کاربرد نانو ذرات پلاسمونیک در ادوات الکترونیکی

صفحه 1:
گنرد تانوذرآت پلاسسونیک در آدوات: الکتروتتگب oie aes ‏هادی بشیری‎ استاد: پرفسور شهرام محمد نژاد سعد موتدسى برق :وال#ترواك باعل و صعت ايران 1 بهار 1354 

صفحه 2:
سرفصل مطالب موه *انواع پلاسمون معوامل موتر بز بانج طیمی نانودزات پلانسیوتیک *آشکارسازهای نوری پلاسمونیک *سلول های خورشیدی پلاسمونیک «لیتوگرافی با ذرات پلاسمونیک 

صفحه 3:
* تعریف: پلاستضوتيك علمن آینت که به مطالعه:بزهم کش:تور با ساختارهاي فلزي مي پزدازو: این :بزهم كتين بين د« باعث ایجاد نوسانات تجمعي الکترون هاي باند ظرقیت فلز مي شود. پلاسمون ها, نوسانات جمعي الکترون هاي لایه رسانايي هستند که در اثر قرار گرفتن فلز در میدان خارجي ب آمده اند بسامد اين نوسانات منطبق بر بسامد پلاسماي ماده است. Asp 2 الوطم - +++ +++ ‎H 3-3‏ (۵)ب> ‎ 

صفحه 4:
سمون های نانو ذرات طلا نور سبز را منعکس و نور قرمز را عبور می دهند.هنگامیکه نور از بیرون به کاپ برخور ن کند سبز رنگ به نظر میرسد و هنگامیکه نور به درون آن تابیده می شود قرمز به نظر می رسد (روم باستان) تفاده از نانو ذرات طلا به عنوان رنگدانه در شيشه های پنجره (قرن 17 میلادی در نتردام) 

صفحه 5:
چرا از پلاسمونیک استفاده می کنیم؟ «ظول نوع بلند يون ( جمد كرويوين سیم از بویته | ]لکیرویك يوري دن معيانين نابو يتن تتم *يك رآه ممکن براي غلبه بر این محدودیت تبدیل کزدن تور به پلاسما بود. *پلاسما طول موج بسیار كوتاهتري نسبت به نور دارند و مي تولنند مانند يك سیگنال الكترونيكي منتشر شو: *طول موج الکترون هاي منتشر شده پلاسما در حد چند نانومتر است 

صفحه 6:
انواع پلاسمون پلاسمونیک به دو جزء تفسیم می شود : 1 پلاسمون های سطحی ‎(Surface Plasmon)‏ پلاسمون هاى سطحى موضعى (5111866 106211260 (Plasmon Surface Plasmon) yalaw sl ‏پلاسمون پلاریتون‎ 2 (Polariton 

صفحه 7:
انواع پلاسمون ثر پلاسمون های سطحی: 1) پلاسمون های سطحی نوسانات همدوس الکترون های تراز هدایت سطح یک فلز هستند که با تحريك نور (پرتو الکترومغناطیسي) برسطح مشترك فلز-نیمه هادي ایجاد مي شوند. 

صفحه 8:
انواع پلاسمون ون پلاریتون های سطحی : حریک های الکترومغناطیسی هستند که به الکترون های آزاد جمع شونده و نوسان کننده سطحی در فلزات تزویج ی شوند تا بتوانند به طور طولی در سطح تقاطع فلزدی الکتریک انتشار یابند. Planar Plasmons 

صفحه 9:
انواع پلاسمون + پلاسمون ها درون ماده با فرکانس ,» نوسان می کنند که توسط چگالی وجرم موثر الکترون های آزادتعیین می شا ۳ رم 7 ‎DE,‏ * فرکانس نوسانات پلاسمون های سطحی در نانوذرات ‎Soh oo Gla wad ales aug‏ ع ‎ont = [ane‏ مور 3 ‎par‏ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 10:
عوامل موثر بر پاسخ طیفی نانوذرات پلاسمونیک "اثر محیط بيك رزونانس پلاسمون هاي سطحي با تغيبر ويزكي دي الكتريك ماده و شرايطي كه در آن قرار گرفته است از جمله زیرلایه , حلال و ماده جاذب نور تغییر مي کند. a b Seattered Light (normalized) oD ۱ 0 “0 sco 1 ‘Wavelength (am) شيفت طول موج نانوذره كروي نقره در محيط هوا (2) به محیط روغني با ‎Lb‏ بل مق 10 ‎ 

صفحه 11:
11 ااا 9 “nm shel ‘Semel inion (Unite) Figure | Caledaed opal retonances of sia core, old shall osha over 2 range af cove مه سوت اش 

