Design and development of novel large scale applications in micro/nanophotonics and nanobiotechnology

Mikro/nanofotonik ve nanobiyoteknolojideki gelişmeler, insan uygarlığını büyük oranda değiştirebilecek, daha önce düşünülmemiş özelliklere sahip aygıtların ortaya çıkma ihtimalleri sunmaktadır. Bununla birlikte, bu ihtimalleri gerçekliğe dönüştürecek birikimin oluşması hala önemli bir çaba gerektirmektedir. Söz konusu yeni teknolojilerin en önemli sorunlarından bir tanesi, uygulamaları ile ilgili teknik bilginin azlığından dolayı, sadece çok iyi denetlenen laboratuvar koşullarında uzman araştırmacılar tarafından ilgili çalışmaların yürütülebilmesidir. Bu tezin amacı, mikrofotoniğin nanobiyoteknoloji ile kesişiminde, ayrıca nanofotonik alanında yaygın uygulamaların geliştirilebilmesidir. Mikrofotonik alanı içinde toroid şekilli optik mikrorezonatörler üretilmiş ve ışıkla eşlenmişlerdir. Çevrelerindeki en ufak değişikliğe karşı bile çok hassas olan bu yapıların bu özelliğinden biyolojik sensörlerde faydalanılması amaçlanmakla beraber, bu durum beraberinde seçici olmayan etkileşmelere karşı da istenmeyen seviyede bir hassasiyet getirmektedir. Bu sorunun aşılması amacıyla hem protein dirençli hem de biyoeşlenebilir bir yüzey kaplaması geliştirilmiş, yüzeyi bu kaplamayla işlevselleştirilen mikrotoroidler, karmaşık ortamda biyolojik ölçüm yapmak için kullanılmıştır. Ayrıca, kendiliğinden düzenli yarıiletken selenyum nanoteller kullanılarak, makroskopik boyutta bir fotoalgılayıcı cihaz üretilmiştir. Bu cihaz, makroskopik dünyaya nanotel entegrasyonunda yeni ve verimli bir yöntem sunmaktadır. Biyosensör çalışması ile birlikte ele alındıklarında, çağımızın yükselen bilimi ile ilişkili önemli yaygın uygulamalar gösterilmiştir.