بسم الله الرحمن الرحیم

      گزارش عملکرد  مرکز تحقیقات نانوپترونیکس   

مسئول: دکتر شهرام محمدنژاد    سال 1387

مقدمه

برای تحقق یکی از رسالت های دانشگاه که نهادینه کردن تحقیقات است، ایجاد مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاه‌های تخصصی امری لازم به شمار می‌رود. با ایجاد مرکز تحقیقات نانوپترونیکس در دانشکده برق دانشگاه علم و صنعت ایران، فضا برای محققین و دانشجویان علاقه مند به فعالیت در این حوزه فراهم شده است. به عبارت دیگر وجود مرکز تحقیقاتی-کاربردی نانوپترونیکس به منظور انجام فعالیت های تحقیقاتی، انجام پروژه های نیمه صنعتی، صنعتی، ایجاد فرصت های مناسب برای انجام پروژه ها و تحقیقات دانشجویان تحصیلات تکمیلی کارشناسی ارشد و دکتری، آموزش نیروی انسانی متخصص مورد نیاز مراکز و صنایع مختلف و غیره از اهمیت بالایی برخوردار است. آمار نشان می‌دهد، خروج دانشمندان، افراد فرهیخته و متخصص از کشور، تنها به دلایل اقتصادی انجام نمی‌شود. تعداد کثیری از این افراد به‌خاطر عدم وجود بستر تکنولوژیکی و آزمایشگاههای مجهز پیشرفته در ایران، به کشورهای غربی مهاجرت می‌کنند که امکان بازگشت آنها در صورت ایجاد بستر مناسب علمی وجود دارد.
با توجه به نیازهای توسعه علمی و انسانی و با توجه به چشم انداز برنامه های میان مدت و بلند مدت و نیز تخصصی شدن علوم مرتبط با الکترونیک، نیاز به چنین مرکز تحقیقاتی بیش از پیش ضروری می‌نماید. از سوی دیگر نظر به ایجاد گرایش نانوپترونیکس در دانشکده برق دانشگاه علم و صنعت ایران و لزوم ایجاد آزمایشگاه های مرتبط، راه‌اندازی مرکز تحقیقات کاربردی نانوپترونیکس پس از تبادل نظر و مشاوره با تعداد زیادی از متخصصین این شاخه انجام شده است. با توجه به خطوط راهنمای در نظر گرفته شده، اولویت های تحقیقاتی و نیازهای کشور، مرکز تحقیقات کاربردی نانوپترونیکس مشتمل بر آزمایشگاه های زیر  در سال 1387راه اندازی شده است:
1- آزمایشگاه نانوالکترونیک
2- آزمایشگاه اپتوالکترونیک
3- آزمایشگاه کوانترونیکس

آزمایشگاه نانوالکترونیک: یکی از مهم‌‌ترین جنبه‌های نانوتکنولوژی جنبه چند رشته‌ای آن می‌باشد. ساختار برنامه‌‌های آموزشی فعلی بسیاری از دانشگاهها برای کارشناسان نانوتکنولوژی دارای کمبودهایی است. بنابراین لازم است برنامه‌های آموزشی بهینه شوند. عواملی که حرکت به سمت اهداف بلند مدت نانوتکنولوژی در فاصله زمانی کمتر از 20 سال را میسر می سازد عبارتند از، ایجاد مراکز تحقیقاتی و آزمایشگاه‌های کاربردی نانوتکنولوژی چند رشته‌ای در دانشگاهها، دوره‌های لیسانس، فوق لیسانس و دکترای متمرکز برروی نانوتکنولوژی و برنامه‌ها و گروههای تحقیقاتی چندرشته‌ای در دانشگاهها.
سرمایه گذاری صد‌ها میلیارد دلاری کشورهای پیشرفته نظیر ژاپن و امریکا در زمینه فن آوری نانو، گویای اهمیت این فن آوری است. در کشور ما پتانسیل علمی لازم برای انجام تحقیقات نانوالکترونیک در حد گسترده وجود دارد و در این زمینه با کشورهای پیشرفته فاصله کمی داریم و امکان رقابت نیز وجود دارد. وجود مقالات منتشر شده در نشریات معتبر بین المللی و پروژه‌های فوق لیسانس و دکترا در این زمینه، خود مؤید این مسأله است.
زمینه های تحقیقاتی این آزمایشگاه شامل مواردی از قبیل انتقال کوانتومی، افزاره‌های تک الکترونی، کاربرد نانوذرات در ساخت آشکارسازهای نوری با ZnO و نانوالکترونیک مولکولی می‌باشد. پیش بینی می شود با تجهیز آزمایشگاه در آینده بتوان کارهای عملی مثل استفاده از میکروسکوپ الکترونی برای اندازه گیری ابعاد اتمی و چینش مولکولی، تعیین مشخصات سه بعدی و سطح ادوات نانوالکترونیک، کنترل چینش مولکولی و ساخت آشکارسازهای نوری نانو و غیره انجام داد.
آزمایشگاه اپتوالکترونیک: سیستم های اندازه گیری و ابزار دقیق نوری از جمله مهم ترین ملزومات صنایع مختلف به خصوص صنایع مرتبط با ساخت ادوات نیمه هادی، لیتوگرافی نوری و تولید ماسک است. در فرآیندهای لیتوگرافی نوری دقت های نانومتری در اندازه گیری جابه جایی در محورهای مختلف  مورد نیاز است. همچنین در کالیبره کردن تجهیزات آزمایشگاهی و صنعتی، برش های بسیار دقیق، سیستم های رباتیک، اندازه گیری ناهمواری های سطوح و حتی علوم زمین‌شناسی و اندازه گیری جاذبه زمین، نمونه های کاربردی از تجهیزات اندازه گیری نوری است. به این منظور طراحی و راه اندازی یک آزمایشگاه کاربردی در خصوص ادوات و تجهیزات اندازه گیری و ابزار دقیق بیش از پیش محرز است.
از موارد مهم کاربرد الکترونیک نوری، لیزر و اپتیک می توان به کاربردهای حساسی مانند فاصله‌یابی و سرعت سنجی و نشانه روی اهداف بوسیله لیزر، سیستم های هدایت و ردگیر الکترواپتیکی، سیستم های کشف و آشکارسازی الکترو اپتیکی و غیره اشاره کرد.

