اپتوالکترونیک یکپارچه

اپتوالکترونیک یکپارچه

الکترونیک فوق سریع، فوتونیک و اپتوالکترونیک

نوری الکترونیک مطالعه و کاربرد دستگاه‌ها و سیستم‌های الکترونیکی است که نور را منبع، تشخیص و کنترل می‌کنند که معمولاً زیر شاخه‌ای از فوتونیک در نظر گرفته می‌شود. انواع مختلفی از دستگاه های اپتوالکترونیک وجود دارد.

اپتوالکترونیک ها به انواع مختلفی از جمله

• فتودیود

• سلول های خورشیدی

• دیودهای ساطع نور

• فیبر نوری

• دیودهای لیزری

• دیود عکس

کاربردهای دستگاه های الکترونیک نوری:

1. LED ها می توانند به نسل بعدی روشنایی تبدیل شوند و در هر جایی مانند چراغ های نشانگر، اجزای کامپیوتر، دستگاه های پزشکی، ساعت ها، تابلوهای ابزار، سوئیچ ها، ارتباطات فیبر نوری، لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم خانگی، علائم راهنمایی و رانندگی، چراغ های ترمز خودرو استفاده شوند.

2. سلول های خورشیدی در برق رسانی روستایی، سیستم های مخابراتی، کمک های ناوبری اقیانوسی، و تولید برق در فضا و سیستم های نظارت و کنترل از راه دور و همچنین در پروژه های مختلف مبتنی بر انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرند.

3. فتودیودها در انواع مدارها و کاربردهای مختلف مانند دوربین ها، ابزار پزشکی، تجهیزات ایمنی، صنایع، دستگاه های ارتباطی و تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

4. فیبرهای نوری در ارتباطات راه دور، حسگرها، لیزرهای فیبر، زیست پزشکی و در بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود.

5. دیودهای لیزر در ارتباطات فیبر نوری، حافظه های نوری، برنامه های کاربردی نظامی، پخش کننده های سی دی، روش های جراحی، شبکه های محلی، ارتباطات از راه دور، حافظه های نوری، ارتباطات فیبر نوری و در پروژه های الکتریکی مانند خودروی رباتیک کنترل شده با RF استفاده می شود. با چیدمان تیر

توسعه دارو می تواند با استفاده از اثر فوتونیک جدید تسریع شود

نانوساختارهای نیمه هادی پیچ خورده نور قرمز را به نور آبی پیچ خورده در حجم های کوچک تبدیل می کنند که ممکن است به ایجاد داروهای کایرال کمک کند.

دانشمندان دانشگاه باث و دانشگاه میشیگان نشان داده اند که نیمه هادی های پیچ خورده در مقیاس نانو نور را به شیوه ای جدید کنترل می کنند. این اثر می تواند برای تسریع کشف و ایجاد داروهای نجات دهنده زندگی و همچنین فناوری های فوتونیکی مورد استفاده قرار گیرد.

اثر فوتونیک می تواند به توسعه سریع و غربالگری آنتی بیوتیک های جدید و سایر داروها از طریق اتوماسیون کمک کند - اساساً شیمیدانان رباتیک. این یک ابزار تجزیه و تحلیل جدید برای غربالگری با کارایی بالا ارائه می دهد، تکنیکی برای بررسی کتابخانه های عظیم ترکیبات شیمیایی.

یک نمونه دقیقه از هر ترکیب، یک چاه را روی یک میکروپلیت بسته بندی می کند. چاه ها می توانند به اندازه یک میلی متر مکعب کوچک باشند و یک بشقاب به اندازه یک شکلات می تواند هزار عدد از آنها را در خود جای دهد.

برای برآورده ساختن الزامات شیمی روباتیک نوظهور، چاه ها بسیار کوچک می شوند - برای روش های تحلیلی فعلی بسیار کوچک. بنابراین، روش‌های اساساً جدیدی برای تجزیه و تحلیل داروهای احتمالی مورد نیاز است.

