Основы аттосекундного импульсного наносинтеза

Безносюк С. А., Жуковский М. С.

Введение

В настоящее время проведение фундаментальных исследований и разработка инжиниринга наноматериалов нацелены на создание новых теоретических и экспериментальных методов получения сверхмалых активных наночастиц. Такие наночастицы подобны по ряду функций биомолекулярным элементам цитоскелета. Они имеют ряд физико-химических и информационных свойств биосовместимости и дополнительности к биомолекулам живых организмов. В связи с этим, было предложено именовать их биоподобными, или, иначе говоря, биомиметическими наночастицами [1].

В общем введении в наноинжиниринг биомиметических наносистем степень оригинальности развитых подходов определим, сопоставляя их с известными подходами нанонаук [2]. Наноинжиниринг означает способы сборки систем, в которых манипуляция-процессинг проводится в масштабе нескольких нанометров материала. Элементами манипуляции являются наночастицы. Известные методы процессинга в триаде «микрочастица-наночастица-атом» можно разделить на две общие схемы: «МИКРОЧАСТИЦА → наночастица → атом» и «АТОМ → наночастица → микрочастица». Третья возможная схема по симметричному типу: «микрочастица ← НАНОЧАСТИЦА → атом» строго была рассмотрена в [3–6]. Такая схема процессинга с использованием функциональных свойств наноботов — основа нанотехнологиий следующего поколения [7–11]. Наносинтез имеет ряд проблем. Первая из них состоит в том, что инициация наносинтеза требует импульсного электродинамического или электромагнитного воздействия на материал с областью локализации до 10 нанометров, сравнимой с размером активируемых наноботов. Это — размер пакетов ближнего, вакуумного и экстремального ультрафиолета (УФ) с энергией квантов 10 эВ – 100 эВ и мягкого рентгена (МР) 100 эВ – 300 эВ [12,13].

Длительность импульсов составляет порядка десятков аттосекунд (10−17 с). При этом ширина полосы неопределённостей энергии в импульсе достигает порядка 100 эВ. В связи с этим актуальными являются изложенные в данной статье основы теории и компьютерного моделирования импульсного наносинтеза активных центров наноструктурных превращений материалов.

Физическая модель однофотонного аттосекундного наносинтеза

Электронный механизм формирования первичных наночастиц в веществе даёт теория квантовой релаксации неравновесных открытых наночастиц в условиях диссипативной среды конденсированного состояния [14]. Его можно сформулировать следующим образом. Показанный на Рис.1 нанометровый в пространстве и аттосекундный во времени компактный электромагнитный импульс ультрафиолета (УФ) или мягкого рентгена (МР), поглощается электронной подсистемой материала.


Рис.1. Первичный квантовый импульс УФ/МР. Энергия в импульсе от 10 эВ (УФ) до 300 эВ (МР).

Основные стадии поглощения такого импульса представлены на Рис.2. Цепь превращений энергии электромагнитного импульса ведёт к генерации компактной плазмоидной наночастицы — активного центра наноструктурных превращений материала.


Рис.2. Принципиальная схема стадий генерации сжатым импульсом УФ/МР компактной плазмоидной наночастицы материала: 1 — первичный квантовый импульс УФ/МР в волноводе. 2 — поглощение импульса материалом. 3 — генерация компактной кинематической волны зарядовой плотности электрон-дырочного плазмоида. 4 — генерация компактной плазмоидной наночастицы с межатомными потенциалами связи внутри (α) и в трансграничной (β) области с матрицей материала. 5 — диссипация энергии наночастицы электромагнитными квантами, экситонами и плазмонами.

