Skip to main content


Protsak I.S., Morozov Ye.M., Dong W., Le Z., Zhang D., and Henderson I.M. <link fileadmin/doc/2016/s11671-019-2982-2.pdf - internal-link "Opens internal link in current window"> “ A 29Si, 1H, and 13C Solid-State NMR Study on the Surface Species of Various Depolymerized Organosiloxanes at Silica Surface.“  Nanoscale Research Letters. 2019. Vol. 14:160, 15 p. DOI: 10.1186/s11671-019-2982-2
Abstract. Three poly(organosiloxanes) (hydromethyl-, dimethyl-, and epoxymethylsiloxane) of different chain lengths and pendant groups and their mixtures of dimethyl (DMC) or diethyl carbonates (DEC) were applied in the modification of fumed silica nanoparticles (FSNs). The resulting modified silicas were studied in depth using 29Si, 1H, and 13C solid-state NMR spectroscopy, elemental analysis, and nitrogen adsorption-desorption (BET) analysis. The obtained results reveal that the type of grafting, grafting density, and structure of the grafted species at the silica surface depend strongly on the length of organosiloxane polymer and on the nature of the “green” additive, DMC or DEC. The spectral changes observed by solid-state NMR spectroscopy suggest that the major products of the reaction of various organosiloxanes and their DMC or DEC mixtures with the surface are D (RR’Si(O0.5)2) and T (Rsi(O0.5)3) organosiloxane units. It was found that shorter methylhydro (PMHS) and dimethylsiloxane (PDMS) and their mixtures with DMC or DEC form a denser coverage at the silica surface since SBET diminution is larger and grafting density is higher than the longest epoxymethylsiloxane (CPDMS) used for FSNs modification. Additionally, for FSNs modified with short organosiloxane PMHS/DEC and also medium organosiloxane PDMS/DMC, the dense coverage formation is accompanied by a greater reduction of isolated silanols, as shown by solid-state 29Si NMR spectroscopy, in contrast to reactions with neat organosiloxanes. The surface coverage at FSNs with the longest siloxane (CPDMS) greatly improves with the addition of DMC or DEC. The data on grafting density suggest that molecules in the attached layers of FSNs modified with short PMHS and its mixture of DMC or DEC and medium PDMS and its mixture of DMC form a “vertical” orientation of the grafted methylhydrosiloxane and dimethylsiloxane chains, in contrast to the reaction with PDMS/DEC and epoxide methylsiloxane in the presence of DMC or DEC, which indicates a “horizontal” chain orientation of the grafted methyl and epoxysiloxane molecules. This study highlights the major role of solid-state NMR spectroscopy for comprehensive characterization of solid surfaces. 

Kalinovsky Y., Boyarinova Y., Khitsko I., Oleshchenko L. Digital Filters Optimization Modelling with Non-canonical Hypercomplex Number Systems.  In: Hu Z., Petoukhov S., Dychka I., He M. (eds) Advances in Computer Science for Engineering and Education II.  ICCSEEA 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 938. Springer, Cham
Abstract.  Recursive digital filter modelling is one of the tasks, which modeling can be improved by using hypercomplex numbers. Existing models are about data representation in canonical hypercomplex number system only. However, canonical number systems have some restrictions. Applying the noncanonical number systems gives more possibilities for filter simulation and its further optimization by its parametric sensitivity since they have more structure constants in Keli table.
The paper proposes a digital filter synthesis method, which is using noncanonical hypercomplex number systems. Use of non-canonical hypercomplex number system with greater number of non-zero structure constants in Keli table can significantly improve the sensitivity of the digital filter.

 Morozov Ye.M., Lapchuk A.S., Gorbov I.V., Yao S., and Le Z.<link fileadmin/doc/2016/oe-27-9-13031.pdf -  “Optical plasmon nanostrip probe as an effective ultrashort pulse delivery system.“// Optics Express. 2019. Vol. 27 N 9. pp 13031-13052. DOI: 10.1364/OE.27.013031
 Abstract: In this paper, we analyze the ultrafast temporal and spectral responses of optical fields in tapered and metalized optical fibers (MOFs) and optical plasmon nanostrip probes (NPs). Computational experiment shows that output pulses of the NPs are virtually unchanged in shape and duration for input pulses with a duration of &gt;1 fs and are not sensitive to changes in the parameters of the probe (such as convergence angle and taper length), while local enhancement of the electric field intensity reaches 300 times at the NP apex. Compared with the NPs, MOFs lead to significant output pulse distortions, even for input pulses with a duration of 10 fs. In addition, the temporal response at the MOF apex is critically sensitive to changes in MOF parameters and cannot provide any significant local enhancement of the electric field. These findings reveal the high potential of optical plasmon nanostrip probes as an ultrashort pulse delivery system to nanometer-size areas and indicate that its usage can be promising for a wide variety of techniques studying ultrafast processes in nanoscopic volumes. 2019 Optical Society of America under the terms of the OSA Open Access Publishing Agreement.

