Fotonik Anabilim Dalı
Araştırma Öncelik Alanları
Alt Çalışma Konuları
Anahtar Kelimeler
Doğrusal olmayan optik, fano rezonanslar, nano-mikro çipler, kuantum durum üretimi, nanoteknoloji, fotodiyot, dedektör, piroelektrik polymers-sensörleri, silikon- fotodedektör, lazer, silikon bazlı -energerji depolama pilleri, temiz tükenmez enerji, güneş enerjisi, yakın ve uzak kızılötesi (VIS, NIR ve MWIR)
Önemi ve Gerekçesi
Daha 2000'lerin başlarında bilim kurgu gibi algılanan kuantum teleportasyonu (ışınlama) gibi olgular ilk önce adalar-arası son olarak da Çin tarafından uydular aracılığı ile yapıldığı duyurulmuştur. Kuantum teknolojileri sadece ışık hızına takılmadan (anlık) kuantum bilgi aktarımı sağlamazlar; kuantum dolaşık cisimler (ör. birden çok ışık demeti veya atom/kusur-merkezi) bilgi aktarımının askeri olarak müdahalesiz (ör. jammer) yapılmasını da sağlarlar. Ayrıca, kuantum radarlar ışığı radara geri yansıtmayan –normal radarda görünmez— olan cisimleri de görmemizi sağlarlar. Ör. Çin F35’leri kuantum radarlar aracılığı ile görebildiğini açıklamıştır. (Ülkemizin kuantum radar çalışmalarına ilgisi ve yatırımı bilinmektedir.) Bunların yanı sıra, kuantum kriptoloji ile aktarılan bilgiler kırılamaz ve/veya kırılmaya başlandığında bilgi çalımımı olduğu belli olur.
Dolayısıyla, sadece askeri uygulamalar bile göz önüne alındığında kuantum teknolojilerinin ve bu teknolojileri üretebilmemizi sağlayan Kuantum Fotonik, Nano-Fotonik ve Kuantum Plazmonik gibi çalışma alanlarının önemi tüm çıplaklığı ve “korkutuculuğuyla” açığa çıkar. Yeni nesil bilgisayarlar olan kuantum bilgisayarlarının tüm şifreleme sistemlerimizin dayandığı asal sayı ayrıştırmasını çok kısa sürede kırabileceği göz önüne alındığında, bu teknolojiden geride kalan ulusların başına gelebilecek durumlar (ekonomik) daha da net ortaya serilir. İşte bu yüzden, ABD’nin gerisine düşmüş olan AB, on milyarlarca Euro’luk Quantum Flagship’i başlatmış ve sabırla devam ettirmekte bulunmaktadır.
Ülkemizde kuantum teknolojileri konusundaki çalışma sayısı az olmasa da, deneysel kuantum optik/plazmonik çalışan araştırmacı sayısı bilgi dahilinde 3 kişidir. Dolayısıyla, Üniversitemizde Nükleer Bilimler Enstitüsü, Fotonik ABD altında deneyci bir Kuantum Optikçinin istihdamı, bu alanlarda kuramsal olarak zaten öncü araştırmaları yapan Üniversitemizde bir çekim alanı oluşturabilecektir. Bu alanlar hal-i hazırda öncelikli alan olarak ilan edilmiştir.
Si bazli Fotodiyot: Temiz tükenmez enerjiler ve kızılötesi ışığa duyarlı sistemler içerisinde Silisyum tabanlı cihazların soğutmasız çalışabilme, yüksek soğurma kabiliyeti, hızlı cevap verme ve düşük maliyet sunabilme gibi özelliklerinin yanı sıra yüksek performans sundukları da bilinmektedir.
Piroelektrik Polymerler diyotlar: Düşük üretim maliyeti, çevre dostu olması, esneklik, büyük boyutta üretilebilme ve iyi elektro-optik özelliklere sahip olabildiklerinden dolayı polimerler genel olarak, kalıcı belleklerde kullanılan ferroelektrik, kızılötesi detektörlerde kullanılan piroelektrik veya sensörler, aktüatörler, enerji depolama ve radyo frekansı filtreleri gibi rezonans dalga cihazlarında kullanılan piezoelektrik alanlarında oldukça fazla ilgi çekmektedir.
Bir hasat ve depolama sistemi için hibrit bir cihazın geliştirilmesi ve araştırılması.