آزمایشگاه کوانترونیکس: یکی از کاربردهای اساسی اسپینترونیک، مخابرات کوانتومی است که هدف آن انتقال حالات کوانتومی از نقطه ای به نقطه دیگر است. با توجه به نوپا بودن این شاخه از علم، درصورت توجه و فراهم نمودن امکانات لازم جهت محققیین و پژوهشگران، امکان پیشرفت و نوآوری در این زمینه پا به پای کشورهای پیشرفته وجود خواهد داشت. با توجه به اهمیت امنیت ارتباطات و بالا بودن درجه امنیت مخابرات کوانتومی، استفاده از این تکنولوژی در آینده حتمی خواهد بود. استفاده از مخابرات کوانتومی در کاربردهای حساس ملی کمک بسیار زیادی به این بخش ها خواهد کرد.
موضوعاتی از قبیل تولید فوتون های درهم تنیده، ارسال این فوتون ها به ایستگاه های گیرنده و فرستنده، بررسی اثرات محیط بر زوج فوتون های درهم تنیده، طراحی و ساخت مبدل های کاهنده پارامتری، رمزنگاری کوانتومی، توزیع کلید کوانتومی، طراحی و تست گیت های کوانتومی، مبادله درهم تنیدگی، تقطیر درهم تنیدگی، بررسی اثرات فیبر نوری بر زوج فوتون درهم تنیده و  پردازش اطلاعات کوانتومی و غیره در این آزمایشگاه قابل انجام خواهد بود.

اعضاء مرکز

  در مرکز تحقیقات نانوپترونیکس در سال 1387 دو نفر هیئت علمی دانشگاه، چهار نفر دانشجوی دکتری و شش نفر دانشجوی کارشناسی ارشد به شرح ذیل مشغول به فعالیت بوده اند.

ردیف	نام	سمت	زمینه تحقیقاتی	مسئولیت
1.	دکتر شهرام محمد نژاد	دانشیار دانشگاه علم و صنعت	استاد راهنمای دانشجویان در مرکز تحقیقات نانوپترونیکس	رئیس مرکز تحقیقات نانوپترونیکس
2.	دکتر سعید علیایی	هیئت علمی دانشگاه شهید رجایی و همکار این مرکز	اپتوالکترونیک	مسئول آزمایشگاه اپتوالکترونیک
3.	مهندس مریم پورمحی آبادی	دانشجوی دکتری	فیبرهای فوتونیک کریستال	همکار آزمایشگاه اپتوالکترونیک
4.	مهندس کیازند فصیحی	دانشجوی دکتری	ادوات فوتونیک کریستالی	همکار آزمایشگاه اپتوالکترونیک
5.	مهندس شمس اله سالمیان	دانشجوی دکتری	مخابرات کوانتومی	مسئول آزمایشگاه کوانترونیکس
6.	مهندس احسان رحیمی	دانشجوی دکتری	نانو الکترونیک	مسئول آزمایشگاه نانوالکترونیک
7.	شاهد محمدنژاد	-	-	مسئول امور داخلی
8.	مهندس شاهین عنایتی	دانشجوی کارشناسی ارشد	آشکارسازهای UV/IR	-
9.	مهندس مصطفی آقایی	دانشجوی کارشناسی ارشد	سرعت سنج لیزری	-
10.	مهندس محمد علیرمضانی	دانشجوی کارشناسی ارشد	فیبرهای فوتونیک کریستال	-
11.	مهندس مانی باباعلی	دانشجوی کارشناسی ارشد	لیزرهای فوتونیک کریستالی	-
12.	مهندس مزدک لیستانی	دانشجوی کارشناسی ارشد	اپتوالکترونیک	-
13.	مهندس علی اصغر ترابی	دانشجوی کارشناسی ارشد	رمزنگاری کوانتومی	-