Рассмотрим детали электронных механизмов представленных на Рис.2 стадии импульсной электрон-дырочной генерации плазмоидных наночастиц. На стадии 2 при поглощении, в отличие от показанных на Рис.3(2) экситонов Френкеля в молекулах или экситонов Ваннье-Мотта в полупроводниках, связанных с переходом электрона при возбуждении из валентной зоны в зону проводимости с энергией порядка нескольких электрон-Вольт, генерируется высокоэнергетическое пакетное электрон-дырочное возбуждение, показанное на Рис.3(3). В нём дырочная волновая функция задаётся волновым пакетом в зонах глубоких остовных электронных состояний материала. Соответственно, электронная волновая функция задаётся волновым пакетом в зонах проводимости. Неопределённость в энергии электрон-дырочных пар, как и в электромагнитном импульсе, достигает десятки электрон-Вольт.


Рис.3. Различия в электрон-дырочном механизме поглощения материалом — 1 кванта света инфракрасного, видимого или УФ-диапазонов — 2 (энергия до 10 эВ) и импульса жёсткого УФ или МР — 3 (энергия от 10 эВ до 300 эВ).

Таким образом, сжатый импульс жёсткого ультрафиолета или мягкого рентгена генерирует электрон-дырочное пакетно-компактное возбуждение «дырка зоны остова – электрон зоны проводимости». Время радиационного затухания возбуждения в основном определяется малостью интеграла перекрывания волновых функций дырочной и электронной компоненты. Оно может достигать микросекунд, так как проекция остовных волновых функций на волновые функции состояний зоны проводимости ничтожно мало. Когерентные электронные и дырочные квантовые состояния формируют в пространстве материала компактную кинематическую волну зарядового и спинового сопряжения — электрон-дырочный «плазмоид» с распределением плотности избыточного положительного заряда «дырки» внутри объёма, а отрицательного избыточного заряда «электрона» на границе его пространственного носителя (Рис.4). Протяжённость носителя электрон-дырочного плазмоида в материале не превышает 10 нм (генерирующий импульс УФ с энергией порядка 10 эВ) и не меньше размера атома 0.3 нм (генерирующий импульс МР с энергией порядка 300 эВ).


Рис.4. Компактная кинематическая волна зарядового сопряжения электрон-дырочного плазмоида с распределением плотности заряда: положительного избыточного заряда локализованной остовной «дырки» и отрицательного избыточного заряда делокализованного «электрона» зоны проводимости.

Характерная кинематическая волна зарядовой плотности электрон-дырочного плазмоида экранирует локализованную на его носителе ядерно-электронную подсистему от остальной матрицы материала, формируя вместе с ней автономную энергонасыщенную плазмоидную наночастицу малого размера (смотрите Рис.5). Такая активная наночастица характеризуется модифицированными межатомными потенциалами внутри объёма (α-потенциалы) и в трансграничной области с матрицей материала (обменные β и необменные γ-потенциалы). Расчет методом нелокального функционала плотности показал, что трансграничные потенциалы существенно ослаблены по сравнению с потенциалами в матрице материала. В результате, можно пренебречь колебательно-вращательными степенями свободы в диссипации энергии возбужденной наночастицы в матрицу материала, находящуюся в термодинамическом равновесии при заданной температуре и давлении.


Рис.5. Топологическая структура и кривые энергии связи экранированных межатомных потенциалов (α, β, γ-типа) плазмоидной наночастицы внутри матрицы материала.

В течение диссипации энергии возбужденной наночастицы возникает цепочечный процесс релаксации (Рис.6), в котором происходит чередование двух элементарных стадий: неадиабатической и адиабатической (Рис.7). Неадиабатическая стадия — это процесс когерентного внутреннего обмена (конверсии) энергии возбуждения между двумя внутренними компонентами релаксирующей наночастицы: электронно-ядерной подсистемой и её электрон-дырочным плазмоидом. На этой стадии идёт квантово-запутанное когерентное трансформирование состояний ядерно-электронной и электрон-дырочной подсистем. Адиабатическая стадия — это процесс некогерентного обмена энергией возбуждений каждой из двух компонент наночастицы с окружающей матрицей материала.


Рис.6. Цепочечный кинетический процесс релаксации плазмоидной наночастицы Два основных механизма и две основных области релаксации компактного активного центра биомиметической наночастицы в материалах.


