Insights into polycrystalline microstructure of blood films with 3D Mueller matrix imaging approach

This study introduces a novel approach in the realm of liquid biopsies, employing a 3D Mueller-matrix (MM) image reconstruction technique to analyze dehydrated blood smear polycrystalline structures. Our research centers on exploiting the unique optical anisotropy properties of blood proteins, which undergo structural alterations at the quaternary and tertiary levels in the early stages of diseases such as cancer. These alterations manifest as distinct patterns in the polycrystalline microstructure of dried blood droplets, offering a minimally invasive yet highly effective method for early disease detection. We utilized a groundbreaking 3D MM mapping technique, integrated with digital holographic reconstruction, to perform a detailed layer-by-layer analysis of partially depolarizing dry blood smears. This method allows us to extract critical optical anisotropy parameters, enabling the differentiation of blood films from healthy individuals and prostate cancer patients. Our technique uniquely combines polarization-holographic and differential MM methodologies to spatially characterize the 3D polycrystalline structures within blood films. A key advancement in our study is the quantitative evaluation of optical anisotropy maps using statistical moments (first to fourth orders) of linear and circular birefringence and dichroism distributions. This analysis provides a comprehensive characterization of the mean, variance, skewness, and kurtosis of these distributions, crucial for identifying significant differences between healthy and cancerous samples. Our findings demonstrate an exceptional accuracy rate of over 90% for the early diagnosis and staging of cancer, surpassing existing screening methods. This high level of precision and the non-invasive nature of our technique mark a significant advancement in the field of liquid biopsies. It holds immense potential for revolutionizing cancer diagnosis, early detection, patient stratification, and monitoring, thereby greatly enhancing patient care and treatment outcomes. In conclusion, our study contributes a pioneering technique to the liquid biopsy domain, aligning with the ongoing quest for non-invasive, reliable, and efficient diagnostic methods. It opens new avenues for cancer diagnosis and monitoring, representing a substantial leap forward in personalized medicine and oncology

ОСОБЛИВОСТІ ФОТОЧУТЛИВОСТІ СТРУКТУРИ NI/N-ZNO:N/P-SI

Nitrogen doped n-ZnO:N films were deposited on p-Si substrates by magnetron sputtering. The photosensitivity peculiarities of n-ZnO:N/p-Si structure depending on bias voltage and temperature were investigated. The structures demonstrate a high current sensitivity in a wide spectral region, which increases rapidly with increasing applied voltage. Under a bias 5 V, the responsivity is equal to several tens of A/W at λ = 400 nm, and several units of A/W at 1000 nm. High sensitivity of detector is attributed to internal gain in Ni/n-ZnO:N/p-Si structure that operates as a phototransistor. Легированные азотом пленки n-ZnO:N были осаждены на p-Si подложки методом магнетронного распыления. Исследовано особенности фоточувствительности структуры Ni/n-ZnO:N/p-Si в зависимости от напряжения смещения и температуры. Структуры демонстрируют высокую токовую чувствительность в широком спектральном диапазоне, которая стремительно возрастает при увеличении приложенного напряжения. При напряжении смещения 5 В чувствительность на длине волны λ = 400 нм составляет несколько десятков А/Вт, а при λ = 1000 нм — несколько единиц А/Вт. Высокая чувствительность детектора объясняется внутренним усилением в структуре Ni/n-ZnO:N/p-Si, которая ведет себя как фототранзистор.Леговані азотом плівки n-ZnO:N були осаджені на p-Si підкладки методом магнетронного розпилення. Досліджено особливості фоточутливості структури Ni/nZnO:N/p-Si залежно від напруги зміщення та температури. Структури демонструють високу струмову чутливість в широкому спектральному діапазоні, яка стрімко зростає при збільшенні прикладеної напруги. При напрузі 5 В чутливість на довжині хвилі λ = 400 нм становить декілька десятків А/Вт, а при λ = 1000 нм — декілька одиниць А/Вт. Висока чутливість детектора пояснюється внутрішнім підсиленням в структурі Ni/n-ZnO:N/p-Si, що поводить себе як фототранзистор

