نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکدة علوم، دانشگاه رازی، کرمانشاه

چکیده

در این مقاله به بررسی و محاسبه انرژی مبادله شده بین جفت مولکول پذیرنده- دهنده در مجاورت نانو ذره کره ای فلزی پوشیده با گرافن با استفاده از حل معادله لاپلاس در تقریب شبه استاتیک پرداخته شده است. بعد از انجام محاسبات تئوری و شبیه سازی کامپیوتری، تاثیر پارامترهای مانند تابع دی الکتریک محیط اطراف و سهم مربوط به چند قطبی ها در مد های مختلف بر روی انرژی مبادله شده بین جفت مولکول و نانوذره بررسی و تحلیل می شود. نتایج محاسبات نشان می دهد که پوشش گرافن باعث تقویت جفت شدگی پلاسمون-پلاسمون در نانوذره شده و در نتیجه سبب بیشتر شدن انتقال انرژی بین جفت مولکول و نانوذره می گردد. بنابراین این ساختار می تواند به عنوان نسل جدیدی از نانو زیست حسگرها مورد استفاده قرار گیرد.   

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The energy transfer between a pair of molecules (donor-acceptor) in the vicinity of a graphene-coated nanoparticle

نویسندگان [English]

  • M Jalilian
  • T Naseri
  • N Daneshfar

Department of Physics, Faculty of Science, Razi University, Kermanshah, Iran

چکیده [English]

In this paper, we study the energy transferred between a pair of acceptor-donor molecules near a graphene-coated metallic nanoparticle by using the Laplace equation in a quasi-static approximation. After performing theoretical calculations and computer simulations, the influence of the system parameters such as the refractive index of the environment and the contribution of multipolar in different modes on the energy exchanged between the pair of molecules and nanoparticles is analyzed and investigated. The results show that graphene coating enhances plasmon-plasmas coupling in the nanostructure, consequently, enhances the energy transferred between the two molecules and the nanoscale. Therefore, this structure could be used as a new route designing nano-based biosensors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • energy exchanged
  • acceptor-donor molecule
  • nanoparticle
  • graphene

  1. H Y Xie, H Y Chung, P T Leun and D P Tsai, Phys. Rev. B 80 (2015) 155448.
  2. A Pietraszewska-Bogiel and T W J Gadella, J. Microscopy 241 (2011) 111.
  3. X M Hua, J I Gersten, and A Nitzan, J. Chem. Phys. 83 (1985) 3650.
  4. T Christensen, A P Jauho, MWubs, and N Mortensen, Phys. Rev. B 91 (2015) 125414.
  5. T Bian, R Chang, and P T Leung, Plasmonics 11 (2016) 1239.
  6. Y Huang, A E Miroshnichenko, and L Gao, Sci. Rep. 6 (2016) 23354.
  7. M S Shishodia, B D Fainberg, and A Nitzan, Proc. SPIE (2011).
  8. N Danshfar and A Yavari, Phys. Plasmas 23 (2016) 053303.
  9. N Danshfar and A Yavari, Phys. Plasmas 25 (2018) 013301. 
  10. N Daneshfar, Molecules physics of plasmas, 22 (2015).

تحت نظارت وف ایرانی