Рис.7. Процесс релаксации плазмоидной наночастицы представляет собой последовательность элементарных стадий: неадиабатической внутренней конверсии энергии (τ) и адиабатической диссипации энергии (δτ).

Переход во времени между элементарными кинетическими стадиями происходит за счёт сбоя и восстановления когерентности внутренней квантовой динамики наночастицы. Сбой когерентности определяется известным квантовым механизмом, как момент разрушения квантовой когерентности запутанного движения ядерно-электронной и электрон-дырочной компонент наночастицы из-за нарастания стохастических взаимодействий электрон-дырочного плазмоида с матрицей материала [1]. Рассчитанные времена когерентности для температур матриц материалов от 100 до 1000 K и малых наночастиц (размер до 10 нм) составляют порядка нескольких фемтосекунд. Восстановление когерентности после её сбоя может произойти не менее, чем за максимальное время прохождения светвого сигнала по пространственному носителю компактной плазмоидной наночастицы. Для наночастиц размером до 10 нм оно составляет десятые доли фемтосекунды.

Процесс быстрого рассеяния энергии идёт за счёт испускания кинематической волной электрон-дырочного плазмоида в матрицу материала экситонных (плазмонных) импульсов, а также вторичных электромагнитных импульсов, показанных на Рис.8.


Рис.8. Генерация плазмоидной наночастией электромагнитных и электрон-дырочных (плазмонных) импульсов в матрицу материала.

Эволюция плазмоидной наночастицы — это цепь фемтосекундных стадий квантового когерентного неадиабатического движения наночастицы с краткими аттосекундными адиабатическими сбоями когерентности. Как показано на Рис.9, двухстадийные механизмы релаксации имеют место и в биосистемных ферментативно-каталитических процессах. Эта формальная аналогия ступенчатых эволюций позволяет ввести концептуальное понятие «биомиметической» эволюции плазмоидной наночастицы.


Рис.9. Кинетика процессов биомиметического наносинтеза в материалах подобна каталитическим молекулярным процессам в биосистемах в плане самосборки, самоорганизации, адаптации и т.п.

Вместе с тем, между биомиметической и биохимической эволюцией имеется принципиальная разница. Длительность адиабатической стадии колебательно-вращательной предподготовки молекул к химической реакции в каталитическом центре фермента занимает много большее время (порядка пикосекунд), чем неадиабатическая стадия самого химического превращения (порядка сотен фемтосекунд). Результатом молекулярного синтеза является превращение исходных молекул в молекулы — продукт. В наносинтезе, реализуемом релаксационной эволюцией плазмоидной наночастицы, атомно-молекулярная структура, как атрибут адиабатического характера динамики, проявляется кратковременно в течение аттосекунд. Основное время жизни активной наночастицы протекает в неадиабатической динамике, для которой атомно-молекулярная структура не является строго определённым понятием. Дополнительность процессов молекулярного каталитического синтеза и плазмоидного синтеза наноботов выражается в том, что второй, как бы, перманентно идёт в режиме «активного центра» катализа превращений атомно-молекулярной структуры плазмоидной наночастицы.

Одним из краеугольных камней рассмотренной физической модели является высокоэнергетическая когерентная электрон-дырочная пара. Она формирует в пространстве кинематическую волну зарядовой поляризации плотности электронов — электрон-дырочный плазмоид и разрушает в «нано»-масштабе атомно-молекулярную структуру материала, формируя компактную ядерно-электронную структуру плазмоидной наночастицы. Ядра и электроны этой компактной наночастицы конденсированного состояния имеют сильную корреляцию движения [15–17]. Неадиабатический процесс когерентной квантовой релаксации с краткими адиабатическими сбоями когерентности — это специфическая ступенчатая кинетика активных наночастиц наделяет их биомиметическими свойствами. Разработка методов описания такой кинетики с помощью компьютерного моделирования изложена в [1].

