Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/85279
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Generator of EEG Delta Rhythms Based on Si Nanowires
Other Titles Генератор дельта ритмів ЕЕГ на основі нанодротів Si
Authors Ostrovska, K.O.
Druzhinin, A.A.
Liakh-Kaguy, N.S.
Ostrovskii, I.P.
ORCID
Keywords нанодроти кремнію
електроенцефалограма
дельта ритм
вольт-амперні характеристики
термо-ерс
silicon nanowires
elecroencephalogram
delta rhythm
U-I characteristics
thermo-emf
Type Article
Date of Issue 2021
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/85279
Publisher Sumy State University
License In Copyright
Citation K.O. Ostrovska, A.A. Druzhinin, et al., J. Nano- Electron. Phys. 13 No 4, 04012 (2021). DOI: https://doi.org/10.21272/jnep.13(4).04012
Abstract Стаття присвячена розробці генератора дельта ритмів електроенцефалограми (ЕЕГ) людського мозку на основі дослідження електрофізичних характеристик зростків нанодротів Si. Кремнієві мікрота нанодроти вирощували методом хімічного осадження з газової фази і мали діаметр від 100 нм до 20 мкм. Вольт-амперні характеристики зростків мікро- та нанодротів Si отримували шляхом пропускання струму через поздовжню гілку та вимірювання напруги на поперечній гілці зростка. Пропускання струму приводить до нагрівання вузла зростка і виникнення термо-ерс за рахунок різниці температур між вузлом і кінцем мікро- та нанодроту. Дослідження вольт-амперних характеристик зростків нанодротів Si показали, що при досягненні критичного значення струму порядку 10 мкА спостерігається поява генерації коливань напруги. Період коливань становить близько 1 с, тоді як їх амплітуда складає 100-120 мкВ, що нагадує коливання дельта-ритму в мозку людини. Обговорювались різні причини коливань: 1) контактні явища; 2) наявність механічного напруження у вузлі зростка; 3) існування нескомпенсованого заряду обірваних зв'язків у приповерхневих шарах нанодротів. Детальний розгляд запропонованих причин показав, що ефект не пов'язаний з контактними явищами, а також із наявністю механічних напружень у вузлі зростка нанодротів. Можливим механізмом виявленого ефекту є стрибкоподібний перерозподіл заряду в приповерхневих шарах нанодроту, що призводить до компенсації наведеної термо-ерс. Однак, це відповідає нерівноважному стану кристалу. Повернення нанодроту до рівноважного стану зумовлює періодичні коливання напруги. Виявлений ефект дозволив розробити генератор дельта-ритмів, який може бути використаний для лікування різних захворювань (діти з розладами спектру аутизму, внутрішньо переміщені особи із зони антитерористичної операції тощо).
The paper deals with the design of a delta rhythm generator of human brain electroencephalogram (EEG) based on investigations of electrophysical characteristics of Si nanowire joints. Si nanowire joints were obtained during their growth by chemical vapour deposition method. The diameter of the Si wires ranges from 100 nm to 20 m. Studies of the U-I characteristics of Si nanowire joints have shown that when a critical value of the current of about 10 A is reached, the generation of voltage fluctuations is observed. The period of oscillations is about 1 s, while their amplitude is 100-120 V that is similar to delta rhythm oscillations in the human brain. Different reasons of the oscillations have been discussed: 1) contact phenomena; 2) existence of strain in the joint junction; 3) existence of non-compensated charges of dangling bonds in the wire surface. A detailed consideration of the proposed reasons has shown that the effect is not associated with contact phenomena, as well as with strain in the joint junction. A possible mechanism of the effect is periodic charge redistribution in the subsurface layer of the wire that leads to compensation of thermo-emf arising due to heating of the joint junction by current. However, this corresponds to the nonequilibrium state of the crystal. The return of the nanowire to equilibrium causes periodic voltage oscillations. The revealed effect allows to elaborate a delta rhythm generator which can be used to treat various diseases (children with autism spectrum disorders, internally displaced persons from antiterrorist operation zone, etc.).
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Belgium Belgium
251203001
China China
1
Germany Germany
1
India India
1
Iran Iran
1
Ireland Ireland
649606
Israel Israel
1
Italy Italy
1
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
1
Portugal Portugal
1
Russia Russia
1503
Singapore Singapore
1
Sweden Sweden
1
Ukraine Ukraine
41089548
United Kingdom United Kingdom
3362581
United States United States
251203003
Unknown Country Unknown Country
7424664
Vietnam Vietnam
450

Downloads

Canada Canada
1
China China
251203003
France France
1
Germany Germany
41089543
Hong Kong SAR China Hong Kong SAR China
1
India India
3612
Ireland Ireland
468741
Lithuania Lithuania
1
Netherlands Netherlands
1
Portugal Portugal
1
Singapore Singapore
1
Ukraine Ukraine
41089547
United Kingdom United Kingdom
287873
United States United States
251203006
Unknown Country Unknown Country
251202999
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Ostrovska_jnep_4_2021.pdf 305.56 kB Adobe PDF 836548332

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.