Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics, 1998, том 1

A biosensor approach to probe the structure and function of the adsorbed proteins: fibrinogen at the gold surface

2017-03-12T01:02:23Z

A biosensor approach to probe the structure and function of the adsorbed proteins: fibrinogen at the gold surface Snopok, B.A.; Kostyukevych, K.V.; Rengevych, O.V.; Shirshov, Yu.M.; Venger, E.F.; Kolesnikova, I.N.; Lugovskoi, E.V. The kinetics of adsorption and surface structure of adsorbed layers of the human fibrinogen on the gold surface, determined by Surface Plasmon Resonance (SPR) and Atomic Force Microscopy (AFM) analysis, was employed to probe the lateral distribution and preferred orientation of protein molecules within the monolayer. In this study, special sets of immunoassays are presented for fibrinogen adsorption/conformation analysis. The results show that kinetic parameters of antigen-antibody interactions are directly related to the interfacial conformation of fibrinogen molecules. Various interfacial structures of adsorbed fibrinogen aggregates, namely single, bi- and three- molecular aggregates, were obtained using a combination of AFM imaging and SPR analysis. Adsorption of fibrinogen onto the surface of polycrystalline gold is a complex process including surface-induced unfolding, local self-assembly and adsorption, occurring concurrently with – and on the time scale of – each other. This result confirmed the utility of the proposed approach for detecting the spatial distribution and biofunctional properties of specific proteins adsorbed from biological liquids in biosensors.; Просторовий розподіл та переважна орієнтація молекул білків у моношарі досліджена з застосуванням кінетики поверхневого плазмонного резонансу (ППР) та мікроскопії атомних сил (МАС) підчас адсорбції фібріногену людини на поверхню золота. У роботі проведена серія специфічних імунних реакцій щоб проаналізувати адсорбційно-конформаційний стан плівок фібріногену. Отримані результати демонструють прямий звўязок кінетичних параметрів реакції антиген-антитіло з конформацією фібріногену на межі розподілу. Застосування МАС і ППР аналізів дало можливість визначити одно-, двух- та трьох молекулярні структурні сполуки фібріногену на межі розподілу. Адсорбція фібріногену на поверхню полікрісталічного золота - це складний процес, що містить: розгортання, стимульоване поверхнею, само-збирання та адсорбцію, які відбуваються конкурентно у часі. Цей результат підтверджує перспективу запропонованого підходу у біосенсорній техніці для визначення просторового розподілу та біофункціональних властивостей специфічних білків, які адсорбуються з біологічних рідин.; Пространственное распределение и преимущественная ориентация молекул белков в монослое изучена с использованием кинетики поверхностного плазмонного резонанса (ППР) и микроскопии атомных сил (МАС) при адсорбции фибриногена человека на поверхность золота. В работе проведена серия специфических имунных реакций для адсорбционо-конформационного анализа пленок фибриногена. Полученные результаты демонстрируют прямую связь кинетических параметров реакции антиген-антитело с конформацией фибриногена на границе раздела. Применение МАК и ППР анализов позволило определить одно-, двух и трех-молекулярные сочетания фибриногена на границе раздела. Адсорбция фибриногена на поверхность поликристаллического золота является сложным процессом, включающим, разворачивание, стимулируемое поверхностью, само-сборку и адсорбцию, происходящим конкурентно во времени. Этот результат подтверждает перспективу предлагаемого подхода в биосенсорной технике для определения пространственного распределения и биофункциональных свойств специфических белков, адсорбируемых из биологических жидкостей.