  در ادامه این گزارش، مجموعه فعالیت های آموزشی و پژوهشی انجام شده در مرکز تحقیقات نانوپترونیکس در سال 1387 آورده شده است.

فعالیت های پژوهشی

  محورهای فعالیت‌های پژوهشگران مرکز تحقیقات نانوپترونیکس در سال 1387 به شرح زیر می‌باشد:

  - فیبرها و ادوات فوتونیک کریستالی

  - مخابرات و محاسبات کوانتومی

  - نانوالکترونیک

  - اپتوالکترونیک

  محصولات پژوهشی حاصله در این مرکز در جدول زیر ارایه شده است.

3-1- مقالات ژورنال ISI

Status	Journal	Title	No.
Published	JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY	Orthogonal Hybrid Waveguides: An Approach To Low Crosstalk And Wideband Photonic Crystal Intersections Design	1.
Published	The Arabian Journal for Science and Engineering	Design And Simulation Of Velocity And Displacement Measurement System With Subnanometer Uncertainty Based On A New Stabilized Laser Doppler–Interferometer	2.
Published	Iranian Journal of Electrical & Electronic Engineering	Error Analysis, Design and Modeling of an Improved Heterodyne Nano-Displacement Interferometer	3.
accepted	Optics   Communications	Prediction of Photonic Crystal Fiber Characteristics by Nero-Fuzzy Systems	4.
accepted	Journal   of Modern Optics	Design of Ultra-low and Ultra-Flattened Dispersion single mode Photonic Crystal Fiber by DE/EDA Algorithm	5.
accepted	Journal   of Modern Optics	Advanced Design and Optimization of Single Mode Photonic Crystal Fibers	6.
accepted	Optics Express	Highly efficient channel-drop filter with a coupled cavity-based wavelength-selective reflection feedback	7.
submitted	Optics   Communications	The generation of polarization-entangled photon pairs using grating structures of Ti-diffused lithium niobate waveguides in integrated optics	8.
submitted	Journal of microelectronics	Quantum dot cellular ROM: A new approach to design secure digital data storage design	9.

3-2- مقالات کنفرانس

Date	Conference	Title	No.
2008/04/15	2008 Internatioal Symposium on Telecommunications	Quantum State Swapping in Optical Quantum Communication Using Mach-Zehnder Interferometer	1.
2008/04/15	2008 Internatioal Symposium on Telecommunications	Design and Simulation of a Dual-Core Photonic  Crystal Fiber for Dispersion Compensation over  E to L Wavelength Band	2.
1387/02/24	16 Iranian Conferece on Electrical Engineering	Quantum NOT and CNOT Gates Implementation Using Interferometric Electro-Optic Modulator	3.
1387/02/24	16 Iranian Conferece on Electrical Engineering	Design of Single Mode Photonic Crystal Fibers with Low-Loss and Flattened Dispersion at 1.55µm Wavelength	4.
2008/04/11	CSNDSP08	A Novel Approach to Implementation of  Quantum Entanglement Purification in Optical  Quantum Communication	5.
2008/04/11	CSNDSP08	Reduction of Non-Orthogonality Effect in  Nanometrology System by Modified Optics and  Signal Conditioner	6.
2008/04/11	CSNDSP08	Numerical Investigation and Optimization of a 2d-Photonic Crystal Fiber with Ultra-Low  Confinement Loss and Ultra-Flattened Dispersion	7.
2008/04/11	CSNDSP08	Quantum-Dot Cellular ROM: A Nano-Scale Level Approach to Digital Data Storage	8.
2008/11/23	BroadCom' 08	Novel Design of an Octagonal Photonic Crystal Fiber with Ultra-Flattened Dispersion and Ultra-Low Loss	9.
2008/09/23	ICI2008	A Novel Design of Photonic Crystal Fiber  with Ultra-Flattened Dispersion and  Ultra-Low Loss	10.
1387/08/28	HONET2009	Analysis of Super-Gaussian Ultra-Short Pulse Propagation  in Nonlinear Optical Fibers	11.
1387/08/28	HONET2009	Optimal Confinement Loss Reduction in Photonic Crystal Fiber with Flattened  Dispersion	12.
1387/08/28	HONET2009	Design and Modeling of Hybrid Waveguides with Quasi-Flat Transmission Band	13.
1387/08/28	HONET2009	Dark Current Reduction in ZnO-Based MSM Photodetectors with Interfacial Thin Oxide Layer	14.
1387/08/28	HONET2009	Design of a Photonic Crystal Fiber with  Improved Dispersion and Confinement Loss Over All Telecommunication Bands	15.