صفحه 12:
عوامل موثر بر پاسخ طیفی نانوذرات پلاسمونیک ثر ترکیب نانوذره, اندازه و شکل نانو ذره بر شکل طیف نوري و به ویژه طول موح رزونانس 2 12 

صفحه 13:
كاربردهاي نانوذرات پلاسمونيك «ويزكي ‎elo‏ شاخضن نانو درات طوجب :هي شود که کاربرد گسترده اي دزد *میکرو الکترونيك *سنسورهاي شيميايي *ليزرهاي نقاط کوانتومي *لیتوگراقی *سلول هاي خورشيدي *آشكارسازهاي نوري و... 13 

صفحه 14:
آشکار سازهاي نوري پلاسمونيك با قرار دادن یک لایه نیمه هادی جاذب نور در حد نان بین دو الکترود با فاصله کم, می توان به یک آشکارساز ۸۹۸۸ با راندمان بیش از 9۵50 و فرکانس قطع بزرگتر از 300 6112 دست یافت.(2004) * این ساختار برای طول موج ۸0020 طراحی شده است. *نوسانات 5۳۳ بین توری براگ (صفحات متناوب در راستای انتشار موج) فلزی بالایی و پایینی ساختار که برای این نوسانات به صورت آیینه عمل می کند, به دام افتاده و باعث می شوند تا 

صفحه 15:
آشکار سازهاي نوري پلاسمو: در سال 2010, یک ساختار آشکارساز ۸54 باتوری براگ فلزی يبشنهاد داده شد .تشعشعات ‎٩۳۳‏ بوجود آمده در مرز نیمه های و فلز توری براگ شده, باعث می شود تا ضریب جذب نسبت به ‎ly MSM‏ با روزنه زیر طول موج و بدون توری براگ فلزی. 16 برابر بهیود پید كند. ‎ ‎15 ‎ 

صفحه 16:
آشکار سازهاي نوري پلاسمونيك یه جای استفاده از ساختار توزی براگ دوتاین, از یک ساختار مقنایه با شکل:زیز استفاده شود که در آن به جای استفاده از لایه توری پراش دوم از نانو ذرات استفاده شده است.تشعشعات پلاسمونیک در این لها باعت بهیود پیشتر هریت" جدب مت:شود: (2033] ءضریب جذب نسبت به 1514های معمولی, 28 برابر و نسبت به ‎L MSM‏ نانوتوری پراش فلزی و زوزنه زیز طول موج: 3.5 بزابز بهبود يافته است 16 

صفحه 17:
سلول هاي خورشيدي پلاسمونيك پلاسمون های سطحی در سلول های خورشیدی Dye-sensitized solar cells Organic or hybrid solar cells 17 

صفحه 18:
سلول هاي خورشيدي پلاسمونيك *استفاده از نانو ذرات پلاسمونیک در سلول های خورشیدی نازک. *در اين سلول ها بخش عمده ای (حدود 9660) از نو تبیده شده از سلول خورشیدی عبور می 5 *براى به دست آوردن بازدهى بالاتر طيف نورى با طول موج عبورى را با نانوذرات فلزى به درون مدیوم انعکاس داده می شود Incoming light “Reflection 18 

صفحه 19:
*استفاده از نانو ذرات پلاسمونیک در سلول های خورشیدی نازک سیلسیوم *در اين ساختار نور را هم از جلو هم از يشت سلول مى توان تاباند *ضخامت لايه تله نور 1200-750 نانومتر است 1 Incident light Detached Ag mirror ‘Ag nanoparticles 19 

صفحه 20:
نتایج اندازه گیری افزایش راندمان با استفاده با استفاده از نانو ذرات در ساختار های مختلف بازدهی کوانتومی تا 5 در صد افزايش ۰ درصد افزايش جریان اتصال کوتاه ۰ درصد آن به دلیل تله انداختن نور بوده است | Front NP ‏«رصد بخاظر پوبفتش طذ اتعکاس‎ * a4 Rear NP : | ference ‏و‎ 3 —*— Rear NP + Mirror Pos i 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 Wavelength (nm) 20 

صفحه 21:
سلول های خورشیدی پلاسمونیک استفاده از نانو ذرات آلومینیوم بر روی سیلیکون آمورف با زیرلایه آلومینیوم(2011) Structure of the a-Si solar cell under simulation. 21 