Их математическое описание проводится с помощью операторов унитарно-эквивалентного, унитарно-неэквивалентного и неунитарно-эквивалентного эволюционного сдвига квантовой системы во времени [14–17]. Последние два механизма нелинейные и необратимые. Они формируют сложный мульти-кинетический характер квантовой эволюции, придают ей бифуркационный характер и формируют ряд её устойчивых аттракторов, в которых квантовые системы могут находиться в квазистационарных неравновесных состояниях, флуктуируя как по энергии, так и по форме.

Методы математического моделирования кинетики релаксации активных наноботов, учитывающие специфику его элементарных стадий, кардинально отличаются от обычно применяемых адиабатических методов молекулярной фемтохимической кинетики [18] и молекулярной динамики [19]. Последние принципиально не годятся для описания ступенчатой квантовой кинетики из-за неадиабатических эффектов в движении активных наночастиц. Развитый метод моделирования был нами алгоритмизован в специальном модуле «NanoEvolver» программных комплексов «КомпНаноТех» и «Компьютерный наноинжиниринг» [20, 21]. Компьютерные эксперименты с использованием этих комплексов были успешно выполнены для ряда биомиметических наносистем [1, 22].

Физическая модель запутанного двухфотонного аттосекундного наносинтеза

Однофотонный механизм импульсной аттосекундной генерации в субатомной области материалов возбужденной электрон-дырочной пары (e−e+)* был рассмотрен выше. Одноэлектронный механизм (1) представляет линейный отклик электронной компоненты конденсированного состояния на сверхкороткий электромагнитных γ-импульс одиночного фотона по формуле:

(1) γ(e−) → (e−e+)*

Однако, особый интерес представляет электронный механизм нелинейного отклика субатомных пар электронов на импульс запутанных пар 2γ-фотонов. Такая пара фотонов показана на рисунке 10


Рис.10. Первичный квантовый импульс УФ/МР запутанной пары 2γ-фотонов.

Начиная с 2015 года, в ряде работ [23—31]. было показано, что запутанные пары 2γ-фотонов в неравновесных физических средах инициируют рождение на субатомном уровне материала запутанных пар электронов и дырок — запутанных экситонов. Схема их генерации показана на рисунке 11.


Рис.11. Различия в электрон-дырочном механизме поглощения материалом запутанной пары фотонов - 1 квантов света инфракрасного, видимого или УФ - диапазонов - 2 (энергия до 10 эВ) и импульсов жёсткого УФ или МР - 3 (энергия от 10 эВ до 300 эВ). На рисунках 2 и 3 показаны запутанные пары электронов в зоне проводимости и пары дырок в валентной зоне (2) и субатомной остовной зоне (3).

Аттосекундная физика субатомной двухэлектроники исследует результаты спонтанного нарушения динамической симметрии вакуума электронных возбуждений в субатомных областях конденсированного состояния материалов под действием предельно сжатых запутанных пар аттосекундных электромагнитных 2γ-импульсов. Согласно теории термополевой динамики конденсированного состояния за аттосекундные времена жизни запутанные 2γ-импульсы способны индуцировать в электромагнитном калибровочном γ-поле электронного вакуума материала топологическую особенность — электростатическую моду — 2γ-струну. В свою очередь, запутанные 2γ-струны запутывают в бозонную пару одиночные электроны, формируя бозонную подсистему запутанных пар электронов и их дырок по механизму спонтанного нарушения динамической симметрии:

(2) (e−)(2γ)(e−) → ((e−e+)~2γ~(e−e+))*.