Microscopic parameters of a stochastic system and variance of physical quantity (ideal gas, electric current, thermal radiation of a black body)

2017-03-12T01:02:29Z

Microscopic parameters of a stochastic system and variance of physical quantity (ideal gas, electric current, thermal radiation of a black body) Salkov, E.A. It is shown that the variance of a random physical quantity F can be expressed and directly calculated with the help of a microscopic parameter which under certain conditions may be called the invariable intrinsic “micro-quantity of chaos” (MQC). MQC is a self-sufficient concept that characterises a physical system or a stochastic process. The following statement is proposed: if a random physical quantity F is additive and its fluctuations are statistically independent, then its variance <ΔF²> can be expressed as the product of the mean value and the corresponding value of the MQC = qF, i.e., <ΔF²> = qF.. Physical situations are considered in the frame of which this statement has been substantiated. The MQC concept is demonstrated for fluctuations in the ideal gas. Expressions of MQC are proposed for fluctuations of black body radiation, electrical and photocurrents. Arguments for usefulness of the MQC concept are presented.; Показано, що дисперсія випадкової фізичної величини F може бути виражена і безпосередньо підрахована за допомогою мікроскопічного параметра, котрий, при певних умовах, може вважатись незмінною притаманою цій F «мікро-кількістю хаосу» (МКХ). МКХ є самодостатнє поняття, що характеризує фізичну систему, або стохастичний процес. Пропонується таке ствердження: якщо випадкова фізична величина F є адитивною, а її флуктуації статистично незалежні, тоді її дисперсія <ΔF²> може бути виражена як добуток середнього значення і відповідного значення МКХ = qF , тобто <ΔF²> = qF. . Розглядаються фізичні ситуації, в межах яких це ствердження може бути підтвердженим. Поняття МКХ демонструються для флуктуацій в ідеальному газі. Пропонуються вирази МКХ для флуктуацій теплового випромінення АЧТ, електричних і фотострумів. Висловлюються аргументи щодо корисності поняття МКХ.; Известно, что дисперсия случайной физической величины F может быть выражена и прямо вычислена с помощью микроскопического параметра, который при определенных условиях может называться постоянная действительная «микро-величина хаоса» (MQC). Понятие MQC само-достаточное, которое характеризует физическую систему или стохастический процесс. Предлагается следующее утверждение: если случайная физическая величина F аддитивна и ее флуктуации статистически независимы, тогда дисперсия <ΔF²> может быть выражена как произведение среднего значения и соответствующего значения MQC = qF, т. е. <ΔF²> = qF. Рассматриваются физические ситуации, в рамках которых это утверждение может быть обосновано. Понятие MQC продемонстрировано для флюктуаций в идеальном газе. Выражения MQC предложены для флюктуаций излучения черного тела, электрического и фототоков. Представлены аргументы о полезности понятия MQC.

