Содержание

Введение 2

1.Литературный обзор 5

1.1. Эффект дальнодействия при ионном и фотонном облучении 5

1.2.Модели эффекта дальнодействия 8

1.3. Метод микротвердости, как способ регистрации эффекта дальнодействия 10

1.4 Эффект дальнодействия в кремнии при низкотемпературном нагреве 11

1.5 Биологическое действие электромагнитных волн миллиметрового диапазона (КВЧ) 12

2. Методика эксперимента 15

3. Результаты и их обсуждение 19

3.1 Зависимость относительного изменения микротвердости от длительности облучения светом 19

3.2 Эффект дальнодействия при облучении светом в системе «кремний- водный раствор NaCl» 21

3.3 Эффект дальнодействия в системе кремниевый диод - водный раствор NaCl - кремниевый детектор 27

Выводы 30

Список литературы 31

Введение

Эффект дальнодействия (ЭД) заключается в изменении структуры и свойств твердых тел на больших расстояниях от области выделения энергии при внешних воздействиях. ЭД был исследован при различных способах воздействия на поверхность металлов и полупроводников [1, 2, 3]. Одним из наиболее изученных видов ЭД является изменение микротвердости пластин кремния и фольг металлов на стороне, противоположной облучаемой, при облучении светом [1]. Была предложена модель ЭД при световом облучении, согласно которой под действием потока фотонов в естественном окисле (ЕО), покрывающем поверхность твердого тела, происходит энергетическое и пространственное перераспределение носителей заряда, вызывающее переменное электрическое поле, генерирующее , благодаря пьезоэффекту, гиперзвуковые волны (ГВ) с частотами ~10¹¹-10¹² Гц [2]. Проникая вглубь образца, эти ГВ изменяют дефектную структуру твердого тела, что фиксировалось обычно путем измерения микротвердости (Н) на стороне, противоположной облучаемой.

Диапазон частот в котором, согласно модели, генерируются ГВ, - это область миллиметровых волн, или крайне высоких частот (КВЧ). Этот диапазон весьма интересен с практической точки зрения. Начиная в 80-х годов прошлого века в Институте радиоэлектроники АН СССР (теперь ИРЭ РАН) под руководством чл.-кор. АН СССР Н.Д. Девяткова проводились исследования биологического действия КВЧ, и на этой основе был создан ряд приборов терапевтического назначения [4]. Согласно современным воззрениям, влияние КВЧ на живые объекты обусловлено способностью клеток организма излучать волны КВЧ и резонансно откликаться на их воздействие. Ключевая роль в биологическом действии КВЧ принадлежит водным растворам солей NaCl и KCl, которые присутствуют внутри и вокруг каждой клетки и участвуют в формировании, амплитудно - частотном преобразовании, усилении волн КВЧ [5].

При этом было установлено, что в клетках и водных растворах электромагнитные волны КВЧ могут преобразоваться в акустические волны с теми же частотами (~100 ГГц), т.е. в гиперзвуковые волны и обратно, подобно тому, как в нашей модели ЭД это происходит при облучении светом [2].

Водные растворы солей фигурируют не только в предложенных теориях биологического действия КВЧ, но и применяются на практике в некоторых приборах для терапевтического (полевого) воздействия, когда между источником поля и телом пациента помещается промежуточная среда в виде сосуда с водным раствором NaCl, по-видимому, служащая для усиления поля. Таким образом, возникла интересная перекличка идей, возникших в связи с исследованиями ЭД в твердых телах, и идей, лежащих в основе медико-биологических применений КВЧ-излучения.

Целью работы, в связи со сказанным, является изучение возможности практических применений ЭД в медико-биологических целях. В качестве первого шага было решено предпринять изучение прохождения дальнодействующих сигналов, испускаемых кремнием при воздействии света и регистрируемых путем измерения микротвердости, через «водный раствор NaCl , помещенный в сосуд из фторопласта», поскольку эта система аналогична, используемой в медико-биологических исследованиях. При этом пластины кремния нами использовались как в качестве источника поля (согласно нашей модели – это электрические поля КВЧ и гиперзвука ГВ), так и в качестве чувствительного элемента – детектора (приемника) поля. Оказалось, что измерение микротвердости Si позволяет успешно регистрировать распространение ЭД в данной комбинированной системе, включающей твердофазные и жидкофазные объекты. Наряду с возбуждением в Si КВЧ и ГВ полей светом, использовался и другой способ возбуждения – путем протекания прямого тока через кремниевый диод. Этот способ как оказалось можно обосновать, пользуясь обнаруженным ранее в НИФТИ явление ЭД в Si при низкотемпературном нагреве [3]. Чтобы использовать при изучении ЭД в системе (Si-фторопласт-водный раствор NaCl) широких интервалов времен воздействия и выяснить вопрос о том, в какой области времен следует ожидать дальнодействующего влияния света в указанной системе, в данной работе измерена зависимость относительного изменения микротвердости при облучении одиночных образцов светом в более широком интервале времен, чем ранее исследовалось.