Отклик материала на запутанные аттосекундные 2γ-импульсы жесткого ультрафиолета или мягкого рентгена состоит в генерации на супраатомном уровне квантовых наноэлектромеханических систем (НЭМС) интерфейсов, образованных субатомными запутанными парами экситонов. Энергия возбуждения спутанных двухэлектронных квазичастиц и их дырок ((e−e+)~2γ~(e−e+))* накапливается в наноэлектромеханической системе 2D-интерфейсов, Толщина границы 2D-интерфейса имеет субатомный размер Rеe запутанности пар экситонов на границе капсулы НЭМС. Находясь в состоянии квантовых суперконденсаторов с разделенными зарядами спутанных пар экситонов, НЭМС интерфейсы ограничивают НЭМС капсулы, поглощающие и диссипирующие энергию 2γ-импульсов. Аттосекундная импульсная генерация НЭМС капсул аккумуляторов происходит на следующем после субатмного супраатомном масштабном нанометровом уровне материала. Запутанная пара таких капсул кубической формы показана на рисунке 12.


Рис.12. Запутанная пара НЭМС капсул. Топологическая структура потенциалов связей атомов: внутри НЭМС капсул (α-тип), через НЭМС интерфейс между капсулами (β-тип) и с матрицей материала (γ-тип).

НЭМС капсулы и интерфейсы формируют матрицу интеллектуальной инфраструктуры аттосекундных актуаторов и сенсоров для выше лежащих по масштабу иерархии микро-, мезо- и макро-уровней квантовых интеллектуальных материалов. Базовый субатомный уровень запутанных электронов и их дырок ((e−e+)~2γ~(e−e+))*, супраатомный уровень наноэлектромеханических 2D-интерфейсов капсул и последующие верхние масштабные уровни неравновесных физических сред интеллектуальных материалов представлены на рисунке 13. Иерархическое масштабирование уровней интеллектуальных материалов задаётся степенями постоянной тонкой структуры физического вакуума


Рис.13. Иерархия пространственных масштабных уровней неравновесной физической среды интеллектуальных материалов на основе наноэлектромеханических капсул и интерфейсов.

Заключение

Приведённые в данной статье результаты теоретических исследований лежат в основе методов аттосекундного импульсного процессинга материалов на самом нижнем пределе нано-масштаба, лежащем в области наночастиц размером от одного атома (0.3 нм) и до 10 нм. Их конечная цель — возможность управления процессами самосборки и самоорганизации в материалах автономных активных наночастиц на подобие живых биосистем.

Данное научное направление только начинает формироваться в ведущих мировых центрах нанотехнологий. Например, это программа развития «синтетической биологии на химических чипах» Нила Вудбери в университете штата Аризона (США). В этой научной группе, в которую входят такие известные учёные, как Хао Янь, Фил Стэффорд, Антонио Помподро, Чжао Чжан, Дмитрий Матюшов, уже поставлена задача детализовать разработку в нано-масштабе методов вычислительной химии и программированной сборки химических молекулярных чипов для инжиниринга функциональных материалов, являющиеся гибридами молекулярных и электронных устройств бионики со сложностью функций живых организмов. Наши исследования дополняют друг друга. Основное различие состоит в том, что в нашем подходе нанотехнологии основываются на фемто- и аттосекундном импульсном воздействии на материал с целью создания в нём малых активных наночастиц, выполняющих функции наноботов. Процессинг наноботов лежит в области ультрафиолета и мягкого рентгена, тогда как в американском проекте процессинг молекулярных устройств бионики ведётся фемтохимическими методами с использованием ультрафилетового, оптического и инфракрасного излучений.

В случае биомиметических наносистемных процессов потребуются точно дозированные маломощные импульсы жёсткого ультрафиолета и мягкого рентгена. Таких импульсных источников пока ещё нет из-за принципиальных трудностей с созданием нужной скважности импульсов, когерирующих и фокусирующих систем для этого диапазона длин волн. Разработка таких систем — одна из важнейших экспериментальных проблем современных нанотехнологий материаловедения. Поэтому основное внимание в ведущих материаловедческих центрах наноиндустрии США, Израиля, ЕС, Китая, Японии, Южной Кореи сейчас уделяется решению существующих экспериментальных проблем создания инструментов аттосекундного импульсного процессинга — компактных источников импульсного излучения малой мощности на основе вакуумного и экстремального ультрафиолета, а также мягкого рентгена. Создание такого инструментария невозможно без решения проблем в области физики нелинейной оптики импульсного экстремального излучения в веществе. Эта проблема непосредственно связана с вышеотмеченными биомиметическими эффектами релаксационного отклика материала, из-за которых не удаётся создать стабильно работающую систему временного прерывания, направляющих зеркал и масок для этого диапазона импульсных излучений. В этой связи, актуальной задачей является оценка временной стабильности квантовых диссипативных структур биоподобных наночастиц и их микросистем в результате самоактивации излучением в термостатированной при различных температурах конденсированной среде оптического материла. Это — передний край теоретических и экспериментальных исследований. Пока единственным инструментом таких исследований являются рассмотренная в данной работе физическая модель и методы её компьютерной имитации.