Protsak I.S., Champet S., Chiang C.-Y., Zhou W., Popuri S.R., Bos J.-W.G., Misra D.K., Morozov Ye.M., and Gregory D.H.<link fileadmin/doc/2016/acsomega.8b03146.pdf - internal-link "Opens internal link in current window">  “Toward New Thermoelectrics: Tin Selenide/Modified Graphene Oxide Nanocomposites.“</link>  ACS Omega. 2019. Vol. 4 N 3. pp 6010–6019. DOI: 10.1021/acsomega.8b03146  
                    New nanocomposites have been prepared by combining tin selenide (SnSe) with graphene oxide (GO) in a simple aqueous solution process followed by ice templating (freeze casting). The resulting integration of SnSe within the GO matrix leads to modifications of electrical transport properties and the possibility of influencing the power factor (S2σ). Moreover, these transport properties can then be further improved (S, σ increased) by functionalization of the GO surface to form modified nanocomposites (SnSe/GOmod) with enhanced power factors in comparison to unmodified nanocomposites (SnSe/GO) and “bare” SnSe itself. Functionalizing the GO by reaction with octadecyltrimethoxysilane (C21H46O3Si) and triethylamine ((CH3CH2)3N) switches SnSe from p-type to n-type conductivity with an appreciable Seebeck coefficient and high electrical conductivity (1257 S·m–1 at 539 K), yielding a 20-fold increase in the power factor compared to SnSe itself, prepared by the same route. These findings present new possibilities to design inexpensive and porous nanocomposites based on metal chalcogenides and functionalized carbon-derived matrices. 

Bozoki, S., Tsyganok V.  “The (logarithmic) least squares optimality of the arithmetic (geometric) mean of weight vectors calculated from all spanning trees for incomplete additive (multiplicative) pairwise comparison matrices.”// International Journal of General Systems. (Published online 21-Mar-2019.
Complete and incomplete additive/multiplicative pairwise comparison matrices are applied in preference modelling, multi-attribute decision making and ranking. The equivalence of two well known methods is proved in this paper. The arithmetic (geometric) mean of weight vectors, calculated from all spanning trees, is proved to be optimal to the (logarithmic) least squares problem, not only for complete, as it was recently shown in Lundy, M., Siraj, S., Greco, S. (2017): The mathematical equivalence of the “spanning tree” and row geometric mean preference vectors and its implications for preference analysis, European Journal of Operational Research 257(1) 197–208, but for incomplete matrices as well. Unlike the complete case, where an explicit formula, namely the row arithmetic/geometric mean of matrix elements, exists for the (logarithmic) least squares problem, the incomplete case requires a completely different and new proof. Finally, Kirchhoff's laws for the calculation of potentials in electric circuits is connected to our results.

Morozov Ye.M., Lapchuk A.S., Le Z., Dong Y.<link fileadmin/doc/2016/15_Morozov.pdf     15_Morozov.pdf - internal-link> <b> “ Efficient Background-Noise-Reduced Single-Mode Waveguides Platform for On-Chip Integrated Photonics.“ </link> IEEE Photonics Journal. 2019. Vol. 11 N 1. 6600218. DOI: 10.1109/JPHOT.2018.2885334  
Abstract: In this paper, we propose a modified platform for on-chip integrated photonics. The platform allows one to efficiently connect a tapered optical fiber or fiber lens to an on-chip waveguide with high alignment precision and to mechanically fix the fiber on the chip to prevent defocusing, lateral shift, and angular detuning during device operation. The metal screen of the connector—made of gold—prevents any penetration of the background radiation into the optical circuit, something which is not possible to achieve in all the cases using tapers or grating couplers. We performed impedance-matching analysis based on transmission line theory and numerically optimized the platform, allowing us to achieve a tapered fiber mode to on-chip waveguide mode transformation efficiency as high as 96% (−0.177 dB) at wavelengths of 785 and 1550 nm. The platform bandwidth (transformation efficiency ≥80%) is 151 nm. At the same time, transformation efficiency is stable (reduction less than 1%) in an offset range of ±2 nm—enough for modern on-chip and off-chip coherent light sources. The horizontal and vertical lateral alignment tolerances for the platform are 700 and 600 nm, respectively, at a transformation efficiency ≥80% while the longitudinal alignment tolerance is approximately 70 nm. Due to the relatively high lateral and longitudinal tolerances, it is possible to produce the platform at high efficiency using existing fabrication nanotechnologies. We believe that this platform accelerates the realization of fully on-chip Raman spectroscopes and may be of practical importance in other on-chip integrated photonic devices.

