جفت‌شدگی با فونون در زنجیره‌های dna تحت تابش فوتون: رویکردی برای طراحی یک تراشه حسگر زیستی

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.

tin oxide nanoparticles: green synthesis, recognition and application in the treatment of cancer

introduction: during the last few decades, the field of spintronics has attracted many scientists due to the development of new devices that can support or directly replace molecular electronics. spintronics studies the mutual relation between spin currents and magnetic properties of different materials. the extensive research on the dna biomolecule has made this molecule as a complex nanostructure with high flexibility used in spintronics, nano industry and medicine.analysis method:  in this work, the effect of lattice phonons and irradiation photons on spin transport of dna chain is investigated. the non-interacting hamiltonian is written using the tight-binding model in which the spin effect is considered, and the electron-phonon interaction contribution is added using the holstein model. electron-photon coupling is also determined to consider the effects of light irradiation in the system. then, we obtain the evolution equations of the system and calculate the spin currents to study the spin transport properties of the system.results: the obtained results show that by increasing the electron-phonon coupling, we observe the drastic changes in the spin current flowing through the system. on the other hand, the electron-photon coupling also has a significant effect on the spin transport through the system. at a low electron-photon coupling value, even with increasing photon energy, we observe no change in the spin current. but, by increasing the electron-photon coupling, it is found that the photon energy operates as a key factor that can control the spin current.conclusion: interaction with lattice phonons and light irradiation can be one of the factors affecting spin transport in biological systems. adjusting the irradiation photon energy and changing the coupling parameter makes it possible to control the spin current for designing of optoelectric devices. optoelectric devices are one of the main components of biosensors that play a significant role in diagnosing diseases and their causes.