Tanıtım Fosil yakıtların yerini alacak yenilenebilir, sürdürülebilir ve yeşil enerji kaynaklarının fizibilitesinin araştırılması, hava ve su kirliliği ve fosil yakıt kullanımından kaynaklanan petrol tükenmesi nedeniyle enerji araştırmalarındaki en önemli ve zor konulardan biridir. Özellikle güneş ışığı, rüzgar, yağmur, gelgit/dalga ve jeotermal enerji gibi yenilenebilir enerji formları, petrol yüzyılını sona erdirmek için alternatif enerji kaynakları olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Bu noktadan hareketle yenilenebilir enerjiye katkıda bulunulması önerilmektedir. Bu yönde yerli cihaz üretiminin savunma sanayi ve tıp gibi sektörlerde kullanımı mümkündür.
Kızılötesi sensör teknolojisi savunma endüstrisinden, enerji sektörüne, sağlık alanından, iletişim teknolojilerine varıncaya kadar geniş bir yelpazede uygulama alanı bulmaktadır ve önceliklidir. Örneğin kızılötesi sensörleri
kullanılmaktadır.
Radyasyon Fiziği ve Uygulamaları Anabilim Dalı
Araştırma Öncelik Alanları
Alt Çalışma Konuları
Anahtar Kelimeler
Spektroskopi, çok değişkenli analiz, biyobelirteçler, idrar, Dozimetre, iyonize ve non-iyonize radyasyon, radyoterapi, Monte Carlo Modelleme
Önemi ve Gerekçesi
İdrar vücudun özelliklerine göre böbrekler tarafından sürekli ve dinamik olarak oluşturulan, içinde birçok durumun veya hastalığın ipuçlarını barındıran önemli bir biyolojik atıktır. Klinik pratikte ise idrar, elde edilmesi kolay ve noninvaziv olmasıyla diğer biyolojik materyallerden ayrılır. Hâlihazırda farklı yöntemler idrar özelliklerinin doğru bir biçimde belirlenmesi için kullanılmaktadır ancak bu yöntemler sınırlı sayıda klinik durumları sınırlı istatistiksel güç ile belirler. Bu nedenle hasta idrar örneklerinde farklı durumlarda doğru klinik tanıyı yüksek özgünlük ve duyarlılık ile ortaya koymak için yeni yöntemlere ve biyobelirteçlere ihtiyaç vardır. Bu amaçla son birkaç yılda yapılan idrar-FTIR (Fourier Dönüşüm Kızılötesi) Spektroskopisi çalışmaları, bu spektroskopi türünün tanı cihazı ve olası biyobelirteçlerin değerlendirilmesi için bir alternatif olabileceğini göstermektedir. İçerisinde 3000 den fazla madde barındıran idrar ile yapılan FTIR çalışmaların bazılarında kanser tanılı veya toksik madde kullanan bireylerin PCA (temel bileşen analizi), PLS (kısmi en küçük kareler) ve SVM (destek vektör makinaları) gibi istatistiksel yöntemler ile sağlıklı bireylerden ayrıştırılabildiği gösterilmiştir.
Değişen ve gelişen dünyamızda radyasyondan birçok alanda yararlanılması kaçınılmazdır. Radyasyon hayatımızın her aşamasında özellikle tıp, endüstri ve sanayi alanlarında yer almaktadır. Bu nedenle her geçen gün yapay radyoaktif kaynakların kullanımı da artmaktadır. Radyasyonu insan yararına kullanmayı amaçlarken şimdi ve gelecekteki toplumun sağlığını korumak ilk şarttır. Bu nedenle radyasyonun canlılar üzerinde oluşturduğu biyolojik etkilerin ve korunma yöntemlerinin iyi bilinmesi gerekmektedir. Bunun için hem fiziksel hem de biyolojik dozimetrelere ihtiyaç duyulmaktadır. Fiziksel dozimetrenin vücut üzerindeki konumu nedeni ile yetersiz kalması, büyük kitlelerin zarar gördüğü toplumsal radyasyon kazalarında ise bireylerde fiziksel dozimetrenin bulunamaması ve biyolojik çeşitlilik nedeniyle kişilerin radyoduyarlılığının farklı olması biyolojik dozimetriye üstünlük sağlamakta bu nedenle de fiziksel ölçümlerin biyolojik metotlarla desteklenmesi gerekmektedir.