Н.Д. Жуков1

1 ООО «НПП Волга» (г. Саратов, Россия)
1ndzhukov@rambler.ru

Постановка проблемы. Генерация и регистрация микроволнового излучения низких энергий является сложной малоизученной научно-технической проблемой. Решение этой проблемы актуально для медицинских информационных методов диагностики и лечения.

Цель работы – исследование свойств квантоворазмерных нанокристаллов антимонида индия для генерации и регистрации параметрированного микроволнового излучения низких энергий.

Результаты. Проведены исследования коллоидных нанокристаллов антимонида индия методом измерений вольтамперных характеристик (ВАХ) при помощи зондовых сканирующих микроскопов. В результате обнаружены устойчивые осцилляции и резонансные пики тока, обусловленные осциллирующим движением инжектированного электрона по модели блоховских осцилляций. Микроволновое излучение получено в модели квантового осциллятора с частотой зависящей от энергии электрона, которая, в свою очередь, зависит от свойств нанокристалла, в частности, от его формы и размеров. Регистрация происходит благодаря разогревному воздействию энергией излучения на инжектированный в нанокристалл электрон, в результате чего резонансный пик на ВАХ сдвигается в сторону больших значений напряжения.

Практическая значимость. Квантово-резонансное однофотонное излучение нанокристалла обладает полным набором полезных в медицинской практике свойств при диагностике и лечении различных заболеваний человека. Лечебные эффекты определяются не только частотой и энергией излучения, но и другими его свойствами: когерентностью, монохроматичностью, поляризуемостью, сверхбыстро-действием и т.д. Особенностью такого излучения можно считать также возможность его использования для тонкого внутримолекулярного влияния на любой орган человеческого организма, для чего практически значимыми следует признать разработку и дальнейшее исследование чип-наноячейки с электронно-управляемыми нанокристаллами, которая может быть доставлена к любому органу человека не только для проведения необходимой диагностики, но и для лечения обнаруженного заболевания.

Жуков Н.Д. Осцилляционный механизм и фотонная болометрия микроволнового излучения в нанокристаллах антимонида индия для применения в медицине // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. T. 26. № 6. С. 92−102. DOI: https:// doi.org/ 10.18127/j15604136-202306-12