صفحه 22:
سلول های خورشیدی پلاسمونیک *نرخ جذب فوتون به صورت تابعی از طول موج با نانو ذرات ۸۵0 ,ل۸ و :۵ بر روی سلول خورشیدی *برای مقایسه , نرخ جذب فونون در حالتی که هیچ نانو ذرهای مورد استفاده قرار نگرفته است نیز نشان داده شده است. *شار فوتون ها در 1.50 ۸6 نیز ترسیم شده است 300 400 500 800 700 B00 Wavelength (nm) 22 

صفحه 23:
سلول های خورشیدی پلاسمونیک ه نرخ جذب قونون ها با نانو ذرات ۸۵ بل و :۸ بر روی سلول خورشیدی به صورت منفرد با حالتی که زت آرایههای متناوب"موزد استفاده فرار گزفته اند مقایسه , نرخ جذب فوتون در حالتی که هیچ نانو ذرهای مورد استفاده قرار نگرفته است نیز نشان داده شده اس وتون ها در 1.56 ۸۳6 نیز ترسیم شده است = AM 1.56 ~Single Al Periodic Al N reference = aw ۵ Photon Absorption Rate (3! nm) $00 400 ۰500 600 7060 0 Wavelength (nm) 23 

صفحه 24:
سلول های خورشیدی پلاسمونیک ی شماتیک از ساختار سلول خورشیدی آمورف سیلیکون 3-3-0 با ذرات پلایمونیک در پشت آن (2013) وذرات پلاسمونیک بر روی لایه 91255/۸0/۸20/۸6 چسبانده شده اند ‎Light‏ ۲! ۱ ITO 75nm pa-SiC:H 15nm i a-Si:H 0000 na-Si:H 20nm Ag NPs 2n0:Al ۸8 Glass 24 

صفحه 25:
سلول های خورشیدی پلاسمونیک ف) بازدهی پراکندگی و جذب برای نانوذرات نقره کروی به ازای شعاع های مختلف داده شده است ب) بازدهی تشعشع رامان به ازای مقادیر مختلف شعاع نانو ذره و طيف تابشى از 500تا 1100 83 25 500 800 700 500 909 00 2 2 Wavelength (nm) 100 too 0 Diameter (nm) 3 o 88و و و هه روم Radiative efficiency (%) 

صفحه 26:
سلول های خورشیدی پلاسمونیک ) تصویر 515 از نانو ذرات نقره در دمای 200و 400 درجه سانتی گرا ۰ انعکاس کلی و ۳1226 در انعکاس برای نانو ذرات نقره در دمای 200 0 درجه سانتی گراد .= ‎ge‏ ‏بازدهی کلی و ضریب جذب کلی دمای 200و 400 درجه سانتی گراد ‎is‏ ‎a 7 400°C Haze R‏ io abo a” eo 0 "alo s60"rH00 ows ovelnath oN a Bi 0 ۱ ‏و‎ ا سس عسي اما - 9 26 

صفحه 27:
استفاده از پلاسمونیک در لیتوگرافی پروفایل میدان یک نانو کره پلاسمونیک E-field s+, 27 

صفحه 28:
استفاده از پلاسمونیک در لیتوگرافی الف) آرایه ای متناوب از نانوذرات فلزی ب) افزایش شدت میدان(نور) بر اثر پدیده پراکندگی رامان به ازای 220.6۲ ج) ‎caw Gull‏ میدان(نور) بر اثر پدیده پراکندگی رامان به ازای ‎A=1.5pm‏ Structured Arrays ‘on via ‏ده‎ 1 x ad ١ b) vie = ee 28 

صفحه 29:
استفاده از پلاسمونیک در لیتوگرافی بیدان شکل گرفته در اطراف نانوذره با طول موج بسیار کوچکتری موجب نرم شدن رزیست می شود. 21241000 29 

صفحه 30:
هوووووهی 8 exPOGe ‎(Phesre pena ۳‏ م ‎“DA‏ مه مها ملد ‎30 ‎ 

صفحه 31:
استفاده از پلاسمونیک در لیتوگرافی رزولوشن نهایی ونس ع # = Position (um) 31 

صفحه 32:
جمع بندی مطالب | تعریف پلاسمونیک و انواع پلاسمون مورد بررسی قرار گرقت. پاسخ نانو ذرات و چگونگی جابجایی طول موج رزونانس بیان گردید. کاربرد نانو ذرات در ساخت آشکارسازهای نوری بیان شد. کاربرد نانو ذرات پلاسمونیک در ساخت سلول های خورشیدی بیان شد انحو استفاده از نانو ذزات پلاسمونیک در نائو لیتوگرافی بیان:شند. 32 

صفحه 33:
پرسش و پاسخ