Библиография

  1. Жуковский М.С., Безносюк С.А., Потекаев А.И., Старостенков М.Д. Теоретические основы компьютерного наноинжиниринга биомиметических наносистем / Томск: Изд-во НТЛ, 2011. – 236 с.
  2. Нанонаука и нанотехнологии: энциклопедия систем жизнеобеспечения / Моск. гос. техн. ун –т им. Н.Э. Баумана; ред. О.О. Аваделькарим ; гл. ред. : Чуньли Бай, С.П. Капица. – М. : Магистр – Пресс : Изд-во ЮНЕСКО : EOLSS, 2009. – 901 с.
  3. Beznosyuk S.A., Modern quantum theory and computer simulation in nanotechnologies: quantum topology approaches to kinematic and dynamic structures of self-assembling processes // Materials Science & Engineering C (Biomimetic and Supra-molecular Systems). — 2002. — Vol.19/1-2. P. 369-372.
  4. Beznosyuk S.A., Kolesnikov A.V., Mezentsev D.A., Zhukovsky M.S., Zhukovsky T.M. Dissipative processes of information dynamics in nanosystems // Materials Science & Engineering C (Biomimetic and Supra- molecular Systems) . — 2002. — Vol.19/1-2. P. 91-94.
  5. Безносюк С.А., Потекаев А.И., Жуковский М.С., Жуковская Т.М. Фомина Л.В. Многоуровневое строение, физико-химические и информационные свойства вещества / Томск: Изд-во НТЛ, 2005. – 264 с.
  6. Фомин А.С., Жуковский М.С., Безносюк С.А., Моделирование строения наноматериалов на основе квантово-размерных частиц мезоуровня // Известия вузов. Физика. — 2006. — Т. 49. — №7. С 66-68.
  7. Lerner, E.J. Biomimetic nanotechnology // The Industrial Physicist. – 2010. – № 4. Р. 16-19.
  8. Жуковский М.С., Безносюк С.А., Ладыгин Ю.И. Компьютерный наноинжиниринг функциональных биомиметических материалов и устройств // Нанотехника. — 2011. — №1(25). С. 88-94.
  9. Stratakis E. Biomimetic micro/nanostructured functional surfaces for microfluidic and tissue engineering applications, Biomicrofluidics . — 2011. — Vol. 10.
  10. Horejs C. et al. Atomistic structure of monomolecular surface layer self –assemblies: toward functionalized nanostructures // ACS Nano. – 2011. – № 3.
  11. Horejs C. Monte Carlo study of the molecular mechanisms of surface-layer protein self-assembly // J Chem Phys. – 2011. – №12.
  12. Grossmann, F. Theoretical Femtosecond Physics. Atoms and Molecules in Strong Laser Fields / Springer Series on Atomic, Optical, and Plasma Physics, Vol. 48. — Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2008. — 214 p.
  13. Venkatakrishnan K., Vipparty D., and Tan B. Nanofibre fabrication by femtosecond laser ablation of silica glass // Optics Express. — 2011. — Vol.19. — Issue 17.
  14. Умэдзава Х., Мацумото Х., Татики М. Термополевая динамика и конденсированные состояния. /М. : Физматлит, 1985. – 463 с.
  15. Мулдахметов М.М., Минаев Б.Ф., Безносюк С.А. Теория электронного строения молекул (Новые аспекты). – Алма-Ата: Наука, 1988. – 216 с.
  16. Beznosjuk S.A., Minaev B. F, Dajanov., R. D., Muldakhmetov Z. M. Approximating Quasiparticle Density Functional Calculations of Small Active Clusters: Strong Electron Correlation Effects //Int. J. Quant. Chem. — 1990. — Vol.38. — N. 6. Р. 779-797.
  17. Beznosjuk S.A., Minaev B. F., Muldakhmetov Z. M. Informative Energetic Structure and Electronic Multistability of Condensed State // J. Mol. Struct. (Theochem) – 1991. – vol. 227. Р. 125-129
