آوري خبرگزاري دانشجويان ايران(ايسنا)، اين فرمول‌بندي كه مربوط به تعريف خواص اپتيكي سلول‌هايي است كه در مرز اجسام به طور جزيي اشغال شده‌اند، امكان شبيه‌سازي با سلول‌هاي درشت‌تر را فراهم مي‌كند.

دكتر احمد محمدي، عضو هيات علمي گروه فيزيك دانشگاه خليج فارس كه با بازنويسي روش (FDTD (finite-difference time-domain بر اساس معادلات انتگرالي ماكسول و اعمال شرايط مرزي، موفق به ارائه اين فرمول‌بندي جديد شده است، اظهار داشت: مطالعه برهم‌كنش نور با نانوذرات طلا، چگونگي تشكيل پلاسمون سطحي و ارتباط آن با خواص فيزيكي نانوذره (اندازه، شكل و خواص اپتيكي نانوذره و محيط اطراف) از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. تنظيم و كنترل پلاسمون سطحي در نانوذرات فلزي (مانند طلا و نقره) كاربردهاي بسياري از قبيل انتشار نور در ابعاد نانو (زير حد پراش)، درمان تومور، تشخيص آلاينده‌ها، حسگرها و المان‌هاي نانوفتونيك مانند سوئيچ، فيلتر در ابعاد نانو جهت ساخت مدارهاي مجتمع نانوفتونيكي و غيره را به همراه دارد.

وي گفت: از سويي ديگر در بسياري از مسائل مهم نانواپتيك كه نيازمند محاسباتي با دقت بالا نياز هستند، به‌ كارگيري روش FDTD استاندارد امكان‌پذير نيست. دليل اين امر حجم بسيار بالاي فضاي محاسباتي و نياز به حافظه و سرعت بالاي پردازنده است.

محمدي خاطرنشان كرد: با به كارگيري روش ارائه شده در اين كار تحقيقاتي براي مدل‌سازي برهم كنش نور با نانوساختارها، مي‌توان پارامترهاي مناسب نانوساختار را با توجه به كاربرد مورد نظر به طور دقيق تعيين كرد؛ بدين ترتيب هزينه بسيار بالاي طراحي و ساخت قطعات نانومتري را به طور قابل ملاحظه‌اي كاهش مي‌يابد. از اين‌ رو مؤسسات تحقيقاتي و صنعتي فعال در اين زمينه مي‌توانند از نتايج اين پژوهش استفاده كنند.

دكتر محمدي در ادامه درباره نحوه انجام اين تحقيق و به دست آوردن معادله به هنگام‌سازي ميدان‌ مغناطيسي، گفت: در اين كار تحقيقاتي، فرمول‌بندي جديدي با تركيب روش Z-Transform(جهت وارد كردن فلز به فضاي (FDTD) و روش Contour Path (جهت اعمال شرايط مرزي مناسب در مرز فلز- دي‌الكتريك) براي معادلات به هنگام‌سازي ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي در سلول‌هاي واقع در مرز فلز- دي‌الكتريك كه به طور جزئي اشغال شده‌اند، ارائه شده است.

وي خاطرنشان كرد: براي اين كار، ابتدا با استفاده از شكل انتگرالي قانون آمپر، رابطه ميان ميدان‌ مغناطيسي و بردارهاي جابه‌جايي الكتريكي واقع در درون و بيرون فلز، به دست آمده است؛ سپس با استفاده از شرايط مرزي، ارتباط بين اين دو بردار پيدا شده و فقط يكي از اين دو (و يا متوسط آنها) در حافظه ذخيره مي‌شود.

دكتر محمدي خاطرنشان كرد: با استفاده از روابط ساخت‌مندي در فضاي Z و شرايط مرزي، ميدان‌هاي الكتريكي درون و بيرون فلز از بردار جابه‌جايي الكتريكي ذخيره شده، محاسبه مي‌شود. در پايان با به كارگيري شكل انتگرال‌گيري قانون فاراده، معادله به هنگام‌سازي ميدان‌ مغناطيسي به دست مي‌آيد.

اين پژوهش با همكاري دكتر تهمينه جلالي، دكتر ماريو آجيو ازگروه نانواپتيك دانشگاه اي.تي.اچ زوريخ (زير نظر استاد وحيد صندوقدار) و استاد كريستين هافنر از گروه اپتيك محاسباتي دانشگاه اي.تي.اچ زوريخ انجام شده است.

به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، جزئيات اين طرح كه از حمايت‌هاي تشويقي ستاد بهره‌مند شده، در مجله OPTICS EXPRESS (جلد 16، شماره 10، صفحات7406 -7397) منتشر شده است.

انتهاي پيام
يکشنبه 10 شهريور 1387

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: ايسنا]

[مشاهده در: www.isna.ir]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 285]