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单电子量子光学在量子计量中的潜力和实用性：目前，没有足够的实验数据来确定不同单电子量子光学技术的局限性和优势。在本项目中，将仔细研究不同技术在计量中的应用。结果用于按需单电子量子光学传感和状态层析成像的半导体器件组件该项目将开发优化和新组件，以在广泛的电子激发能量（10 µeV – 100 meV）和两种材料系统（传统半导体砷化镓和有前景的新材料石墨烯）中实现基于单电子波包的计量。现有的按需单电子波包源设计和控制方案将得到改进，以应用于传感和状态层析成像。将开发用于在不同能量范围内检测单波包的器件组件。不同的设备组件将集成到单电子波包量子电路中，用于传感和断层扫描。
跨音阶的可编程活动物质
摘要可编程活动（PAM）结合了信息处理和能量转导。信息的物理实施例可以是磁性旋转的方向，一系列分子，离子的浓度或材料的形状。能量转导涉及化学，磁或电能转化为机械能。主要类PAM由具有许多交互单元的材料系统组成。这些单元可以是分子，胶体，微生物，液滴或机器人。由于单元之间的相互作用决定了PAM的属性和功能，因此PAM的可编程性在很大程度上是由于可编程相互作用所致。在这里，我们回顾了从超分子系统到宏观机器人群的PAM。我们专注于不同尺度上的相互作用，并描述这些（通常是局部）相互作用如何产生全局属性和功能。对PAM的研究将有助于追求广义晶体学以及对复杂性和出现的研究。最后，我们思考使用PAM建立软性大脑的机遇和挑战。
表征2D材料的润湿行为：评论
摘要对液体与二维（2D）材料之间相互作用的全面了解对于从液体细胞显微镜到Hydredrovoltaics的操作，转移和组装的2D材料的操纵，转移和组装至关重要。本综述通过调查悬浮2D材料的固有润湿性以及底物支持的2D材料的明显润湿性来讨论这种相互作用，最近通过水接触角（WCA）实验揭示了这两种材料。我们讨论可能影响明显WCA的重要因素，包括薄膜弹性，表面污染以及底物下方的微观结构和电子状态。我们还讨论了一些微观级别的见解，这些见解最近通过光谱特征和表面能量测量提供了最近提供的。通过讨论表征2D材料与液滴之间相互作用的最新实验进步，该评论旨在激发未来的理论进步，能够揭开在2D材料系统中观察到的复杂且偶尔矛盾的润湿行为。
用于生物电子系统的生物可吸收多层有机-无机薄膜
生物可吸收电子设备作为临时生物医学植入物，代表了一类新兴技术，与目前需要在使用一段时间后进行手术移植的一系列患者病症相关。要获得可靠的性能和良好的降解行为，需要能够作为封装结构中生物流体屏障的材料，以避免有源电子元件过早降解。本文提出了一种满足这一需求的材料设计，其防水性、机械柔韧性和可加工性优于替代品。该方法使用由旋涂和等离子增强化学气相沉积形成的聚酐和氮氧化硅交替膜的多层组件。实验和理论研究调查了材料成分和多层结构对防水性能、水分布和降解行为的影响。电感电容电路、无线电力传输系统和无线光电设备的演示说明了该材料系统作为生物可吸收封装结构的性能。
A 700 W·H·Kg -1可充电袋类型锂电池
高能密度可充电锂电池正在由研究人员追求，因为它们具有撤销的潜在性质。当前的晚期实用锂离子电池的能量密度约为300 W·H·kg-1。继续将电池的能量密度提高到更高的水平，可能会导致某些领域的重大爆炸发展，例如电航空。在这里，我们制造了实用的小袋型可充电锂电池，其重量级能量密度为711.3 W·H·kg-1，而且体积能量密度为1653.65 w·h·h·h·l-1。这是通过使用高性能的电池材料来实现的，包括高容量的锂富含岩石的阴极和具有高特定能量的薄锂金属阳极，并结合了极其先进的工艺技术，例如高负载电极制备和瘦电解质注入。在此电池材料系统中，研究了宽扩大的电荷/放电电压范围内阴极材料的结构稳定性，并研究了界面修饰的薄锂电极的沉积/溶解行为。
www.afm-journal.de - 罗杰斯研究小组
