物联网(IoT)的可穿戴电子设备促使人们兴趣优化可拉伸基板,电极和传感材料。具体来说,可穿戴气体传感器对于对危险化学物质的实时监测很有价值。对于可穿戴气体传感器,需要在机械变形下进行稳定的操作。在这里,我们介绍了用二氧化钛(TIO 2)功能化的碳纳米管(CNT)装饰的菌株不敏感的基里加米结构的气体传感器,以NO 2传感。使用Kirigami形的底物用于确保我的稳定性在拉伸时。开发的设备在80%的应变下仅显示1.3%的基本电阻变化。此外,分析了各种应变水平的电热性能的影响,以帮助对该设备的性能的明确说明。与裸露的CNT传感器相比,CNT-TIO 2复合诱导的P-N杂音变化,将测量灵敏度提高了约250%。此外,由于在紫外线暴露下TIO 2的光催化作用增强,传感器的脱附速率更快10倍。值得注意的是,Kirigami结构的气体传感器即使在80%以下的应变以下也保持稳定且重复的传感操作,这足以用于各种可穿戴应用。
摘要:从目前发展现状来看,无芯片射频识别(RFID)传感器在结构健康监测中的应用存在检测难、效果差、设计功能单一等缺点,限制了该技术的进一步发展。因此,提出一种新型RFID应变传感器,实现小型化无芯片RFID编码标签结构紧凑、功能分离。集成圆盘单极子天线使无线测量成为可能。通过单参数应变仿真分析,确定了6个线性度较好的特征参数。采用时间序列数据增强算法和背景噪声数据增强算法对训练集进行扩充。然后利用BP神经网络进行数据融合,训练误差最终收敛到0.0005。设计了有线与无线对比实验,并通过有线实验对无线实验进行优化。无线测量实验结果表明,结合多参数信息融合技术,所提出的传感器与实际应变的平均误差为6.04%,最小误差为0.25%,应变传感器多参数融合监测方法修正了单参数测量的误差,提高了其准确性和鲁棒性。
微电子器件的性能和可靠性受器件层内的机械应变控制。通常,这是通过从外部或内部施加均匀分布的应变来研究的。本研究的重点是 AlGaN/GaN 高电子迁移率晶体管 (HEMT),由于其压阻和压电特性,预计它对应变更敏感。因此,我们假设即使是微小但局部的应变也可能对 HEMT 的整体行为产生重大影响。为了研究这一假设,我们通过在 800 × 840 μ m 2 尺寸 HEMT 芯片背面铣削一个深度约为 70 μ m 的 20 × 30 μ m 2 微沟槽来引入高度局部的应变释放。使用微拉曼技术绘制了由此产生的平面内残余应变的局部松弛。我们的结果表明,仅 0.02% 的应变下降就可以使总输出饱和电流降低高达 ~20%。输出电流下降的原因是器件层中的应变释放导致二维电子气 (2DEG) 载流子密度和电子迁移率降低。然而,应变释放的机械过程也会导致界面产生缺陷,从而增加漏电流。我们的局部应变重新分布技术可以成为替代电子设备通道中固有局部应变累积影响的有效工具。
已用于机械响应变色聚合物[8–10],而电子转移机制已被用于制造电致发光机器人皮肤。[11] 具有应力可调结构色的软材料也已开发出来,使用水凝胶基质中的定向纳米片或有机双层、聚合物渗透的光子晶体和液晶系统。[4,5,12] 尽管概念验证材料和设备已经成功展示,但目前这些材料在自主和节能的块体设备中的利用受到以下因素的阻碍:诱导颜色变化所需的高能量输入、速度慢、不可逆性以及扩大合成和制造工艺的挑战。与人造设备相比,鱼、鱿鱼和变色龙等动物已经进化出优雅、节能的细胞内结构,可以动态控制颜色,从而进行交流、警告、保护和伪装。 [13–17] 其中一些动物的彩虹色是由一种名为虹细胞的特殊细胞内的层状纳米结构反射光线的建设性干涉产生的。颜色和亮度的变化是通过细胞介导对这些反射结构的层状间距和方向的操控而产生的。例如,霓虹灯鱼只需使用所谓的百叶窗机制倾斜高反射率的鸟嘌呤板,就能将颜色从蓝绿色(≈ 490 纳米)变为靛蓝色(≈ 400 纳米)(图 1 A、B 和电影 S1,支持信息)。[13] 在电刺激虹细胞的驱动下,颜色变化是可逆的,而且速度超快。由于该机制依靠入射光作为动力源,并且反射光线通过建设性干涉得到加强,因此这些动物可以用最少的能量输入产生强烈、动态可调的颜色。人们还广泛探索了堆叠的薄片形式的层状结构,以便对合成材料的性质和功能进行结构控制。受软体动物壳结构的启发,粘土和无机薄片排列成珍珠层的砖和砂浆结构,可用于显著提高聚合物基复合材料的刚度和断裂韧性。[18–22] 除了机械性能外,人们还开发了具有精心设计的薄片取向的结构材料,以提高锂离子电池石墨阳极的充电速率[23],或实现受植物启发的变形结构[24]和软机器人的形状变化。[25] 与许多可以实现的组装过程相比,