جزئیات این مطالعه در Nature Photonics گزارش شده است.

یکی از اندازه‌گیری‌های اصلی در اکتشاف دارو، کایرالیته یا چرخش مولکول است. سیستم‌های بیولوژیکی، مانند بدن انسان، معمولاً یک جهت را بر دیگری ترجیح می‌دهند - فرهای چپ‌دست یا راست‌دست.

در بهترین حالت، یک مولکول دارویی با پیچش اشتباه هیچ کاری انجام نمی دهد، اما در بدترین حالت، می تواند منجر به آسیب شود. اثر آشکار شده توسط دانشمندان اجازه می دهد کایرالیته در حجم هایی که 10000 برابر کوچکتر از یک میلی متر مکعب هستند اندازه گیری شود.

حجم کوچک ممکن برای ثبت این اثرات، خاصیت تغییر بازی است که محققان را قادر می‌سازد تا از مقادیر بسیار کمی از داروهای گران قیمت استفاده کنند و هزاران برابر داده‌های بیشتری را جمع‌آوری کنند.

نیکلاس کوتوف، نویسنده همکار مطالعه و استاد برجسته دانشگاه علوم شیمی و مهندسی ایروینگ لانگمویر، دانشگاه میشیگان

این تکنیک به ساختاری بستگی دارد که تحت تأثیر طرح های بیولوژیکی است که در آزمایشگاه کوتوف فرموله شده است. تلورید کادمیوم، نیمه هادی که به طور گسترده در سلول های خورشیدی استفاده می شود، به نانوذراتی که شبیه بخش های کوتاه یک نوار پیچ خورده هستند، مهندسی شده است. اینها به شکل مارپیچ جمع می شوند و از روشی که پروتئین ها جمع می شوند تقلید می کنند.

مارپیچ های نیمه هادی کوچک که با نور قرمز روشن می شوند، نور جدیدی تولید می کنند که آبی و پیچ خورده است. نور آبی نیز در جهت خاصی ساطع می شود که جمع آوری و تجزیه و تحلیل آن را آسان می کند. تریفکتا از اثرات نوری غیرمعمول به شدت نویزهایی را که مولکول ها و ذرات نانومقیاس دیگر در مایعات بیولوژیکی ایجاد می کنند کاهش می دهد.

نیکلاس کوتوف، استاد برجسته دانشگاه ایروینگ لانگمویر در علوم و مهندسی شیمی، دانشگاه میشیگان

برای استفاده از این اثرات در غربالگری با توان بالا برای کشف دارو، نانوذرات مونتاژ شده در مارپیچ ممکن است با یک داروی نامزد ترکیب شوند. هنگامی که نانومارپیچ ها با دارو یک مجموعه قفل و کلید تشکیل می دهند و به تقلید از هدف دارو می پردازند، پیچش نانومارپیچ ها به طور قابل توجهی تغییر می کند. این تغییر در پیچش را می توان از طریق نور آبی محاسبه کرد.

«کاربرد داروها در حال حاضر فقط یک مسئله توسعه فناوری است. گام بعدی ما جستجوی بودجه برای این توسعه است.

تشکیل نور آبی از قرمز نیز در توسعه دارو در نمونه هایی که به پیچیدگی بافت های بیولوژیکی نزدیک می شوند مفید است. تقسیم دو رنگ نور از نظر فنی آسان است و به کاهش نویز نور، منفی کاذب و مثبت کاذب کمک می کند.

در حالی که محققان آزمایش‌هایی را برای آزمایش مفهوم بیولوژیکی آزمایش می‌کردند، بسته شدن و تاخیرهای COVID-19 هر بار باعث تغییر شکل نمونه‌های پروتئین می‌شد.

پسادکتر سمت من، جی یونگ کیم، و دکتری. دانشجوی لوکاس اوهنوتک در سمت حمام، آنها قهرمان هستند. آن‌ها سعی می‌کردند در شیفت‌های شبانه کار کنند، حتی زمانی که خیلی محدود بود.