Higher Voltage Ni/CdTe Schottky Diodes With Low Leakage Current

publishe

Detector with High Internal Photocurrent Gain Based on ZnO:N

The photoresponsive structures prepared by magnetron sputtering of ZnO:N on p-Si substrates followed by vacuum evaporation of semi-transparent Ni film on ZnO surface were investigated. The mentioned structures show high sensitivity that sharply enhances with increase of applied voltage. Under a bias 5 V, the responsivities at λ = 390 and 850 nm are equal to 210 A/W and 110 A/W which correspond to the quantum efficiencies of 655 and 165, respectively. It is suggested that the observed high response is attributed to internal gain in phototransistor structure containing Ni/n-ZnO Schottky contact as emitter junction and n-ZnO/p-Si heterostructure as collector junction

Detector with High Internal Photocurrent Gain Based on ZnO:N

The photoresponsive structures prepared by magnetron sputtering of ZnO:N on p-Si substrates followed by vacuum evaporation of semi-transparent Ni film on ZnO surface were investigated. The mentioned structures show high sensitivity that sharply enhances with increase of applied voltage. Under a bias 5 V, the responsivities at λ = 390 and 850 nm are equal to 210 A/W and 110 A/W which correspond to the quantum efficiencies of 655 and 165, respectively. It is suggested that the observed high response is attributed to internal gain in phototransistor structure containing Ni/n-ZnO Schottky contact as emitter junction and n-ZnO/p-Si heterostructure as collector junction

ДЕТЕКТОР УЛЬТРАФІОЛЕТОВОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ОСНОВІ ZnO, ЛЕГОВАНОГО АЗОТОМ

ZnO films, doped by nitrogen, deposited on p-Si (100) substrates by magnetron sputtering in nitrogen plasma were studied. The developes surface-barrier Ni/ZnO:N/Al diodes demonstrated the maximal photosensitivity about 0.1 À/W at 365 nm (at bias -1 V) and the time constant of photoresponse is about 100 ns. The methods for improvement of the properties of UV radiation detectors, based on investigated ZnO:N films, were proposed.Исследованы легированные азотом пленки ZnO, осажденные методом магнетронного напыления в азотной плазме на Si (100) подложку p-типа проводимости. Созданные поверхностно-барьерные Ni-ZnO:N-Al диоды продемонстрировали высокую фоточувствительность с максимумом ~0,1 А/Вт на длине волны 365 нм при смещении -1В и быстродействием с постоянной времени ~ 100 нс. Предложены методы улучшения свойств детекторов УФ излучения на основе исследованных ZnO:N пленок.Досліджено леговані азотом плівки ZnO, осаджені методом магнетронного розпилення в азотній плазмі на Si (100) підкладинку p-типу провідності. Створені поверхнево-бар’єрні Ni-ZnO:N-Al діоди демонструють високу фоточутливість з максимумом ~ 0,1 А/Вт на довжині хвилі 365 нм при зміщенні – 1 В і швидкодію із сталою часу ~ 100 нс. Запропоновано методи покращення властивостей детекторів УФ випромінювання на основі досліджених ZnO:N плівок

