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年度报告 - 惠斯勒碳水化合物研究中心 |
各种甜味剂和储存环境对淀粉热特性和功能特性的影响（项目 24）。其他研究使用了各种小分子和水胶体来破坏糖、维生素和有机酸的结晶趋势，以建立一个理解框架，围绕分子间非共价相互作用、材料特性（包括玻璃化转变温度、水分含量、水活度和粘度）和储存环境（RH 和温度）对常见食品成分的物理状态（无定形和结晶）和化学反应性的影响（项目 25）。Mauer 团队还开发了生成水合物形成潮解结晶成分（包括葡萄糖和柠檬酸）的 RH-温度相图的方法（项目 26）。对潮解性结晶成分（蔗糖、果糖、氯化钠）与无定形麦芽糊精的混合物的研究产生了有关潮解相对湿度 (RH 0 s) 之间的关系的宝贵信息，玻璃化转变事件的临界水活度，温度对 RH 0 s 和无定形成分水活度的影响以及这些事件之间的交叉点，以及结晶-无定形混合物在受控温度和 RH 环境中的材料特性（项目 26）。
使用笨重的十字架基掺杂剂在无定形半导体聚合物中产生移动电荷载体
摘要：共轭聚合物是多种下一代电子设备中使用的多功能电子材料。这种聚合物的效用在很大程度上取决于其电导率，这既取决于电荷载体（极性）的密度和载体迁移率。载流子的迁移率又受极性柜台和掺杂剂之间的分离而在很大程度上控制，因为柜台可以产生库仑陷阱。在先前的工作中，我们显示了基于十二烷（DDB）簇的大掺杂剂能够减少库仑结合，从而增加晶状体（3-己基噻吩-2,5-二苯基）的载流子迁移率（P3HT）。在这里，我们使用基于DDB的掺杂剂研究化学掺杂的降级（RRA）P3HT的极化子 - 反子分离的作用，这是高度无定形的。X射线散射表明，DDB掺杂剂尽管大小较大，但在掺杂过程中可以部分订购RRA P3HT，并产生与DDB掺杂的RR P3HT相似的掺杂聚合物晶体结构。交替场（AC）霍尔测量值还确认了类似的孔迁移率。我们还表明，大型DDB掺杂剂的使用成功降低了无定形聚合物区域的极性和柜台的库仑结合，从而在RRA P3HT膜上呈77％的掺杂效率。DDB掺杂剂能够生产具有4.92 s/cm电导率的RRA P3HT膜，该值比3,5,6-Tetrafluoro-7,7,7,8,8-8,8-四乙酸氨基甲烷（F 4 TCNQ）（F 4 TCNQ），传统的载量约为200倍。这些结果表明，在共轭聚合物的无定形和半晶体区域量身定制掺杂剂，是增加可实现的聚合物电导率的有效策略，尤其是在具有随机区域化学的低成本聚合物中。结果还强调了掺杂剂的大小和形状对于产生能够在较少有序的材料中电导的库仑未结合的移动极性的重要性。
P型无定形硅薄膜的高热电学因子用超铁硅纳米晶体分散
硅是一种用于低温热能清除应用的丰富元素热电材料，通常患有相当低的热电效率。提高效率的一种可行解决方案是提高非硅硅（A-SI）的功率因数（PF），同时保持热导率足够低。在这项工作中，我们报告说，Pf> 1 m wm-1 K-2是可用于硼植入的p型P型A-SI膜，该膜分散，通过在温度≤600°C的温度下通过退火而实现的超细晶体。在550°C下退火可启动用嵌入A-SI基质中的亚纳米晶体结晶。所得的薄膜保持高电阻，因此产生了低的PF。在600°C下的退火大约使以双峰尺寸分布特征的特征降低了亚5-nm纳米晶体的密度，并因此减少了膜中无定形相的分数。因此，在室温下测得的PF> 1 m wm -1 k - 2急剧增强的电导率，因此Pf> 1 m wm -1 k -2。结果表明，在大型热电应用中，硅具有巨大的潜力，并基于硅热电话建立了通往高性能能量收集和冷却的途径。
二阶光学响应在电偏光二氧化盐无定形薄膜中：多层系统的特殊性
在此，我们的注意力集中在热螺旋的Sodo-Niobate无定形薄膜的二阶光学特性上，该纤维薄膜通过原始的甲型膜结合了宏观和显微镜第二次谐波生成技术。通过探测不同尺度上二阶非线性（SONL）光学响应的几何形状和幅度，与散装玻璃相比，薄膜的poling机制的关键方面证明了这一点在于，在胶体/底物界面和Maxwell所描述的是电荷积累的外观。然后，通过使用微结构电极促进膜片平面中诱导的内置静态场来证明一种最小化这种效果的方法。测量了SONL光敏感性高达29 pm V 1，其几何形状和位置以微米尺度控制；与其他无机材料相比，它构成了至少一个数量级的改善，并且与硝酸锂单晶相当。
ingaas/gaas纳米ridge激光器，具有无定形硅光栅，在300毫米Si Wafer上单层生长
