weyl semimetals(WSM)中的电荷密度波(CDW)已被证明会诱导一个外来的轴心绝缘相,其中CDW的滑动模式(Phason)充当动力轴承纤维,从而产生大型的正磁磁性[Wang等人。修订版b 87,161107(r)(2013); Roy等人,物理。修订版b 92,125141(2015); J. Gooth等人,自然575,315(2019)]。在这项工作中,我们预测动态应变会诱导由CDW覆盖的时间 - 反转 - (Tr-)不变的WSM中的散装轨道磁化。我们将这种效果称为“动态压电效应”(DPME)。与[J. Gooth等人,Nature 575,315(2019)],在这项工作中引入的DPME发生在散装组合中(即,在散装中的静态和空间均匀,并且不依赖于闪光,例如phason。通过研究低能效果理论和最小的紧密结合(TB)模型,我们发现DPME源自有效的山谷轴纤维,以将电磁体的ELD结合使用,以应变诱导的Pseudo-gauge-gauge-gauge-eLD。尤其是在先前作品中研究的压电效应的特征是2D浆果曲率,而DPME代表了源自Chern-Simons 3-Form的基本3D菌株效应的第一个例子。我们进一步发现,DPME在CDW顺序参数相位的临界值时具有不连续的变化。我们证明,当DPME中有跳跃时,系统的表面会经历拓扑量子相变(TQPT),而整体则保持不变。因此,dpme在trimiant weyl-cdw中提供了边界TQPT的大量标志。
通过机械变形改变过渡金属二硫属化物光学和电子特性的研究已非常广泛。它们在破裂前能够承受大变形的能力使带隙具有很大的可调谐性,而且,空间变化的应变已被证明可以控制带隙的空间分布并导致载流子漏斗等效应。单层过渡金属二硫属化物表现出显著的压电效应,可以与空间不均匀的应变分布耦合以影响电子和光学行为。我们通过实验和理论研究了结构中光致发光的一个例子,该结构具有与单光子发射器中相似的应变分布,但这里是通过纳米压痕产生的。使用纳米压痕引起的应变的机械模型,我们表明压电效应可以导致电荷密度达到 10 12 e/cm 2
可穿戴电子系统的快速发展需要一种可持续的能源,这种能源可以从周围环境中获取能量,而不需要频繁充电。压电聚合物薄膜具有柔韧性、良好的压电性,以及由于其固有极化而具有的与环境无关的稳定性能,是制造压电纳米发电机 (PENG) 以从环境中获取机械能的理想选择。然而,由于分子极化和不可拉伸性,它们的大部分应用仅限于基于 3-3 方向压电效应的按压模式能量收集。在本研究中,通过在基于聚合物薄膜的 PENG 上 3D 打印拉胀结构,PENG 的弯曲变形可以转化为良好控制的平面内拉伸变形,从而实现 3-1 方向压电效应。首次将膨胀结构的同向弯曲效应应用于柔性能量收集装置,使以前未开发的薄膜弯曲变形成为一种有价值的能量收集装置,并将 PENG 的弯曲输出电压提高了 8.3 倍。膨胀结构辅助的 PENG 还被证明是一种传感器,可通过安装在人体和软机器人手指的不同关节上来感应弯曲角度并监测运动。
摘要:压电效应在生物系统中被广泛观察到,其在生物医学领域的应用也正在兴起。可穿戴和可植入生物医学设备的最新进展为压电材料构件带来了希望,也提出了要求。由于其生物相容性、生物安全性和环境可持续性,天然压电生物材料被认为是这一新兴领域的有前途的候选材料,有可能取代传统的压电陶瓷和合成聚合物。在此,我们全面回顾了五种主要类型的压电生物材料(包括氨基酸、肽、蛋白质、病毒和多糖)的最新研究进展。我们的讨论重点是它们与结构和相相关的压电性能以及实现所需压电相的制造策略。我们比较和分析了它们的压电性能,并进一步介绍和评论了改善其压电性能的方法。我们还讨论了这组功能生物材料的代表性生物医学应用,包括能量收集、传感和组织工程。我们设想,从分子水平上理解压电效应、压电响应改进和大规模制造是这一有前途的跨学科领域的三大挑战,也是研发机会。关键词:压电、天然生物材料、可持续材料、生物医学设备、纳米发电机、灵活性、氨基酸、蛋白质、多糖