分析了两个基于Algan的深紫外线(DUV)发光二极管(LED)的电流 - 电压(IV)特性,这些发光二极管(LED)分析了开放核螺纹位错的密度不同(Nanopipes)。模拟了一个三二极管电路,以模拟DUV LED的IV特性,但只能准确地对较低的泄漏电流(较低的Nanopipe密度DUV-LED)建模。发现,尽管纳米管以前被确定为固有的N型,但这些结构中的纳米管的电流泄漏仍在纠正。使用缺陷敏感的蚀刻,揭示了纳米管在DUV-LED的P型GAN上限层中终止。修改了电路模型,以说明N型纳米管和P型GAN之间的另一个P-N连接,并实现了漏水DUV LED的IV特征的极好拟合。
摘要 小鼠大脑是迄今为止研究最深入的哺乳动物大脑,但其细胞结构的基本测量方法仍然不清楚。例如,量化细胞数量以及性别、品系和细胞密度和体积的个体差异之间的相互作用对于许多区域而言是遥不可及的。Allen 小鼠大脑连接项目生成了数百个大脑的高分辨率全脑图像。虽然这些图像是为了不同的目的而创建的,但它们揭示了神经解剖学和细胞结构的细节。在这里,我们使用这个群体系统地表征小鼠大脑中每个解剖单元的细胞密度和体积。我们开发了一种基于 DNN 的分割流程,该流程使用图像的自发荧光强度来分割细胞核,即使在最密集的区域(例如齿状回)内也是如此。我们将我们的流程应用于来自 C57BL/6J 和 FVB.CD1 品系的 507 个雄性和雌性大脑。从全球来看,我们发现整体脑容量的增加不会导致所有区域的均匀扩张。此外,特定区域的密度变化通常与该区域的体积呈负相关;因此,细胞计数并不随体积线性变化。许多区域(包括多个皮质区域的 2/3 层)表现出明显的横向偏差。我们确定了特定于菌株或特定于性别的差异。例如,男性往往在扩展的杏仁核和下丘脑区域(MEA、BST、BLA、BMA 和 LPO、AHN)中拥有更多细胞,而女性在眼眶皮质 (ORB) 中拥有更多细胞。然而,个体间变异性始终大于单个限定词的效应大小。我们将此分析的结果作为社区的可访问资源提供。
La 3 Ni 2 O 7 、La 4 Ni 3 O 10 、La NiO 3 中 Ni 的价态由原来的 Ni 2.5+ 、Ni 2.67+ 、
4. Tu, Q.; Spanopoulos, I.; Hao, S.; Wolverton, C.; Kanatzidis, MG; Shekhawat, GS; Dravid, VP, 探究二维混合有机-无机钙钛矿中的应变诱导带隙调制。ACS Energy Letters 2019, 4 (3), 796-802。5. Zhu, C.; Niu, X.; Fu, Y.; Li, N.; Hu, C.; Chen, Y.; He, X.; Na, G.; Liu, P.; Zai, H., 钙钛矿太阳能电池中的应变工程及其对载流子动力学的影响。Nature communications 2019, 10 (1), 1-11。6. Ghosh, D.; Acharya, D.; Zhou, L.; Nie, W.; Prezhdo, OV; Tretiak, S.; Neukirch, AJ,混合钙钛矿中的晶格扩展:对光电特性和电荷载流子动力学的影响。物理化学快报 2019,10 (17),5000-5007。7. Nishimura, K.;Hirotani, D.;Kamarudin, MA;Shen, Q.;Toyoda, T.;Iikubo, S.;Minemoto, T.;Yoshino, K.;Hayase, S.,Sn-钙钛矿太阳能电池的晶格应变与效率之间的关系。ACS 应用材料与界面 2019,11 (34),31105-31110。8. Zhao, J.;Deng, Y.;Wei, H.;Zheng, X.;Yu, Z.;Shao, Y.;Shield, JE; Huang, J., 应变混合钙钛矿薄膜及其对钙钛矿太阳能电池固有稳定性的影响。Science advances 2017, 3 (11), eaao5616。