Electrophysical сharacteristics of LEDs based on GaN epitaxial films

2017-03-12T01:02:30Z

Electrophysical сharacteristics of LEDs based on GaN epitaxial films Oleksenko, P.Ph.; Sukach, G.A.; Smertenko, P.S.; Vlaskina, S.I.; Bogoslovskaya, A.B.; Spichak, I.O.; Shin, D.H. Forward and reverse current-voltage (I-V) characteristics of light emitting diodes based on GaN epitaxial films were investigated by differential spectroscopy. This technique is based on calculating the differential slope of the I-V curve in the log-log scale in the following form: α = d lg i/d lg V and γ = d lg α/d lg V. The main peculiarity of reverse I-V curves is the absence of rectification. The I(V) dependence can be approximated as i~V³ at low bias and i~V⁴ at high bias. These functions correspond to a high and superhigh level of double injection of current carriers, respectively. The forward current depends on voltage exponentially, with the ideality factor ranging from 6 to 8 under the bias of up to 1.5 V. The α(V) dependence has two maxima corresponding to a change of the charge flow mechanism from carrier diffusion to the field mechanism in the first case and to overcoming the recombination barrier in the second case. The second maximum is followed by light emission. Behavior of the I-V curves in temperature range from 150 K to 400 K is discussed and compared to that of spectral, kinetic, and power-current characteristics measured in the same temperature range.; Прямі та зворотні вольт-амперні характеристики (ВАХ) світловипромінюючих діодів на основі GaN епітаксійнних плівок досліджено методом диференційної спектроскопії. Основу цього методу складає визначення диференційного нахилу кривої в подвійному логарифмічному масштабі в вигляді α = d lg i/d lg V та g = d lg α/d lg V. Основною особливістю зворотної ВАХ є відсутність випрямлення. Виявлено апроксимації ВАХ i~V³ та i~V⁴ в областях низького та високого зміщення, відповідно. Це відповідає високому та надвисокому рівням подвійної інжекції носіїв струму, відповідно. Пряма ВАХ показує експоненційну поведінку з фактором ідеальності від 6 до 8 в області зміщень до 1,5 В. Потім на залежності α(V) мають місце два максимуми, які відповідають зміненню механізму струмопроходження від дифузійного струму до польової емісії в першому випадку та подоланню рекомбінаційного бар.єру у другому. Тільки після другого максимуму починається випромінювання світла. Обговорюється поведінка ВАХ в температурному діапазоні від 150 K до 400 K. Проведено порівняння ВАХ та спектральних, кінетичних і ампер-яскравістних характеристик в тому ж температурному діапазоні.; Прямые и обратные вольт-амперные характеристики (ВАХ) светоизлучающих диодов на основе GaN эпитаксиальных пленок исследованы методом дифференциальной спектроскопии. Основу этого метода составляет определение дифференциального наклона кривой в двойном логарифмическом масштабе в виде α = d lg i/d lg V и g = d lg α/d lg V. Основной особенностью обратной ВАХ является отсутствие выпрямления. Выявлены аппроксимации ВАХ i~V³ и i~V⁴ в областях низкого и высокого смещения, соответственно. Это обусловлено высоким и сверхвысоким уровнем двойной инжекции носителей тока, соответственно. Поведение прямой ВАХ показывает экспоненциальный характер с фактором идеальности от 6 до 8 в области смещений до 1,5 В. Затем на зависимости α(V) имеются два максимума, которые соответствуют изменению механизма токопрохождения от диффузионного тока к полевой эмиссии в первом случае и преодолению рекомбинационного барьера во втором. Только после второго максимума начинается излучение света. Обсуждается поведение ВАХ в температурном диапазоне от 150 K до 400 K. Проведено сравнение ВАХ с спектральными, кинетическими и ампер-яркостными характеристиками в том же температурном диапазоне.

SIMS study of deuterium distribution and thermal stability in ZMR SOI structures

2017-03-12T01:02:26Z

SIMS study of deuterium distribution and thermal stability in ZMR SOI structures Boutry-Forveille, A.; Ballutaud, D.; Nazarov, A.N. SIMS measurements and thermal effusion experiments were performed to study the distribution and thermal stability of deuterium in SOI structures fabricated by zone melting recrystallization technique. It was found that the disordered structure at the silicon-buried oxide interfaces is directly related to the distribution of deuterium in the SOI system. The diffusion coefficient of deuterium in the top silicon layer at 250°C was determined. For the first time, the high-temperature (up to 600°C) stability of deuterium in the buried oxide was demonstrated, without any diffision into silicon layers.; У роботі вивчались методами вторинної іонної мас-спектрометрії (ВІМС) і термостимульованої десорбції дейтерію розподілення дейтерію і його термічна стабільність у системі кремній-на-ізоляторі (КНІ), виготовленій за допомогою технології зонної лазерної рекристалізації полікремнію. Показано існування прямого зв.язку між розупорядкуванням структури на межах розподілу кремній-внутрішній діелектрик і розподіленням дейтерію у системі КНІ. Визначено коефіцієнт дифузії дейтерію у кремнієвій рекристалізованій плівці при 250°С. Вперше продемонстровано високотемпературну стабільність дейтерію (до 600°С включно) у внутрішньому діелектрику системи КНІ, за відсутності дифузії дейтерію до кремнієвих шарів.; В работе методами вторичной ионной масс-спектрометрии (ВИМС) и термостимулированной десорбции дейтерия изучались распределение дейтерия и его термическая стабильность в структурах кремния-на-изоляторе (КНИ), изготовленных с помощью технологии зонной лазерной рекристаллизации поликремния. Показано существование прямой связи между разупорядочением структуры на границах кремний-внутренний окисел и распределением дейтерия в КНИ системе. Определен коэффициент диффузии дейтерия в рекристаллизованном слое кремния при 250°С. Впервые продемонстрирована высокотемпературная стабильность дейтерия (до 600°С включительно) во внутреннем окисле КНИ структуры при отсутствии диффузии дейтерия в кремниевые слои.