نیکلاس کوتوف، نویسنده همکار مطالعه و استاد برجسته دانشگاه علوم شیمی و مهندسی ایروینگ لانگمویر، دانشگاه میشیگان

این مطالعه از انجمن سلطنتی، شورای تأسیسات علم و فناوری و شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی در بریتانیا و دفتر تحقیقات دریایی ایالات متحده حمایت مالی دریافت کرد.

کوتوف همچنین جوزف بی و فلورانس وی سیکا استاد مهندسی و استاد مهندسی شیمی، علم و مهندسی مواد، و علم و مهندسی ماکرومولکولی است.

حفاظت از پتنت توسط دانشگاه میشیگان ثبت شده است. این دانشگاه همچنین به دنبال شرکای تجاری برای تجاری سازی فناوری جدید است.

پژوهش های بین رشته ای

مهندسی شیمی و زیست شناسی

رسوب آلی فاز بخار LED های فیلم نازک و سلول های خورشیدی

گوگرد زدایی از سوخت های هیدروکربن

پویایی و کنترل سلولهای سوخت هیدروژن

مواد ترکیبی جدید پلیمر برای سلولهای سوختی

لیزر چاه کوانتومی ، فیزیک و فناوری لیزر

لیزرهای چاه کوانتومی

راستی آزمایی چاه های کوانتومی

اختراع لیزر چاه کوانتومی

فیزیک و فناوری لیزر

فیزیک لیزر چاه کوانتوم

منشا چاه های کوانتومی و لیزر چاه کوانتومی 

لیزرهای چاه کوانتومی ، فیزیک و فناوری لیزر

لیزرهای چاه کوانتومی

تأیید تجربی چاههای کوانتومی

اختراع لیزر چاه کوانتومی

فیزیک و فناوری لیزر

فیزیک لیزر چاه کوانتومی

منشا چاه های کوانتومی و لیزر چاه کوانتومی 

گروه پژوهشی عطفان نژاد و ساتری

نمایش و چشم انداز

ارزیابی کیفیت فرآیندهای تصویربرداری و نمایشگرها ، واقعیت مجازی و افزودنی ، نمایشگرهای خرد ، نمایشگر OLED ، پیشرفت در اپتیکهای نمایشگرهای دارای نور پس زمینه و جلوی روشن ، نمایشگرهای انعطاف پذیر و نمایشگرهای شفاف ، موضوعات خاص ، فناوری صفحه نمایش ، نمایشگرهای هولوگرافیک و نورپردازی ، سه نمایشگرهای دیجیتال ، منابع کم هزینه کم نور با شار بالا درخشان ، فناوری مادون قرمز 

نانوفوتونیک

• درس یکم: مقدمه ای بر فوتونیک
  • نانوذرات و نانوفوتونیک
• درس دوم: نانوذرات فلزی
  • مفاهیم اولیه
  • پلاسمونیک و نانوذرات فلزی
  • اثر اندازه و شکل ذرات در خواص اپتیکی: نظریه می (Mie Theory)
  • نانوذرات فلزی در محیط دی الکتریک
  • کاربردها: موجبرها و تقویت کننده های اپتیکی 

لیزر و فوتونیک

لیزر و فوتونیک

گروه فیزیک آزمایشگاه های تحقیق و آموزش مختلفی دارد. آزمایشگاه های تحقیقاتی به شرح زیر است: آزمایشگاه اندازه گیری نوری ، آزمایشگاه تداخل سنج نوری ، آزمایشگاه تراهرتز ، آزمایشگاه هولوگرافی و آزمایشگاه فوتوسل. آزمایشگاه های آموزش و پرورش به شرح زیر است: آزمایشگاه پلاسما ، آزمایشگاه نوری ، آزمایشگاه الکترو تکنیک.

نهمین کنفرانس ملی خلأ ایران، آذر ۹۸

نانوفوتونیک