3-3- کتب ترجمه شده

ردیف	نام کتاب	عنوان ناشر	تاریخ انتشار
1.	فیزیک مدرن	دانشگاه علم و صنعت ایران	20/12/1387

3-4- پروژه‌های تحقیقاتی صنعتی

ردیف	عنوان پروژه	طرف قرارداد	تاریخ
1.	امکانسنجی ساخت و انجام عملیات شبیه سازی فرآیند ساخت، پارامترهای اپتیکی و الکترونیکی آشکارساز نوری UV جستجوگر رتیکلی با آشکارسازی دوگانه	صاایران-صنعت قطعات نیمه هادی	27/06/1387
2.	تحقیق ، مطالعه و طراحی و ساخت شبیه ساز جستجوگر رتیکلی UV-IR بمنظور تست پارامترهای یک جستجوگر رتیکلی UV-IR	صاایران-صنعت قطعات نیمه هادی	03/06/1387

3-5- پیشنهاد طرحهای تحقیقاتی

ردیف	عنوان طرح	محل ارایه	تاریخ
1.	طراحی و ساخت سره جستجوگر لیزری	صنایع دفاع	25/01/1387
2.	طراحی و ساخت آشکارسازهای UV-IR	صاایران-صقا	10/03/1387
3.	طراحی و ساخت میز شبیه ساز سره جستجوگر	صنایع دفاع	20/02/1387
4.	طرح فناوری های نوین	وزرات صنایع	15/07/1387
5.	طرح جامع نانوپترونیکس	معاونت فناوری ریاست جمهوری	30/01/1387
6.	طرح جامع سره های جستجوگر دوگانه	صنایع دفاع	19/06/1387

3-6- ارایه سمینارهای علمی

ردیف	عنوان سمینار	محل ارایه	تاریخ
1.	حساسه های UV-IR	صنایع دفاع	25/03/1387
2.	طرح راهبردی قطعات و سیستمهای صنایع قطعات	صاایران-صقا	15/02/1387
3.	طراحی و شبیه سازی آشکارسازهای IR برای سره جستجوگر رتیکلی	صنایع دفاع	21/12/1387
4.	طراحی و ساخت شبیه ساز رتیکلی	صنایع دفاع	21/12/1387

3-7- بازدیدهای علمی

ردیف	محل بازدید	تعداد نفرات بازدید کننده	تاریخ
1.	صاایران-صنایع قطعات	4	15/07/1387
2.	صاایران-صنایع نیمه هادی	3	17/12/1387

فعالیت های آموزشی

  در سال 1387 تعداد 5 دانشجوی کارشناسی ارشد فارغ التحصیل شدند که حاصل تحقیقات این دانشجویان 5 گزارش سمینار (3 مورد در سال 1386 ارایه شد) و 5 پروژه کارشناسی ارشد بود. ضمناً یک گروه از دانشجویان کارشناسی ارشد درس الکترونیک نوری چند کلاس عملی را در آزمایشگاه‌های مرکز تحقیقات نانوپترونیکس گذراندند.