许多最近开发的无线皮肤界面生物电子设备都依赖于传统的热固性有机硅弹性体材料，例如聚二甲基硅氧烷 (PDMS)，作为电子元件、射频天线和常见的可充电电池的软封装结构。在优化的布局和设备设计中，这些材料具有吸引人的特性，最突出的是它们即使在曲率高和自然变形较大的区域也能与皮肤形成温和、无创的界面。然而，过去的研究忽视了开发这些材料变体以进行多模式操作的机会，以增强设备对从机械损坏到热失控等故障模式的安全性。这项研究提出了一种自修复 PDMS 动态共价基质，其中嵌入了化学物质，可提供热致变色、机械致变色、应变自适应硬化和隔热，作为与安全相关的属性集合。该材料系统和相关封装策略的演示涉及一种无线皮肤界面设备，该设备可捕获健康状况的机械声学特征。这里介绍的概念可以立即应用于许多其他相关的生物电子设备。
用于先进能源和光子学应用的纳米工程碳基界面：最新进展和创新
正如著名量子物理学家 W. Pauli 曾经说过的，“表面是魔鬼发明的”。形成表面的粒子的非平衡状态和悬空键的存在将表面转变为具有高物理和化学反应性的 2D 反应器。当两个这样的活性表面匹配时，它们的界面变得更加活跃，从而产生新的特性或增强的性能。出于这个原因，人们投入了大量精力来设计纳米工程界面系统，以应用于人类生活的各个方面。这篇评论文章讨论了最近（主要是两年内）在设计用于能源和光子学应用的复杂、精密的碳基界面材料系统方面取得的进展，旨在强调此类系统的一些最有趣和最重要的例子。本文讨论了在平面和 3D（曲面）表面上发生的过程的差异，以指导复杂功能界面的设计和构建，重点关注对先进界面材料系统的持续发展特别重要的几点。
里德伯原子模拟器和量子多体伤痕
哈佛大学的 Lukin 团队（Bernien 等人）利用里德堡原子阵列 4 实现了一个 51 量子比特的量子模拟器，避免了这些问题。利用里德堡原子的长寿命和强相互作用，以及巧妙的捕获技巧，他们能够创建一个模拟 Ising 型量子自旋模型的量子材料系统。他们观察到有序态的不同相，这些相破坏了各种离散对称性。此外，尽管这个系统不可积，但他们观察到似乎是非遍历的奇异多体动力学。这暗示了量子多体疤痕的观察。在他们的论文发表后，利兹大学的 Turner 等人发表了一篇理论论文，使用与 Lukin 团队所做的实验工作相同的系统，但使用 L = 32 作为系统大小。他们进一步将实验观察结果解释为由于光谱中的特殊本征态导致的弱遍历性破坏的结果。这类似于混沌非相互作用系统中的量子伤痕。5
Ge/SiGe 型量子喷泉
n 型 Ge/SiGe 量子阱被认为是实现 Si 兼容 THz 激光器的有前途的平台。针对这一材料系统，我们开发了一个数值模型来描述子带间载流子动力学，该动力学在非对称耦合 Ge/SiGe 量子阱中脉冲光激发后恢复平衡。我们考虑了非弹性和弹性散射过程，并研究了不同的量子阱几何形状、掺杂密度和激发方式。在这个配置空间中，我们解开了对每个散射通道整体动力学的影响，并提供了子带间弛豫时间，发现相对于 III-V 基材料，由于相对于 III-V 化合物，电子-声子耦合较弱，因此其值较大。最后，该模型用于研究和优化第一和第二激发子带能级之间的粒子数反转，并评估其对晶格温度的依赖性，为指导即将进行的实验提供了可靠的理论框架。
微结构敏感的热机械成形模拟能力
已经开发出一种新颖的建模能力，允许在热机械成型分析中考虑金属微观结构的演变。具体而言，使用大变形晶体塑性模型预测微观结构特征（例如晶体纹理和晶粒本构响应）的演变。这与商业有限元软件 LS-DYNA 中最先进的重新网格化/自适应能力相结合。通过允许重新网格化并将微观结构特征正确地重新映射到新网格，建模框架能够模拟比传统晶体塑性有限元大得多的局部变形（大于 900% 应变）。因此，开发的模型允许模拟锻造等大变形成型操作，产生的输出包括最终微观结构以及剪切带定位和局部损伤外观的分析。该模型已经过校准，并成功应用于将 Al-Li 2070（风扇叶片材料）高温锻造成复杂几何形状。该模型的通用性质使其可以进一步应用于广泛的热机械成型工艺和材料系统。