МЕХАНІЗМ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН У ТРЕКОВИХ СЕНСОРАХ
DOI:
https://doi.org/10.32782/2450-8640.2024.2.3Ключові слова:
трекові сенсори, модель частинок, час релаксації потоку носіїв, роздільна здатність сенсора.Анотація
Трекові сенсори створюють на основі трекових структур, які отримують унаслідок іонної імплантації тонких діелектричних і напівпровідникових плівок. Проходження іонних струмів через такі структури має особливості, які давно вивчаються. Входження різних видів домішок в іонний струм змінює густину струму, що дає змогу виявляти малі концентрації домішок. У цій роботі розглянуто можливий механізм виявлення сторонніх домішок у середовищі за допомогою такого сенсора. Досліджено вплив характеристик сторонніх частинок, що потрапляють у потік, а також структурно-геометричних особливостей треку на густину «потоку носіїв» (ПН). Виміряні залежності густини ПН від заряду модельних частинок у ПН та сторонніх частинок, а також від дефектної структури стінок треку та її діаметра дали змогу запропонувати механізм ідентифікації різноманітних забруднень у такій трековій системі. У сенсорі внаслідок взаємодії сторонньої частинки із частинками ПН виникає збуджена область, розмір якої залежить від характеру цієї взаємодії. Поява такої області призводить до спостережуваного негативного піку кінетики ПН. Час життя такої збудженої області визначає роздільну здатність сенсора. Цей час життя залежить від діаметра треку та дефектної структури її стінок. Це передбачає можливість впливу на роздільну здатність сенсора. На цей параметр пристрою можна впливати на всіх етапах його виготовлення. Під час створення трекової структури важливо забезпечити певний режим іонної імплантації. Відповідно до цього потрібно підбирати діаметр треку. Важливо підібрати заряд і геометричні характеристики частинок в ПН.
Посилання
1. Fundamentals of Ion-Irradiated Polymers. Ed. Fink, D., Springer. 2004. 406 p.
2. Renkin E.M. Filtration, diffusion, and molecular sieving through porous cellulose membranes. J. Gen. Physiol. 1954. Vol. 38. P. 225–243.
3. Donchev I.I., Kavetskyy T.S., Mushynska O.R., Zubrytska O.V., Briukhovetska I.V., Pryima A.M., Kovalchuk H.Y., Hoivanovych N.K., Kropyvnytska L.M., Pavlyshak Y.Y., Skrobach T.B., Kossak G.M., Stakhiv V.I., Monastyrska S.S., Kiv A.E. Computer model of track biosensor. Semicond. Phys. Quant. Electron. Optoelectron. 2022. Vol. 25 (4). P. 441–445.
4. Bondaruk Y., Fink D., Kiv A., Donchev I. Simulation of the passage of ion flows through nanotracks. International Journal of Advanced Computer Technology (IJACT). 2020. Vol. 9. P. 1–4.
5. Donchev I., Bondaruk Y., Fink D., Kavetskyy T., Kushniyazova M., Pan’kiv L., Kukhazh Y., Mushynska O., Zubrytska O., Vinkovskaya A., Dyachok D., Kiv A. Optimization of ion track characteristics in a track biosensor. Acta Carpathica. 2022. Vol. 2 (38). P. 31–37.
6. Vinkovskaya A., Bondaruk Y., Fink D., Kavetskyy T., Dyachok D., Donchev I., Pankiv L., Kukhazh Y., Zubrytska O., Matskiv O., Kravtsiv M., Leshko R., Hoivanovych N., Kiv A. Features of chemical etching of track structures. Acta Carpathica. 2023. Vol. 2 (40). P. 107–113.
7. Garcia Arellano H., Munoz Hernandez G., Fink D., Vacik J., Hnatowicz V., Alfonta L., Kiv A. Dependence of yield of nuclear track-biosensors on track radius and analyte concentration. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2018. Vol. 420. P. 69–75.
8. Bondaruk Y.V., Kavetskyy T.S., Vinkovskaya A.O., Kushniyazova M., Dyachok D.O., Pankiv L.I., Klepach H.M., Mushynska O.R., Zubrytska O.V., Matskiv O.I., Pavlovskyy Y.V., Voloshanska,S.Y., Monastyrska S.S., Bodnar L.V., Kiv A.E. Improvement of new electronic materials using computer modeling. Semicond. Phys. Quant. Electron. Optoelectron. 2023. Vol. 26 (4). P. 470–474.
9. Donchev I., Fink D., Vinkovskaya A., Kavetskyy T., Kushniyazova M., Dyachok D., Bondaruk Y., Pan’kiv L., Kukhazh Y., Mushynska O., Zubrytska O., Matskiv O., Soloviev V., Kiv A. Simulation of track structures as the basis of biosensors. Acta Carpathica. 2023.
Vol. 1 (39). P. 66–72.
