Magnetoplasmonics Lab

Archives February 2022

Congratulations

Our article in EPJ Plus newsletter is listed as one of the most highly viewed ones in 2021:

News text:

Dear Dr. Hamidi,

I would like to bring to your attention the EPJ Plus newsletter that has just been sent out in which your article is listed as one of the most highly viewed ones in 2021.

Role of plasmonics in detection of deadliest viruses: a review
Foozieh Sohrabi, Sajede Saeidifard, Masih Ghasemi, Tannaz Asadishad, Seyedeh Mehri Hamidi, Seyed Masoud Hosseini

Viruses have threatened animal and human lives since a long time ago all over the world. Some of these tiny particles have caused disastrous pandemics that killed a large number of people with subsequent economic downturns. In addition, the quarantine situation itself encounters the challenges like the deficiency in the online educational system, psychiatric problems and poor international relations. Although viruses have a rather simple protein structure, they have structural heterogeneity with a high tendency to mutation that impedes their study. On top of the breadth of such worldwide worrying issues, there are profound scientific gaps, and several unanswered questions, like lack of vaccines or antivirals to combat these pathogens. Various detection techniques like the nucleic acid test, immunoassay, and microscopy have been developed; however, there is a tradeoff between their advantages and disadvantages like safety in sample collecting, invasiveness, sensitivity, response time, etc. One of the highly resolved techniques that can provide early-stage detection with fast experiment duration is plasmonics. This optical technique has the capability to detect viral proteins and genomes at the early stage via highly sensitive interaction between the biological target and the plasmonic chip. The efficiency of this technique could be proved using commercialized techniques like reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) techniques. In this study, we aim to review the role of plasmonic technique in the detection of 11 deadliest viruses besides 2 common genital viruses for the human being. This is a rapidly moving topic of research, and a review article that encompasses the current findings may be useful for guiding strategies to deal with the pandemics. By investigating the potential aspects of this technique, we hope that this study could open new avenues toward the application of point-of-care techniques for virus detection at early stage that may inhibit the progressively hygienic threats.

News On Atomic-based Sensor

In this days, Applied Physics Letters publishes aa new paper entitled as “Determining the angle-of-arrival of a radiofrequency source with a Rydberg atom-based sensor”

In this work, we demonstrate the use of a Rydberg atom-based sensor for determining the angle of arrival of an incident radio frequency (RF) wave or signal. The technique uses electromagnetically induced transparency in Rydberg atomic vapor in conjunction with a heterodyne Rydberg atom-based mixer. The Rydberg atom mixer measures the phase of the incident RF wave at two different locations inside an atomic vapor cell. The phase difference at these two locations is related to the direction of arrival of the incident RF wave. To demonstrate this approach, we measure phase differences of an incident 19.18GHz wave at two locations inside a vapor cell filled with cesium atoms for various incident angles. Comparisons of these measurements with both the full-wave simulation and the plane wave theoretical model show that these atom-based sub-wavelength phase measurements can be used to determine the angle of arrival of an RF field.

News On Metasurface

In this days, the journal of Optics Communications publishes a new paper entitled as “Tunable color gamut based a symmetric microcavity governed by Sb2S3”

Dynamically structural color has great attraction and practicability in display. By introducing a phase change material Sb2S3 (SS23), which exhibits significantly different optical properties in different crystalline states, we have theoretically studied the active gamut regulation using symmetric optical microcavities. When SS23 is embedded in the oxide layer of the traditional symmetric optical microcavity, the high order resonance is suppressed, resulting in a wide color gamut. Moreover, switching SS23 from the amorphous state to the crystalline state also produces resonant damping, resulting in a high purity transmission color, further increasing the gamut to 128% of sRGB. The influence of incident angle and machining error on the color gamut when SS23 is crystal state is also investigated in CIE 1931 chromaticity diagram. Our work provides a way to achieve dynamic gamut modulation using optical microcavity.

Congratulations to our Atomic-Plasmonic Group

طراحی و ساخت سلول های اتمی و اتمی پلاسمونی به عنوان هسته ها حسگرهای فوق حساس

برای نخستین بار در کشور در در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی

​سلول‌های اتمی و اتمی پلاسمونی به عنوان هسته‌ها حسگرهای فوق حساس، برای نخستین بار در کشور و در منطقه خاورمیانه، در پژوهشکده لیزر و پلاسما دانشگاه شهید بهشتی و با حمایت ستاد فوتوینک و مواد پیشرفته  طراحی و ساخته شد.

