پژوهشگران دانشگاه اراک در تحقیقات خود به بررسی و شبیه‌سازی رفتار نوری نانوساختارهایی پرداخته‌اند که قادر باشد در محدوده‌های سرعتی بالاتر از مگاهرتز نیز به خوبی عمل کند. با تکمیل مطالعات و امکان تولید این نانوساختارها در مقیاس صنعتی، کاربرد ویژه‌ی آن‌ها در
اراک: گامی به سوی تولید نانوساختارهایی با قابلیت عملکرد در محدوده‌ی سرعت تراهرتز
مطالعه و بررسی ویژگی‌های اپتیکی در ساختارهایی با ابعاد نانو، مبنای دو علم نانو اپتیک و نانو فتونیک است. پیکربندی‌های اپتیکی به ابزارهایی نیازمند است که علاوه بر افزایش میزان ظرفیت ذخیره و سرعت پردازش داده‌ها، حجم کمی داشته و همچنین توان مصرفی آن‌ها اندک باشد.
به گفته‌ی دکتر حسین صادقی، یکی از محدودیت‌های موجود در علم الکترونیک، گستره‌ی سرعت عملیاتی آن است که حداکثر آن مگاهرتز است؛ اگرچه ابزار مورد استفاده در این حوزه نانومتری هستند. از طرفی در حوزه‌ی فوتونیک نیز با وجود سرعت عملیاتی بالا، کوچکی اندازه‌ی ابزار نهایتاً در محدوده‌ی میکرومتر است. به همین دلیل ساختارهایی مورد توجه هستند که از نظر اندازه در محدوده‌ی نانومتری بوده، اما سرعت عملیاتی بالاتر از مگا هرتز داشته باشند. این ساختارها در صورت برخورداری همزمان از این دو ویژگی می‌توانند برای خطوط انتقال و فرستنده‌ها و گیرنده‌های امواج در نواحی تراهرتز قابلیت کاربرد داشته باشند.
وی در ادامه افزود: «با توجه به مطالب ذکر شده، در این طرح به دنبال ایجاد ترکیبات نانوساختاری بودیم که از متوسط سرعت‌های عملیاتی بالایی برخوردار بوده و در محدوده‌ی بالاتر از تراهرز عملیاتی شوند. برای این منظور ترکیب‌های مختلف از مواد فلزی و مواد چلکوگونید (نوعی عایق) مدنظر قرار گرفته‌اند. به عبارتی ساده‌تر، خواص نوری نانوساختارهایی متشکل از ترکیب چند نیمه رسانای چلکوگونید/ فلز بررسی و شبیه سازی شده‌اند.»
در صورت تولید انبوه این نانوساختارها در کشور، صرف نظر از کاربردهای صنعتی مربوط به دستگاه‌های گیرنده و فرستنده و نانو آنتن‌ها، می‌توانند در ساخت حسگرهای زیستی در تشخیص توده‌های سرطانی در بافت‌های معیوب و تغییرات در محیط‌های حامل باکتری نیز استفاده شوند.
به گفته‌ی این محقق، مهم‌ترین خاصیت این ترکیبات که در روند مطالعات مورد ارزیابی قرار گرفته، پدیده‌ی پلاسمون سطحی در فرکانس‌های بالا بوده است. لازم به توضیح است که این رفتار مربوط به ساختارهای پلاسمونیکی نظیر ترکیب چلکوگونید با فلزات است که از یک طرف ابعادی زیر ۱۰۰ نانومتر و از طرف دیگر همانند مواد فوتونیک، که ابعادی بالای میکرومتر دارند، سرعت بالایی دارند.
این تحقیقات حاصل همکاری دکتر حسین صادقی، دکتر سید عبدالعلی ذوالانواری- اعضای هیأت علمی دانشگاه اراک- و روجا نوروزی و آیرین رنجگر- دانشجویان دکترای فیزیک این دانشگاه- است. نتایج مختلف این تحقیقات در مجلات متفاوت از جمله مجله‌ی Optik – International Journal for Light and Electron Optics (جلد ۱۲۶، شماره ۱۹، سال ۲۰۱۵، صفحات ۲۰۳۵ تا ۲۰۳۹) منتشر شده است.
به گفته‌ی دکتر حسین صادقی، یکی از محدودیت‌های موجود در علم الکترونیک، گستره‌ی سرعت عملیاتی آن است که حداکثر آن مگاهرتز است؛ اگرچه ابزار مورد استفاده در این حوزه نانومتری هستند. از طرفی در حوزه‌ی فوتونیک نیز با وجود سرعت عملیاتی بالا، کوچکی اندازه‌ی ابزار نهایتاً در محدوده‌ی میکرومتر است. به همین دلیل ساختارهایی مورد توجه هستند که از نظر اندازه در محدوده‌ی نانومتری بوده، اما سرعت عملیاتی بالاتر از مگا هرتز داشته باشند. این ساختارها در صورت برخورداری همزمان از این دو ویژگی می‌توانند برای خطوط انتقال و فرستنده‌ها و گیرنده‌های امواج در نواحی تراهرتز قابلیت کاربرد داشته باشند.
وی در ادامه افزود: «با توجه به مطالب ذکر شده، در این طرح به دنبال ایجاد ترکیبات نانوساختاری بودیم که از متوسط سرعت‌های عملیاتی بالایی برخوردار بوده و در محدوده‌ی بالاتر از تراهرز عملیاتی شوند. برای این منظور ترکیب‌های مختلف از مواد فلزی و مواد چلکوگونید (نوعی عایق) مدنظر قرار گرفته‌اند. به عبارتی ساده‌تر، خواص نوری نانوساختارهایی متشکل از ترکیب چند نیمه رسانای چلکوگونید/ فلز بررسی و شبیه سازی شده‌اند.»
در صورت تولید انبوه این نانوساختارها در کشور، صرف نظر از کاربردهای صنعتی مربوط به دستگاه‌های گیرنده و فرستنده و نانو آنتن‌ها، می‌توانند در ساخت حسگرهای زیستی در تشخیص توده‌های سرطانی در بافت‌های معیوب و تغییرات در محیط‌های حامل باکتری نیز استفاده شوند.
به گفته‌ی این محقق، مهم‌ترین خاصیت این ترکیبات که در روند مطالعات مورد ارزیابی قرار گرفته، پدیده‌ی پلاسمون سطحی در فرکانس‌های بالا بوده است. لازم به توضیح است که این رفتار مربوط به ساختارهای پلاسمونیکی نظیر ترکیب چلکوگونید با فلزات است که از یک طرف ابعادی زیر ۱۰۰ نانومتر و از طرف دیگر همانند مواد فوتونیک، که ابعادی بالای میکرومتر دارند، سرعت بالایی دارند.
این تحقیقات حاصل همکاری دکتر حسین صادقی، دکتر سید عبدالعلی ذوالانواری- اعضای هیأت علمی دانشگاه اراک- و روجا نوروزی و آیرین رنجگر- دانشجویان دکترای فیزیک این دانشگاه- است. نتایج مختلف این تحقیقات در مجلات متفاوت از جمله مجله‌ی Optik – International Journal for Light and Electron Optics (جلد ۱۲۶، شماره ۱۹، سال ۲۰۱۵، صفحات ۲۰۳۵ تا ۲۰۳۹) منتشر شده است.
