در این مقاله بر اساس ویژگی غیرخطی گرافن و قراردادن لایه¬ای از گرافن بر روی بستر مناسب، یک موجبر پلاسمونیکی مبتنی بر گرافن شناور جهت تولید هارمونیک سوم برای اولین‌بار پیشنهاد شده است. نقش پارامترهای مختلف گرافن تک‌لایه در خاصیت رزونانس و رسانایی غیرخطی گرافن تعیین شده است. نشان‌داده‌شده است که با تغییر پتانسیل الکتروشیمیایی گرافن (μcg)، می‌توان THG را که بر اساس خواص غیرخطی گرافن تک‌لایه است، تنظیم کرد. روش محاسباتی تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) برای شبیه‌سازی عددی و تجزیه‌وتحلیل ساختار پیشنهادی در محدوده طول‌موج مادون‌قرمز میانی استفاده شده است. در شبیه‌سازی‌های ما بهره توان تبدیلی در حدود 48.08- دسی‌بل محاسبه شد که افزایش قابل‌توجهی نسبت به سایر منابع نشان می‌دهد. استفاده از نمونه‌های گرافن باکیفیت بالا و شناور کردن آنها و در نهایت استفاده از دی‌الکتریک Si3N4 عملکرد ساختار پیشنهادی را در مقایسه با سایر مراجع، بهبود بخشیده است. نتیجه این کار می‌تواند برای توسعه طیف وسیعی از برنامه¬های کاربردی مهم مانند تولید فرکانس جدید، طیف‌سنجی، سنجش شیمیایی و سوئیچ‌ها در محدوده فرکانسمادون قرمز میانی مورداستفاده قرار گیرد. Manuscript profile

یکی از پیشرفت های مهم سال های اخیر در دستگاه رامان، تلفیق آن با میکروسکوپ پروب روبشی (SPM) به خصوص میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بوده است. میکروسکوپ نیروی اتمی در حال حاضر به عنوان یکی از بـهترین روش های تصویر برداری برای مطالعه توزیع ناهمگون سطح در ابعاد نانو شناخته می شود. در سال های اخیر دانشمندان بر روی به دست آوردن فاکتور تقویت میدان الکتریکی بیشتر متمرکز شده اند تا آنجا که آشکارسازی و نقشه برداری از یک مولکول تنها با این روش امکان پذیر شده است. در نتیجه رزولوشن فضایی جهـت تشخیص در مقیاس زیر مولکول در حال بهـبود است. در این مقاله با استفاده از روش محاسباتی تفاضلی محدود در حوزه زمان (FDTD) اثر تغییر پارامترهای پروب مثل زاویه مخروط، شعاع تیپ و ‌‌جنس آن بر میزان شدت میدان الکتریکی نزدیک به نوک پروب مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت پس از یافتن بهترین ساختار تیپ و نوع پلاریزاسیون نور تابشی، اثر استفاده از زیر لایه در سیستم طیف سنجی رامان تقویت شده سوزنی (TERS) پیشنهادی بررسی شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که با توجه به ابعاد تیپ انتخاب شده از بین زاویه های مخروط بررسی شده زاویه مخروط 30 درجه بیشترین میزان تقویت میدان الکتریکی در نوک تیپ را ایجاد می کند. همچنین به کار بردن منبع نور تابشی با پلاریزاسیون دایره ای و استفاده از زیرلایه از عوامل بسیار موثر جهت بهبود فاکتور تقویت میدان الکتریکی هستند. در انتها برای ساختار طراحی شده ماکزیمم مقدار فاکـتور تقویت میدان الـکـتریکی 104×2/3 به دست آمده است، که این مقدار در مقایسه با نتایج گزارش شده در مطالعات قبلی بهبود قابل توجه داشته ‌‌‌‌‌‌ است. Manuscript profile

Abstract: Water is an urgent human need; however, many people have difficulties gaining access to the safe and clean drink water. One of the most innovative techniques to solve this problem is known as biomolecular detection method. This can be followed through monitoring subtle changes in the refraction indices. In the present study, based on synthesis of gold nanoparticles (Au-NPs) on a grating structure sensor is proposed. The proposed structure operates as a refractive index (RI) sensor for detection of waterborne bacteria. Afterwards, we proceed with a cleverly designed RI biosensor optimized for waterborne diseases caused by Escherichia coli (E. coli) pathogen. This bacterial pathogen of various concentrations would be detectable by the proposed biosensor. Hence, the present study would lead to the development of plasmonic sensor with a sensitivity of as high as 467.1 nm/RIU (refractive index unit), in near-infrared region (NIR). In fact, the structure is capable of detecting a single bacterium contamination and determining the concentration level of bacterial spectrum in drinking water, as well. Manuscript profile