Костюкевич С.О., Христосенко Р.В., Костюкевич К.В., Коптюх А.А., Суровцева О. Р., Крючин А.А.  Молекулярний аналіз тонких плівок різної природи на основі спектроскопії поверхневих плазмонів // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2018. Т. 20. № 4. С. 3–20.

               Досліджено процеси формування та структуру тонких плівок халько- генідного склоподібного напівпровідника Аs2S3, полімеру поліаніліну (ПАНІ) та білка фібриногену (ФБ) на поверхні плівок благородних ме­талів (Аg, Аи) з використанням методики призмового збудження по­верхневого плазмонного резонансу (ППР) у поєднанні з атомно-сило­вою мікроскопією. Оптичні параметри шарів Аs2S3 та ПАНІ визначено при підганянні експериментальних і розрахованих резонансних кривих ППР методом мінімізації цільової функції. Властивості плівок ФБ, що отримані з розчину білка у фосфатному буфері при різних концент­раціях (9,3-300 мг/мл), вивчено на основі аналізу кінетичних ППР- кривих адсорбції ФБ і його DD - і Е-фрагментів з наступним зондуван­ням моноклональними антитілами.

Анікін П.С., Беляк Є.В.  Застосування наноструктурованих люмінофорів у системах об’ємного оптичного запису // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2018. Т. 20. № 4. С. 21–29.
             Проведено аналіз принципів організації систем об’ємного оптичного запису та синтезу реєструвальних середовищ на основі нанострукту­рованих піразолінових люмінофорів. Запропоновано математичну мо­дель зчитування даних з багатошарового фотолюмінесцентного носія інформації. Розроблено систему оцінки параметрів запам’ятовуючого пристрою на основі систем об’ємного оптичного запису через спів- ставлення параметрів архітектури системи та характеристик сиг­налу зчитування. Запропоновано алгоритм визначення оптимальних параметрів запам’ятовуючого пристрою через вирішення задачі по­шуку екстремуму функції.

Токалин О.А. Влияние внутренних напряжений на волновые процессы и поглощение ультразвука при сварке // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2018. Т. 20. № 4. С. 30–39.
             Теоретически исследовано взаимодействие плоской упругой волны и статических напряжений и деформаций при ультразвуковой сварке оптических элементов. Установлено, что неоднородность статиче­ских напряжений приводит к возникновению слабой связи между про­дольными и поперечными колебаниями в упругой волне, а также к ос­лаблению продольной (звуковой) компоненты волны. При достаточно больших градиентах статических деформаций вблизи области при­жима свариваемых деталей может образовываться область макси­мального (резонансного) поглощения ультразвука, размеры которой сравнимы с эффективной длиной lf,  зависящей как корень квадрат­ный от отношения величины силы прижима к модулю упругости, что способствует локализации поглощения энергии улътразвука.

Додонов А. Г., Ландэ Д. В., Березин Б. А. Метод построения и использования семантических моделей для мониторинга общественного мнения // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2018. Т. 20. № 4. С. 53–63.
                Предложен метод построения и использования семантических моде­лей с целью непрерывного во времени мониторинга общественного мнения. Семантические модели позволяют использовать при монито­ринге общественного мнения результаты лингвостатистического анализа текстов, применения методов извлечения информации, со­держащейся в текстах из сети Интернет. Предложена процедура мониторинга общественного мнения, которая включает три этапа: построение и кластеризацию; отбор документов и определение то­нальности тематик; визуализацию результатов. Показано построе­ние семантических моделей, применение методов кластерного анализа для определения актуальных тематик, оценивание доли и тональнос­ти отдельных подтем в составе общего тематического потока ин­формации. Полученные результаты подтверждают возможность ис­пользования предложенного метода мониторинга общественного мне­ния в различных предметных областях.

 Калиновский Я.А., Бояринова Ю.Е., Сукало А.С., Хицко Я.В. Рекуррентный метод построения алгоритмов линейной свертки различной длины с помощью гиперкомплексных числовых систем // Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2018. Т. 20. №4. С. 40–52.

               Рассмотрен синтез последовательного ряда алгоритмов линейной свертки массивов, длина которых не равна 2п  для чего используются методы гиперкомплексных числовых систем. Синтез последовательного ряда алгоритмов линейной свертки основан на рекуррентном окаймлении сумм парных произведений отсчетов свертки с последующим применением изоморфных гиперкомплексных числовых систем. Полученные алгоритмы по числу умножений близки к алгоритмам Винограда.