  18. Zewail A.H. Femtochemistry: recent progress in studies of dynamics and control of reactions and their transition states // J. Phys. Chem., 1996. V. 100. N. 31. P. 12701-12724.
  19. Рит М. Наноконструирование в науке и технике. Введение в мир нанорасчета. Москва-Ижевск: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2005. 160 с
  20. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Важенин С.В., Лерх Я.В. Компьютерная нанотехнология (КомпНаноТех). // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009613043 от 10 июня 2009 г.
  21. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Важенин С.В. Компьютерный наноинжиниринг // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010612461 от 07.04.2010.
  22. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Жуковская Т.М., Гришко М.С. Квантовые диссипативные структуры биомиметических наноботов в аттохимии материалов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2012. т.9. №2. С. 252-258.
  23. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Zhukovsky T.M. Theory and computer simulation of quantum NEMS energy storage in materials. Int. J. Nanosci. 2015; 14 (1&2): 1460023 DOI: 10.1142/S0219581X14600230.
  24. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Maslova O.A. Attosecond nanotechnology: NEMS of energy storage and nanostructural transformations in materials //AIP Conf. Proc. 1683, 020024 (2015); https://dx.doi.org/10.1063/1.4932714
  25. Beznosyuk S.A. and Zhukovsky M.S. Multiscale space-time dissipative structures in materials: Two-electron genesis of nonequilibrium electromechanical interfaces //Phys. Mesomech. — 2017. — Vol. 20, Issue 1. — pp. 102—110.) (Q1)
  26. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Maslova O.A., Terenteva Yu.V., Maksimov D.Yu. Computer simulation of attosecond nanotechnologies based on quantum NEMS in materials //Int. J. Nanotech. — 2017. — Vol. 14, No.7/8 . — pp. 590—603.) (Q3).
  27. Beznosyuk S.A., Maslova O.A., Maksimov D.Yu. and Zhukovsky M.S. Attosecond nanotechnology: from subatomic electrostatic strings entangling electron pairs to supra-atomic quantum nanoelectromechanical systems energy storage in materials // Int. J. Nanotechnol. 2018, Vol. 15, Nos. 4/5, pp.245—257.) (Q3).
  28. Beznosyuk S.A., Maslova O.A., Zhukovsky M.S., Maksimov D.Yu. Computer simulation of hybrid quantum technologies of energy accumulation, storage, transformation and transfer in nanoenergy materials //Int. J. Nanotech. — 2019. — Vol. 16, No. 6-10. — pp. 322—333.) (Q4).
  29. Beznosyuk S.A. Maslova O.A., Zhukovsky M.S. Quantum Infrastructure of Attosecond Sensors and Actuators of Nonequilibrium Physical Media in Smart Materials //Phys. Mesomech. — 2019. — Vol. 22(5). — pp. 432—438.) (Q1)
  30. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Maslova O.A. Hybrid quantum technologies of intellectual nanomaterials //Int. J. Nanotech. — 2019. — Vol. 16, No.1/2/3. — pp. 22—33.) (Q3).
  31. Beznosyuk S.A., Zhukovsky M.S., Maslova O.A. Subatomic Technology of Quantum Materials // AIP Conference Proceedings — 2020. — V. 2310 — pp. 020030-1—020030-4.)