9. Liu, Y.; Collins, L.; Proksch, R.; Kim, S.; Watson, BR; Doughty, B.; Calhoun, TR; Ahmadi, M.; Ievlev, AV; Jesse, S.; Retterer, ST; Belianinov, A.; Xiao, K.; Huang, J.; Sumpter, BG; Kalinin, SV; Hu, B.; Ovchinnikova, OS, CH3NH3PbI3 钙钛矿中铁弹孪晶畴的化学性质。Nature Materials 2018, 17 (11), 1013-1019。10. Bush, KA; Rolston, N.; Gold-Parker, A.; Manzoor, S.; Hausele, J.; Yu, ZJ; Raiford, JA; Cheacharoen, R.; Holman, ZC; Toney, MF,钙钛矿薄膜形成过程中控制薄膜应力和起皱。ACS Energy Letters 2018, 3 (6), 1225-1232。11. Rolston, N.; Bush, KA; Printz, AD; Gold ‐ Parker, A.; Ding, Y.; Toney, MF; McGehee, MD; Dauskardt, RH,钙钛矿太阳能电池中的工程应力以提高稳定性。Advanced Energy Materials 2018, 8 (29), 1802139。12. Liu, Y.; Ievlev, AV; Collins, L.; Belianinov, A.; Keum, JK; Ahmadi, M.; Jesse, S.; Retterer, ST; Xiao, K.; Huang, J., 金属卤化物钙钛矿中的应变-化学梯度和极化。先进电子材料 2020,6 (4),1901235。 13. Jacobsson, TJ;Schwan, LJ;Ottosson, M.;Hagfeldt, A.;Edvinsson, T.,利用 x 射线衍射确定甲基铵铅钙钛矿中的热膨胀系数并定位温度诱导的相变。无机化学 2015,54 (22),10678-10685。 14. Rolston, N.;Bennett-Kennett, R.;Schelhas, LT;Luther, JM;Christians, JA;Berry, JJ;Dauskardt, RH,关于“光诱导晶格膨胀导致高效率钙钛矿太阳能电池”的评论。 Science 2020, 368 (6488)。15. Tsai, H.;Asadpour, R.;Blancon, J.-C.; Stoumpos, CC; Durand, O.; Strzalka, JW; Chen, B.; Verduzco, R.; Ajayan, PM; Tretiak, S.,光诱导晶格膨胀可实现高效钙钛矿太阳能电池。Science 2018,360 (6384),67-70。16. Tsai, H.;Nie, W.;Mohite, AD,对“光诱导晶格膨胀可实现高效太阳能电池”评论的回应。Science 2020,368 (6488)。17. Liu, Y.;Ievlev, AV;Collins, L.;Borodinov, N.;Belianinov, A.;Keum, JK;Wang, M.;Ahmadi, M.;Jesse, S.; Xiao, K., 有机-无机杂化钙钛矿中的光-铁相互作用。先进光学材料 2019, 7 (23), 1901451。18. Zhou, Y.; You, L.; Wang, S.; Ku, Z.; Fan, H.; Schmidt, D.; Rusydi, A.; Chang, L.; Wang, L.; Ren, P., 有机-无机铅卤化物钙钛矿中的巨光致伸缩。自然通讯 2016, 7 (1), 1-8。
图 1. (a) 单个 CrSBr 层晶体结构的顶视图。青色、黄色和粉色球分别代表铬、硫和溴原子。连接 Cr 原子的箭头表示第一、第二和第三邻域的 J 1 、 J 2 和 J 3 磁交换相互作用。 (b) 相同 CrSBr 结构的侧面图,显示沿 b 的自旋方向。 (ch) 计算的最大局部化 Wannier 轨道。绿色箭头表示最相关的磁性超交换通道,即 J 1 (c、f)、J 2 (d、g) 和 J 3 (e、h) 的 t 2g -eg (FM)、t 2g -t 2g (AFM) 和 eg -eg (AFM)。