高品质因数、低功耗、简单的设计技术以及与集成电路 (IC) 主要标准制造工艺的兼容性要求使可调谐压电谐振器成为第五代电信 (5G) 和物联网 (IoT) 新技术的合适选择。本文提出了压电效应的非线性状态方程。通过这些方程,我们可以推断出哪些材料可用于需要磁滞行为或谐振频率可调性的应用;此外,还显示了哪些晶体具有与每个应用领域兼容的非线性张量对称性。提出了一种用于可调压电装置的新模型,其中考虑了电压调谐的影响。最后,介绍了三种设计和实现压电材料非线性行为以调谐装置的不同方法。
摘要:结构健康监测 (SHM) 正被航空航天业广泛采用,作为一种提高飞机结构安全性和可靠性并降低运营成本的方法。飞机结构上的内置传感器网络可以提供有关结构状况、损坏状态和/或服务环境的重要信息。在用于 SHM 的各种类型的换能器中,压电材料被广泛使用,因为它们可以利用压电效应用作执行器或传感器,反之亦然。本文简要概述了过去二十年来为飞机应用开发的基于压电换能器的 SHM 系统技术。然后介绍了结构健康监测系统在飞机应用中的实际实施和使用要求。讨论了解决一些实际问题的最新技术,例如传感器网络集成、大型结构的可扩展性、环境条件的可靠性和影响、稳健的损伤检测和量化。还讨论了 SHM 技术的发展趋势。
摘要 — 在本文中,我们提出了一种将声音转换为电能并将其用于各种应用的想法。压电换能器用于将声音转换为电能。其背后的基本原理是压电效应。当电能施加在压电晶体上时,它开始振动。同样,当由于声音或机械能施加在压电晶体上而产生的振动时,也会产生压电现象。这里,四个压电换能器与声音传感器连接,以产生 3-5 伏范围内的输出电压。输出电压通过使用升压转换器来升压。然后将电压存储在可充电电池中并用于交通信号控制器等应用。PIC 微控制器用于为交通信号控制器提供操作标准和时间延迟,继电器用于说明应用目的索引术语 - 压电换能器、PIC、声音传感器、升压转换器、可充电电池
摘要:应变工程改变了原子级薄过渡金属二硫化物光学和电子性质。二维材料中高度不均匀的应变分布很容易实现,从而能够控制纳米级的性质;然而,探测纳米级应变的方法仍然具有挑战性。在这项工作中,我们通过开尔文探针力显微镜和静电门控表征非均匀应变单层 MoS 2,将应变的贡献与其他静电效应隔离开来,并能够测量长度小于 100 纳米的二维应变张量的所有分量。这些方法的组合用于计算由压电效应产生的静电势的空间分布,提供了一种表征非均匀应变和压电性的强大方法,可以扩展到各种二维材料。关键词:二维材料、过渡金属二硫化物、应变、压电性、开尔文探针力显微镜
摘要:黑曜石是一种含有 SiO 2 化合物的非晶态材料,也是从火山中开采出来的。黑曜石的 75% 是由石英组成的。石英是观察压电效应所需的材料。黑曜石最初来自地壳的地幔。当它与空气中的氧气接触时,它会突然凝固,没有任何机会转变为结晶状态。由于这个原因,它变成了非晶态二氧化硅。如果将一些与半导体工艺相关的化学物质(例如氟或氢)连接到硅(a-si:H)中,就会显示出光电导特性。辐射探测器具有吸收能力。在本文中,讨论了黑曜石是否可以作为吸收体用于辐射探测,此外,还评估了黑曜石是否被聚焦在固定目标机器上作为与亚原子粒子的发现相关的固定目标区域。
电子 - 光子相互作用被称为决定电和热性能的主要机制之一。,它改变了载体运输行为,并将基本限制设定为载体移动性。建立电子如何与声子相互作用以及对载体传输性质的影响对于开发高效率电子设备的影响至关重要。在这里,直接观察到由Bifeo 3外延薄膜中电子偶联介导的载体传输行为。声音子是由反压电效应产生的,并与光载体结合。通过电子 - 音波耦合,由于热载体和声子之间的耦合,已经观察到甜甜圈形载体分布。热载体准焊接的运输长度可以在1 ps内达到340 nm。结果提出了一种有效的方法来研究电子 - 音波相互作用与时间和空间分辨率的影响,这对于设计和改善电子设备非常重要。