|
جفت‌شدگی با فونون در زنجیره‌های DNA تحت تابش فوتون: رویکردی برای طراحی یک تراشه حسگر زیستی
|
| سمیرا فتحی‌زاده* |
| گروه فیزیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران-پژوهشکده فیزیک کاربردی و ستاره‌شناسی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران |
|
|
چکیده: (85 مشاهده) |
مقدمه: دانش اسپینترونیک در طول چند دهه گذشته به‌علت توسعه دستگاه‌های جدید که می‌تواند الکترونیک مولکولی را تقویت یا مستقیماً جایگزین کند، توجه دانشمندان بسیاری را به خود جلب کرده است. اسپینترونیک رابطه متقابل بین جریان‌های اسپینی و خواص مغناطیسی مواد مختلف را مورد مطالعه قرار می‌دهد. تحقیقات گسترده دانشمندان در طول چند دهه اخیر بر روی مولکول زیستی DNA باعث شده است که این مولکول به عنوان یک نانو ساختار پیچیده با قابلیت انعطاف‌پذیری بالا در اسپینترونیک، صنعت نانو و پزشکی مورد استفاده بسیاری قرار گیرد.
روش بررسی: در این کار، تاثیر فونون های شبکه و فوتون‌های تابشی روی ترابرد اسپینی زنجیره DNA مورد بررسی قرار می‌گیرد. هامیلتونی غیربرهمکنشی با استفاده از مدل تنگ بست که اثر اسپین در آن در نظرگرفته شده نوشته می‌شود و سهم اندرکنش الکترون - فوتون با استفاده از مدل هولشتاین اضافه می‌شود. همچنین جفت‌شدگی الکترون - فوتون برای درنظر گرفتن اثرات نورتابشی در سیستم ملاحظه می‌شود. سپس با به‌دست‌آوردن معادلات تحول سیستم و محاسبه جریان‌های اسپینی، ترابرد اسپینی سیستم مطالعه می‌شود.
یافته ها: نتایج نشان می‌دهند با افزایش مقدار جفت‌شدگی الکترون - فوتون تغییرات فاحشی در جریان اسپینی عبوری از سیستم مشاهده می‌شود. از طرفی، جفت‌شدگی الکترون - فوتون نیز تاثیر بسزایی روی جریان اسپینی عبوری از سیستم دارد، به‌طوری‌که در مقدار جفت‌شدگی الکترون - فوتون پایین حتی با افزایش انرژی فوتون تغییر چندانی در جریان اسپینی مشاهده نمی‌شود اما زمانی‌که جفت‌شدگی الکترون - فوتون افزایش می‌یابد انرژی فوتون به‌عنوان یک فاکتور کلیدی عمل می‌کند که می‌تواند جریان اسپینی عبوری را کنترل کند. زمانی‌که انرژی فوتون به 1 الکترون - ولت می‌رسد بیشترین جریان اسپینی از سیستم عبور می‌کند.
نتیجه گیری: اندرکنش با فونون‌های شبکه و تابش نور می‌تواند از عوامل تاثیرگذار بر ترابرد اسپین در سیستم‌های زیستی باشد. می‌توان گفت با تنظیم انرژی فوتون تابشی و تغییر جفت‌شدگی می‌توان جریان اسپینی را کنترل کرد که در طراحی ابزارهای اپتوالکتریکی کاربرد دارد. ابزارهای اپتوالکتریکی، یکی از اجزای اصلی حسگرهای زیستی هستند که در تشخیص بیماری‌ها و علل آنها نقش بسزایی دارند.
|
|
| واژه‌های کلیدی: اسپینترونیک، اپتوالکترونیک، دی‌ان‌ای، جفت‌شدگی الکترون - فوتون، جفت‌شدگی الکترون - فوتون |
|
|
متن کامل [PDF 822 kb]
(32 دریافت)
|
آموزشی: پژوهشي |
موضوع مقاله:
عمومى
دریافت: 1402/2/9 | پذیرش: 1402/2/10 | انتشار: 1402/2/10
|
|
|
|
|
|
|
| ارسال پیام به نویسنده مسئول |
|
|
