Biyosensör uygulamaları için fraktal geometrili plazmonik nanoanten dizileri tasarım ve üretimi


Doç. Dr. EKİN ASLAN

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye

Tez Danışmanı: Mustafa Türkmen

Tezin Onay Tarihi: 2017

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Diğer

Özet:

Fraktal şekilli plazmonik nanoantenler; ölçekli olarak tekrarlanan geometrilerinden dolayı, tüm optik spektrumda; çoklu-spektral ve çoklu-ölçekli konumsal dağılımlara sahip, yüksek yerel elektromanyetik alanlara neden olabilirler. Bu nedenle de, yüzey güçlendirilmiş spektroskopi uygulamalarında, biyolojik ve kimyasal algılama için çok-bantlı sensör geliştirmede büyük bir potansiyele sahiptirler. Bu bağlamda, literatürde bilinen Cesaro tip fraktal geometriye ve literatüre sunulan ters-Cesaro tip fraktal geometriye sahip üç yeni rezonant nanoparçacık ortaya konulmuştur. Bu nanoyapıların, optik frekanslardaki plazmonik saçılma karakteristikleri ve hiyerarşik fraktal dağılımlara sahip rezonant yakın alan özellikleri; zaman domeninde sonlu farklar (FDTD) simülasyonlarıyla çalışılmıştır. Elektron demet litografisi (EBL) yoluyla üretilen nanoanten dizilerinin optik karakterizasyonu, Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) mikrospektroskopisi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Cesaro tabanlı fraktal nanoantenlerin kızılötesi algılama potansiyelini göstermek için nano kalınlıktaki bir polimerin üç farklı moleküler bandının ve bakteriyodopsin zarının on farklı moleküler bandının algılama sonuçları sunulmuştur. Düşük hassasiyetleri nedeniyle, geleneksel kızılötesi algılama platformları az miktarlardaki moleküllerin algılanmasında bazı dezavantajlara sahiptir. Fraktal nanoaçıklıklardan elde edilen yüksek iletim, bu problemlerin giderilmesinde çözüm olabilmektedir. Bu amaçla kare ve dikdörtgen fraktal benzeri nanoaçıklık dizileri de incelenmiştir. Kare fraktal benzeri nanoanten dizileri, EBL yoluyla üretilmiştir ve FTIR mikrospektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Bu tez çalışmasında sunulan fraktal tabanlı nanoantenlerin mühendisliği; gelecekte plazmonik-fotonik platformlara verimli şekilde entegre edilebilen, çoklu-spektral optik biyosensörler için yeni bir strateji sağlayacaktır.