Квантовий сенсор нового покоління

doi:10.26565/2222-5617-2020-32-08

A. Herus Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, пр. Науки 47, Харків, 61103, Україна http://orcid.org/0000-0002-7420-5485
A. Savytskyi Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, пр. Науки 47, Харків, 61103, Україна http://orcid.org/0000-0002-5136-9268
A. Pospelov Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 21, м. Харків, 61002, Україна http://orcid.org/0000-0002-4927-5932
Yu. Doronin Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, пр. Науки 47, Харків, 61103, Україна http://orcid.org/0000-0001-8860-7656
V. Vakula Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, пр. Науки 47, Харків, 61103, Україна http://orcid.org/0000-0002-3423-9779
E. Faulques Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), Université de Nantes, CNRS, 2 rue de la Houssinière, BP 32229, 44322 Nantes cedex 3, France http://orcid.org/0000-0002-7761-8509
G. V. Kamarchuk Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, пр. Науки 47, Харків, 61103, Україна http://orcid.org/0000-0002-1105-8019

DOI: https://doi.org/10.26565/2222-5617-2020-32-08

Ключові слова: точковий контакт Янсона, квантовий сенсор, газове середовище, селективне визначення рідких та газових середовищ

Анотація

Метою даної роботи є розробка прототипу нового квантового сенсора, чутливим елементом якого є точковий контакт Янсона. Виняткова особливість точково-контактних квантових сенсорів, окрім безпосередньо квантових властивостей точкових контактів Янсона, пов’язана з низкою фундаментальних властивостей. До цих властивостей належать специфічний розподіл потенціалу в контакті, який сприяє прояву мікроконтактного газочутливого ефекту, та безщілинна електродна система, що виникає на каналі провідності точкового контакту в рідкому середовищі та забезпечує протікання циклічного електрохімічного ефекту, завдяки якому можливо зареєструвати широкий набір квантових станів в дендритних точкових контактах Янсона, які знаходяться в середовищах, що досліджуються. Гістограми провідності, які відповідають квантовим станам дендритних точкових контактів в процесі їх перетворень, є маркером певних середовищ і можуть бути зареєстровані за допомогою прототипу нового квантового сенсора, розробленого в нашій роботі. Дієздатність розробленого прототипу була доведена в експериментах в газових середовищах аргону та оточуючого повітря. Отримані результати забезпечують передумови для розробки квантових сенсорів нового покоління для селективного визначення рідких та газових середовищ.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

A.V. Khotkevich and I.K. Yanson, Atlas of Point Contact Spectra of Electron-Phonon Interactions in Metals. (Kluwer Academic Publishers, Boston/Dordrecht/London, 1995) 168p.

Yu.G. Naidyuk and I.K. Yanson, Point-contact spectroscopy. (Springer, New York, 2005) 300p.

I.K. Janson. ZhETF, 66(3) 1035, (1974).

Edit. V.A. Karachevtsev, Nanobiophysics: Fundamentals and Applications, Chapter 11 (Pan Stanford Publishing Pte. Ltd., Stanford, 2015), p. 327-379.

G.V. Kamarchuk, A.P. Pospelov, A.V. Savytskyi, A.O. Herus, Yu.S. Doronin, V.L. Vakula, E. Faulques, SN Applied Sciences, 1, 244, 2019.

Edit. A. Sidorenko, H. Hahn, Functional Nanostructures and Sensors for CBRN Defence and Environmental Safety and Security,. (Springer, Dordrecht, 2020) p. 245-270.

I.O. Kulik, A.N. Omel'yanchuk, R.I. Shekhter, FNT, 3(12), 1543, (1977) [in Russian]

G.V. Kamarchuk, O.P. Pospelov, A.V. Yeremenko, Faulques, E., I.K. Yanson. Europhys. Lett., 76(4), 2006.: p. 575-581.

G.V. Kamarchuk, I.G. Kolobov, A.V. Khotkevich, I.K. Yanson, A.P. Pospelov, I.A. Levitsky, W.B. Euler, Sensors and Actuators B, 134(2), 1022, (2008).

G.V. Kamarchuk, A.P. Pospelov, A.V. Savitsky, L.V. Koval, FNT,. 40 (10), 1198, (2014).

A.P. Pospelov, A.I. Pilipenko, G.V. Kamarchuk, V.V. Fisun, I.K. Yanson, E. Faulques. J. Phys. Chem. C, 119(1), 632, (2015).

G.V. Kamarchuk, A.P. Pospelov, D.A. Harbuz, V.A. Gudimenko, L.V. Kamarchuk, A.S. Zaika, A.M. Pletnev, A.V. Kravchenko. Biophysical Bulletin, 2 (38), 66, (2017).

N.L. Bobrov, L.F. Rybalchenko, A.V. Khotkevich, P.N. Chubov, I.K. Janson, A.S. 1631626 USSR, publ. 02.28.91, Bul. 8, 168, (1991). [in Russian]

G.V. Kamarchuk, А.P. Pospelov, A.V. Savitsky, L.V. Koval’, Low Temp. Phys., 40(10), 1198, (2014).

J.O.M. Bockris, A.K.N. Reddy, M. Gamboa-Aldego, Modern Electrochemistry, v. 2A Fundamental of Electrodics. Vol. 2A. (Kluwer Academic Publishers, New York/Boston/Dordrecht/London/Moscow, 2002). 764p.

Edit. B.P. Nikol'skiy, M.Ye.Pozin, B.A.Poray-Koshits, V.A.Rabinovich, F.YU.Rachinskiy, P.G.Romankov, D.A.Fridrikhsberg, Chemist's Handbook. Vol.3. Chemical equilibrium and kinetics. Properties of solutions. Electrode processes. (Chemistry, Moscow-Leningrad, 1964) 1005p. (Справочник химика. Т.3. Химическое равновесие и кинетика. Свойства решений. Электродные процессы. Ред. В.Р. Никольский, М.Е.Позин, Б.А.Порай-Кошиц, В.А.Рабинович, Ф.Ю.Рачинский, П.Г.Романков, Д.А.Фридрихсберг (Химия, Москва-Ленинград)) [in Russian]