از جمله بخش‌های مورد نیاز در حوزه حسگرها و ادوات کوانتومی نیاز به مجتمع‌سازی و کاهش ابعاد فیزیکی پایین این ادوات است. راهکارهای گوناگونی در دنیا برای این منظور پیشنهاد شده و درحال توسعه است که یکی از این حوزه‌ها، استفاده از ظرفیت نانوفوتونیک در طیف سنجی اتمی است؛ به‌عنوان مثال استفاده از موجبرهای میکرونی برای هدایت نور و اندرکنش با بخار اتمی از جمله مواردی بوده که با موفقیت روبه رو بوده؛ همچنین از موارد با قابلیت بسیار زیاد می‌توان به برهمکنش تک اتم با مدهای کاواک اشاره کرد. یکی از موارد بسیار جذاب تسهیل کننده این ایده، استفاده از مدهای پلاسمونی به عنوان یک کاواک با قابلیت جفت‌شدگی آسان با گذارهای اتمی اشاره کرد. ایجاد جفت‌شدگی اتم با مد کاواک پلاسمونی نیاز به پیش شرایطی مانند شناخت کافی از انواع نانو ساختارهای پشتیبانی کننده از مدهای پلاسمونی و مشخصات مدهای پلاسمونی دارد که باید به دقت به آن پرداخته شود.

لینک خبر:

https://www.sbu.ac.ir/fa/w/%D8%B7%D8%B1%D8%A7%D8%AD%DB%8C-%D9%88-%D8%B3%D8%A7%D8%AE%D8%AA-%D8%B3%D9%84%D9%88%D9%84-%D9%87%D8%A7%DB%8C-%D8%A7%D8%AA%D9%85%DB%8C-%D9%88-%D8%A7%D8%AA%D9%85%DB%8C-%D9%BE%D9%84%D8%A7%D8%B3%D9%85%D9%88%D9%86%DB%8C-%D8%A8%D9%87-%D8%B9%D9%86%D9%88%D8%A7?redirect=%2F

 باید توجه داشت که تاکنون کارهای زیادی به منظور به دام‌اندازی و سرمایش لیزری اتم‌ها با کمک امواج پلاسمون سطحی انجام شده است و این موضوع نوید بخش نسل جدید حسگرهای کوانتومی خواهد بود که مشخصه اصلی حساسیت فوق‌العاده را به همراه ابعاد کوچک خواهد داشت. همچنین تاکنون پتانسیل بالایی در ترکیب مدهای میرا در نانوساختارها با گذارهای اتمی وجود دارد که این مورد به خوبی در آزمایشگاه مگنتوپلاسمونیک در دانشگاه شهید بهشتی و با حمایت ستاد فوتونیک و مواد پیشرفته مورد مطالعه قرار گرفته و نتیجه مطالعات برهمکنش موج میرا با بخار اتمی در مقالات معتبر به چاپ رسیده است؛ به‌عنوان مثال امکان سنجش فوق دقیق قطبش موج میرا ناشی از بازتاب کلی از سطح منشور، با کمک طیف‌سنجی اتمی با موفقیت نشان داده شد.

به طور کلی قدم‌هایی برداشته شده در آزمایشگاه مگنتوپلاسمونیک در حوزه اندرکنشهای کوانتومی اتم‌ها با امواج موجبری و فضای ازاد نور را می‌توان به شکل زیر برشمرد:

   توانایی ساخت محفظه‌های با فشار پایین بخار اتمی روبیدیوم با ابعاد میلیمتری و میکرونی و همچنین محفظه های دوگانه با امکان جفت سازی کوانتومی اتم با مد موجبری پلاسمون سطحی و یا میرا و یا سایر مدهای موجبری

     ساخت و کار با گرمکن متناسب با طیف سنجی بخار اتمی به منظور داده برداری فلورسانسی و عبوری*

دور زدن پهن شدگی داپلری با کمک میکرو سلول روبیدیوم*

جفت شدگی اتم با موج میرا و طیف سنجی موج میرا و امکان بررسی اندرکنش واندوالس اتم با سطح*

جفت سازی تراز گسسته کوانتومی با تراز پیوسته پلاسمونهای سطحی و ایجاد تداخل فوق حساس فانو به منظور بهره گیری در حسگری کوانتومی از جمله حسگری میدان مغناطیسی