4-1- سمینارهای کارشناسی ارشد

ردیف	نام دانشجو	عنوان سمینار	تاریخ
1.	شاهین عنایتی	بررسی و تحلیل آشکارسازهای دوگانه UV/IR در جستجوگرهای رتیکلی	23/03/1387
2.	مزدک لیستانی	بررسی و تحلیل و تدوین ویژگی ها و کاربردهای آشکارسازهای فرابنفش	23/03/1387

4-2- پروژه‌های کارشناسی ارشد

ردیف	نام دانشجو	عنوان پروژه	تاریخ
1.	مانی باباعلی	طراحی و شبیه سازی لیزرهای مود قفل شده با استفاده از موجبرهای فوتونیک کریستال نوری	13/09/1387
2.	محمد علیرمضانی	طراحی و شبیه سازی فیبرهای کریستال نوری با ساختار چندگانه و مبتنی بر شکاف باند	30/07/1387
3.	شاهین عنایتی	طراحی و شبیه سازی آشکارسازهای فرابنفش بر مبنای ZnO با بهبود بازدهی کوانتومی جریان تاریک	30/07/1387
4.	سعید آقایی	طراحی و ساخت بخش الکترونیک سرعت سنج لیزری با استفاده از روش زمانی TOF	29/04/1387
5.	علی اصغر ترابی	تحلیل امنیت در توزیع کلید کوانتومی و ارایه الگوریتمی برای نفوذ مداخله گر نوری در پروتکل BB84	15/12/1387

همکاری ها

یکی از خط و مشی های مهم ترسیم شده برای مرکز تحقیقات نانوپترونیکس، همکاری و مراودات علمی با مرکز دانشگاهی و صنعتی خارجی است. در همین راستا بازدیدهای متعددی از مرکز تحقیقات نانوپترونیکس بعمل آمد که اهم آنها عبارتند از:
- آقای "جا کیون کو" رئیس شرکت تولید کننده تجهیزات صنعتی LSIS و هیئت همراه
- آقای دکتر رضا اردبیلی از دانشگاه مون پلیه فرانسه
- آقای دکتر قاسملویی از دانشگاه نورتن بریا
- آقای دکتر کانلی از دانشگاه لیمبرگ ایرلند
- مذاکره و اظهار تمایل یک شرکت مالزیایی برای انتقال دانش فنی سرعت سنج لیزری ساخته شده در مرکز تحقیقات نانوپترونیکس به این شرکت برای تولید انبوه

شرکت در کنفرانس‌ها

  شرکت اساتید و دانشجویان مرکز در کنفرانس‌های معتبر مانند IEEE در خارج از کشور از اهداف مرکز تحقیقات نانوپترونیکس است. در همین راستا در سال 1387 پژوهشگران این مرکز حضور پررنگی در دو کنفرانس IEEE در کشورهای اتریش و مالزی داشته‌اند.

No. of papers	Conference Place	Conference Title	NO.
4	Graz, Austria   23-25 July 2008	6th Symposium on Communication Systems, Networks and Digital Signal Processing (CSNDSP08)	1.
5	Penang , Malaysia  Nov 18-20, 2008	5th International conference on High-capacity Optical Networks & Enabling Technologies (HONET)	2.

رتبه برتر و اخذ نشان علمی

در کنفرانس CSNDSP08 مقاله زیر موفق به اخذ نشان بهترین مقاله و جایزه IEEE شد:

1. E. Rahimi and Sh. Mohammadnejad, "Quantum-Dot Cellular ROM: A Nano-Scale Level Approach to Digital Data Storage" CSNDSP08

برگزاری مراسم

یکی از برنامه های مرکز تحقیقات نانوپترونیکس برگزاری جشن فارغ التحصیلی اعضاء می باشد. این کار به منظور تقدیر از دانشجویان فارغ التحصیل شده انجام می‌شود.
در سال 1387 مراسم فارغ التحصیلی 5 نفر از دانشجویان کارشناسی ارشد برگزار شد.

برنامه های سال 1388

اهداف و اهم برنامه های سال 1388 مرکز تحقیقات نانوپترونیکس عبارتند از:
• فارغ التحصیلی 2 نفر از دانشجویان دکتری و چند دانشجوی کارشناسی ارشد
• چاپ حداقل 7 مقاله ISI و 5 مقاله علمی پژوهشی
• چاپ حداقل 20 مقاله در کنفرانس‌های داخلی و خارجی
• اتمام حداقل دو پروژه صنعتی
• برگزاری حداقل شش سمینار دانشجویان کارشناسی ارشد
• اخذ حداقل دو پروژه صنعتی
• شرکت در چند کنفرانس داخلی و بین المللی
• توسعه همکاری های بین المللی
• انجام مذاکره با مسئولین علمی و فناوری کشور به منظور توسعه مرکز تحقیقات نانوپترونیکس
• تبدیل حداقل یک مورد از فناوری تولید شده در مرکز تحقیقات نانوپترونیکس به محصول نیمه صنعتی
• جذب حداقل 7 دانشجوی دوره دکتری و کارشناسی ارشد
• انتشار یک جلد کتاب