1. Кирьянова В.В., Жарова Е.Н., Баграев Н.Т., Реуков А.С., Логинова С.В. Перспектива применения электромагнитных волн терагерцового диапазона в физиотерапии (ретроспективный обзор) // Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. 2016.
   Т. 15. № 4. С. 209–215. DOI 10.18821/1681-3456-2016-15-4-209-215.
2. Sh. Shi, Sh. Yuan, Ju Zhou, Jiang P. Terahertz technology and its applications in head and neck disease // iScience. 2023. V. 26. P. 107060. https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.107060
3. Рынок устройств терагерцового излучения – рост, тенденции, влияние COVID-19 и прогнозы (2023–2028). URL: https://www.mordorintelligence.com/ru/ industry-reports/terahertz-radiation-devices-market
4. Tong W., Zhu P. 6G: The Next Horizon. From Connected People and Things to Connected Intelligence. Cambridge University Press. 2021. 490 p.
5. Исаев В.М., Кабанов И.Н., Комаров В.В., Мещанов В.П. Современные радиоэлектронные системы терагерцового диапазона // Доклады ТУСУРа. 2014. Т. 4 (34). С. 5–21.
6. Алавердян С.А., Боков С.И., Зайцев Н.А., Исаев В.М., Кабанов И.Н., Креницкий А.П., Мещанов В.П. Сеточные структуры поляризации электромагнитных волн в терагерцовом диапазоне частот // Электромагнитные волны и электронные системы. 2012. Т. 17. № 12. С. 47–50.
7. Алавердян С.А., Боков С.И., Исаев В.М., Кабанов И.Н., Комаров В.В., Креницкий А.П., Мещанов В.П., Савушкин С.А., Якунин А.С. Передаточные характеристики сеточных поляризаторов терагерцового диапазона // Динамика сложных систем – XXI век. 2012. № 4. С. 89–94.
8. Кабанов И.Н. Исследование одномерных поляризационных решеток в терагерцовом диапазоне // Радиотехника. 2013. № 5. С. 27–29.
9. Гибин И.С., Котляр П.В. Приемники излучения терагерцового диапазона (обзор) // Успехи прикладной физики. 2018. Т. 6. № 2. С. 117–129.
10. Драгунов В.П., Неизвестный И.Г., Гридчин В.А. Основы наноэлектроники. М.: Логос. 2006. 495 с.
11. Zhukov N.D., Sergeev S.A., Hazanov A.A., Yagudin I.T. Features of the radiative properties of quantum-size particles of narrow-gap semiconductors. Technical Physics Letters. 2022. V. 48(14). P. 70–73. DOI: 10.21883/PJTF.2021.22.51725.18927
12. Krylskya D.V., Zhukov N.D. Synthesis and Properties of Indium Antimonide Big Quantum Dots. Technical Physics Letters. 2020. V. (46)9. P. 901–904.
13. Zhukov N.D., Gavrikov M.V., Rokakh A.G. Electron-photon interactions in the conditions of dimensional conductivity restrictions in semiconductor single quantum-size particles in interelectrodic nanogap. Technical Physics Letters. 2023. V. 49 (2). P. 31–34. DOI: 10.21883/TPL. 2023.02. 55367. 19393
14. Sokolov V.N., Iafrate G.J. Spontaneous Emission of Bloch Oscillations Under the Competing Influence of Microcavity Amplification and Degradation of an Inhomogeneous Interface. J. Applied Physics. 2014. V. 115. P. 054307.
15. Дмитриев И.А., Сурис Р.А. Локализация электронов и блоховские осцилляции в сверхрешетках из квантовых точек в постоянном электрическом поле // Физика и техника полупроводников. 2001. Т. 35. Вып. 2. С. 219–226.
16. Montanarella F., Kovalenko M.V. Optical Probing of Crystal Lattice Configurations in Single CsPbBr3 Nanoplatelets. ACS Nano. 2022. V. 16(4). P. 5085.
17. Zhukov N.D., Smirnova T.D., Khazanov A.A., Tsvetkova O.Yu., Shtykov S.N. Properties of semiconductor colloidal quantum dots obtained under controlled synthesis conditions. Semiconductors. 2021. V. 55(12). P. 950–955.
18. Zhukov N.D., Gavrikov M.V. Electron transport in single colloidal quantum dots in an interelectrode nanogap. Technical Physics Letters. 2022. V. 48(3). P. 61–65.
19. Баграев Н.Т., Буравлев А.Д., Клячкин Л.Е., Маляренко А.М., Гельхофф В.В., Иванов В.К., Шелых И.А. Квантованная проводимость в кремниевых квантовых проволоках // Физика и техника полупроводников. 2002. Т. 36. Вып. 4. С. 462–483.
20. Milano G., Aono M., Boarino L.,  Kozicki M., Majumdar S., Menghini M.,  Miranda E., C. Ricciardi С., Tappertzhofen S, Valov K.T.I. Quantum Conductance in Memristive Devices: Fundamentals, Developments, and Applications. Adv. Mater. 2022. V. 34. P. 2201248.
21. Воробьев Л.Е., Данилов С.Н., Зерова В.Л., Фирсов Д.А. Разогрев носителей заряда в квантовых ямах при оптической и токовой инжекции электронно-дырочных пар // Физика и техника полупроводников. 2003. Т. 37. Вып. 5. С. 604–611.
22. Khalkhal E., Razzaghi M., Rostami-Nejad M., Rezaei-Tavirani M., Heidari B.H., Rezaei T.M. Evaluation of laser effects on the human body after laser therapy. J. Lasers Med. Sci. 2020. V. 11(1). P. 91–97. doi:10.15171/jlms.2020.15.
23. Патент (РФ) на изобретение № 2777199. Способ изготовления проводящей наноячейки с квантовыми точками / М.В. Гавриков, Е.Г. Глуховской, Н.Д. Жуков, И.Т. Ягудин. 2021.