Cd1-xMnxTe ЯК МАТЕРІАЛ ДЛЯ ДЕТЕКТОРІВ Х- І γ-ВИПРОМІНЮВАННЯ

Cd1-xMnxTe crystals of p-type conductivity with 40 % manganese content (x = 0.4) are investigated for their use in detectors of X-and γ-radiation. From optical transmission spectra, the band gap of semiconductor has been found whose value compared with the generalized literature data for such Mn content. Ohmic contacts have been created and the temperature dependence of resistivity of the material has been investigated (~ 108 Ω⋅cm at 300 K). Based on the statistics of charge carriers in a compensated semiconductor, the ionization energy and the compensation degree of acceptor responsible for resistivity of Cd0.6Mn0.4Te have been obtained. Recommendations for improvement of parameters of Cd0.6Mn0.4Te as detector material for X-and γ-radiation are formulated.Исследованы монокристаллы Cd1-xMnxTe p-типа проводимости с содержанием марганца 40 % (х = 0.4) на предмет их применения в детекторах Х- и γ-излучения. Из спектров оптического пропускания найдена ширина запрещенной зоны полупроводника, значение которой сопоставлено с обобщенными литературными данными для такого содержания Mn. Созданы омические контакты и исследована температурная зависимость удельного сопротивления материала (~ 108 Ом⋅см при 300 К). Исходя из статистики носителей заряда в компенсированном полупроводнике, найдена энергия ионизации и степень компенсации акцептора, ответственного за электропроводность Cd0.6Mn0.4Te. Сформулированы рекомендации для улучшения параметров Cd0.6Mn0.4Te как материала для детекторов Х- и γ-излучения.Досліджено монокристали Cd1-xMnxTe p-типу провідності зі вмістом марганцю 40 % (х = 0.4) на предмет їх застосування в детекторах Х- і γ-випромінювання. Зі спектрів оптичного пропускання знайдено ширину забороненої зони напівпровідника, значення якої зіставлено з узагальненими літературними даними для такого вмісту Mn. Створені омічні контакти й досліджено температурну залежність питомого опору матеріалу (~ 108 Ом⋅см при 300 К). Виходячи із статистики носіїв заряду в компенсованому напівпровіднику, знайдено енергію іонізації й ступінь компенсації акцептора, відповідального за електропровідність Cd0.6Mn0.4Te. Сформульовано рекомендації щодо покращення параметрів Cd0.6Mn0.4Te як матеріалу для детекторів Х- і γ-випромінювання

ПЕРСПЕКТИВИ СТВОРЕННЯ УЛЬТРАФІОЛЕТОВИХ ФОТОРЕЗИСТОРІВ НА ОСНОВІ ПЛІВОК ZNO

Undoped and nitrogen doped n-ZnO films were deposited on Si and SiNx/Si substrates by magnetron sputtering. The methods of thermal vacuum deposition and standard LIFT-OFF lithography were used for fabrication ohmic In and Al contacts to ZnO. The influence of crystal perfection for undoped ZnO films and magnitude of interelectrode spacing of contacts on photosensitivity and response speed of the photoresistors on their basis were investigated. For photoresistors based on undoped films the photocurrent-to-dark current ratio equal to 24 at response speed about ten minutes were achieved. The photoresistors based on nitrogen doped films showed the photosensitivity with photocurrent-to-dark current ratio is equal to 250 at λ = 390 nm with time constant of photoresponse about 10 μs.Нелегированные и легированные азотом пленки n-ZnO осаждены на Si и SiNx/Si подложки методом магнетронного распыления. Методы термического вакуумного осаждения и стандартной LIFT-OFF литографии применены для нанесения омических In и Al контактов к ZnO. Исследовано влияние кристаллического совершенства нелегированных пленок ZnO и величины межконтактного расстояния на фоточувствительность и быстродействие фоторезисторов на их основе. Для фоторезисторов на основе нелегированных пленок была достигнута кратность 24 при быстродействии порядка десяти минут. Фоторезисторы, созданные на основе легированных азотом пленок ZnO, продемонстрировали фоточувствительность с кратностью 250 при λ = 390 нм и быстродействие с постоянной времени 10 мкс.Нелеговані та леговані азотом плівки n-ZnO осаджено на Si та SiNx/Si підкладки методом магнетронного розпилення. Для нанесення омічних In та Al контактів до ZnО застосовані методи термічного вакуумного осадження та стандартної LIFT-OFF літографії. Досліджено вплив кристалічної досконалості нелегованих плівок ZnО та величини міжконтактно ї відстані на фоточутливість та швидкодію фоторезисторів на їх основі. Для фоторезистор ів на основі нелегованих плівок досягнута кратність 24 при швидкодії порядку десяти хвилин. Фоторезистори, створені на основі легованих азотом плівок ZnO, продемонстрували фоточутливість з кратністю 250 при λ = 90 нм та швидкодію зі сталою часу 10 мкс