简介。利用互补的金属 - 氧化物 - 溶剂导体（CMOS）工业的发达过程，硅光子电路，这些电路融合了各种光学组件，包括高效的光栅耦合器，高响应速度 - 速度速度光电探测器，以及优秀的调制器[1-3]，现在已广泛使用和使用。但是，缺乏高性能激光是进一步开发硅光子平台的主要瓶颈。直接伴侣III – V半导体是实现实用和紧凑的光源但不容易集成在硅上的有前途的候选者。探索了几种使用应变 - 释放的缓冲层[4-11]的III – V材料的直接键盘，传输印刷和直接整体外观的方法[4-11]来实现这一目标，但都有其局限性。新颖的纳米ridge
使用植入大鼠运动皮层植入的无定形碳化物微电极阵列的局部田间电势的慢性稳定性
摘要：可植入的微电极阵列（MEA）可以记录皮质神经元的电活动，从而允许脑机界面的发展。然而，MES显示在慢性条件下的记录功能降低，促使新型MEA的发展可以改善长期性能。传统的平面，基于硅的装置和超薄的无定形碳化硅（A-SIC）测量植入雌性Sprague-Dawley大鼠的运动皮层中，并在植入后进行每周的麻醉记录。在两种设备类型的植入周期中，比较了1至500 Hz记录的光谱密度和频道。最初，A-SIC设备和标准测量值的带有可比性。然而，在植入后整个16周内，标准测量值显示出体力和功率频谱密度均持续下降，而A-SIC的测量表现出更加稳定的性能。从植入后第6周到研究结束时，标准和A-SIC MEA之间的带能量和光谱密度之间的差异在统计学上是显着的。这些结果支持使用超薄的A-SIC测量来发展慢性，可靠的脑机界面。
通过非晶态粒子附着进行结晶
晶体学是理解晶体如何成核、生长并组装成更大结构的领域。[1,2] 从1611年开普勒对雪花对称性的兴趣，到1669年斯特诺对岩石晶体的迷恋，至今，结晶已被认为是最重要的物理化学过程之一，而晶体结构已被证明可以定义凝聚态物质的物理性质。[3] 传统上，人们对晶体习性和性质的起源的理解是基于这样一个假设：它们通过单个晶格实体逐个单体地添加而生长。[2–5] 虽然这一假设是我们解释晶体生长过程中的原子过程和众多技术应用的核心，但在过去二十年里，它的整体性受到了重大挑战。 [6] 也就是说，来自合成、地质和生物系统的大量证据表明，结晶可以通过多种高级实体——粒子的附着而进行。 [7] 这些包括聚集的离子或分子物质、液滴以及晶体和无定形粒子。粒子附着结晶（CPA）是一种所谓的非经典结晶机制，已知其形成的形态和纹理模式无法在经典成核和生长模型的范围内解释。 [8] 这并不奇怪，因为 CPA 是一个多步骤过程，其中每一步都有其自身的热力学和动力学约束之间的错综复杂的相互作用，从而定义了一条非常独特的晶体生长途径。例如，通过无定形粒子附着结晶涉及无定形粒子的形成和稳定、它们的积聚以及最终转变为结晶相。 [9–11] 每个步骤都可能受到多种物理化学因素的影响。最近，人们投入了大量精力研究和模拟不同的 CPA 途径。[12–14] 对每个步骤的机制理解有可能产生一个全面的工具包，用于设计和合成摆脱传统结晶模型限制的新型材料系统。然而，仍然存在许多知识空白。据推测，在整个动物界的记载历史中，生物矿化组织都是通过无定形前体的结晶形成的。[15] 这些生物材料表现出各种层次结构的矿物-有机结构，为生物体提供各种功能。[16] 选择通过无定形粒子附着结晶
锂离子和后...
锂离子和锂离子后电池是建造可持续能源系统的重要组成部分。它们通常由阴极，阳极，电解质和分离器组成。最近，将固态材料用作电解质已受到广泛关注。传统上，固态电解质材料（以及电极材料）是绝大多数的结晶材料，但是无定形（无序）材料逐渐成为重要的替代品，因为它们可以增加离子存储位点和数量的数量，并增加了固态离子离子的数量，增强了固态离子离子的差异，并耐受重大的重复变化，并改善了重复的重复变化。为了开发出色的无定形电池材料，研究人员进行了多种实验和理论模拟。这篇评论强调了使用无定形材料（AMS）制造锂离子和锂离子后电池的最新进展，重点是材料结构与性质之间的相关性（例如电化学，机械，化学和热的材料）之间的相关性。我们回顾了分析AM的常规和新兴表征方法，并介绍了疾病在影响各种电池（例如基于锂，钠，钾和锌）的性能中的作用。最后，我们描述了将可充电基于AMS的电池商业化的挑战和观点。
单元 — I — 材料简介 — SAUA1201
I. 单晶：整个体积的长程有序。单晶或单晶固体是一种整个样品的晶格连续且不间断到样品边缘的材料，没有晶粒边界。（例如石英）。II. 多晶：晶粒内长程有序，但取向不同。多晶材料或多晶体是由许多大小和取向各异的微晶组成的固体。大多数无机固体都是多晶的，包括所有常见金属、许多陶瓷、岩石和冰。III. 几乎所有常见金属和许多陶瓷都是多晶的。IV. 如果存在短程有序，则为无定形。（例如玻璃）。在凝聚态物理学和材料科学中，无定形或非晶态固体是缺乏晶体特有的长程有序的固体。
