自主实验已成为加速材料发现速度的有效方法。尽管自主合成仪器在分子和聚合物科学、混合材料溶液处理和纳米颗粒领域已变得流行,但用于物理气相沉积的自主工具的例子却很少,但对半导体行业却很重要。在这里,我们报告了一种自主工作流程的设计和实施,用于溅射沉积具有受控成分的薄膜,利用由 Python、光发射光谱 (OES) 和贝叶斯优化算法定制控制的高度自动化溅射反应器。我们将通过 X 射线荧光测量的薄膜成分建模为在 N 2 和 Ar 气氛中从元素 Zn 和 Ti 靶共溅射期间监测的等离子体发射线的线性函数。由 OES 提供信息的贝叶斯控制算法通过最小化所需和测量的光发射信号之间的绝对误差来导航溅射功率空间以制造具有用户定义成分的薄膜。我们通过自主制造 Zn x Ti 1 − x N y 薄膜验证了我们的方法,这些薄膜与目标阳离子成分的偏差相对为 ± 3.5%,即使对于 15 纳米的薄膜也是如此,这表明所提出的方法可以可靠地合成具有特定成分的薄膜,并且人为干扰最小。此外,所提出的方法可以扩展到更困难的合成实验,其中等离子体强度线与压力呈非线性关系,或者元素粘附系数与基板温度密切相关。
摘要:磁性半导体可能很快会提高微电子的能源效率,但具有这些双重特性的材料仍未得到充分探索。在此,我们报告了一种新的磁性和半导体材料 MnSnN 2 的计算预测和实现,通过薄膜组合溅射。掠入射广角 X 射线散射和实验室 X 射线衍射研究表明,MnSnN 2 表现出具有阳离子无序性的纤锌矿状晶体结构。这种新材料具有较宽的成分公差,单相区域范围为 20% < Mn/(Mn + Sn) < 65%。光谱椭圆偏振法确定光吸收起始点为 1 eV,与计算预测的 1.2 eV 带隙一致。电阻率测量与温度的关系支持了 MnSnN 2 的半导体性质。霍尔效应测量表明载流子密度与温度呈弱负相关,这表明电荷传输机制比原始半导体更复杂。磁化率测量表明 MnSnN 2 具有低温磁有序转变(≈ 10 K)和强反铁磁相关性。这一发现与块体阳离子有序 MnSiN 2 和 MnGeN 2 形成对比,在之前的研究中,它们在 400 K 以上表现出反铁磁有序。为了探究这种差异的起源,我们对阳离子有序和阳离子无序的 MnSnN 2 进行了蒙特卡罗模拟。他们发现阳离子无序降低了相对于有序相的磁转变温度。除了发现一种新化合物外,这项工作还表明,未来的努力可以利用阳离子(无)序来调整半导体材料中的磁转变,从而精确控制微电子特性。■ 简介
在不同领域的关系和应用。1–3由两个或更多供体中心组成的多齿配体可以连续延伸以特殊的模式延伸以产生一种聚合物形式,称为辅助聚合物(CPS); 4-12该术语是由J. C. Bailer在1967年引入的。13主要是,二羧酸盐和双吡啶基有机化合物用于设计CPS。CP的尺寸在很大程度上取决于有机连接器,金属节点和反应条件的性质,并且可以从1d延伸至2D和3D。在2D或3D CP中存在适当的孔隙度已定义了一种创新的材料,称为金属有机框架(MOF)。13–15 CPS/MOF,一类带有引人入胜的结构结构和拓扑结构的杂交多功能晶体材料已被广泛用于气体存储和分离,催化,感应,磁性,药物,药物递送,生物技术,生物技术,电导率,蛋白电导率,智能设备的制造等目前,全球主要的挑战是停止C级排放,探索绿色能源资源并保持零能源损失。 具有智能电导率和可持续性的材料高度优势。 有了这个期望,许多研究小组致力于将许多此类材料设计为目前,全球主要的挑战是停止C级排放,探索绿色能源资源并保持零能源损失。具有智能电导率和可持续性的材料高度优势。有了这个期望,许多研究小组致力于将许多此类材料设计为
摘要:硝酸氢硼(HBN)中带负电荷的硼空位(V B-)缺陷,其具有光学可寻址的自旋态由于其在量子传感中的潜在使用而出现了。非常明显地,当将其植入距HBN表面的纳米尺度距离时,V b-可以保留其自旋相干性,并有可能启用超薄量子传感器。但是,其低量子效率阻碍了其实际应用。研究报告了提高血浆v B-缺陷的总量子效率。但是,迄今为止报告的最多17次的总体增强功能相对较小。在这里,我们证明了使用低损坏纳米捕获天线(NPA)的V B-的发射增强。观察到总体强度增强高达250次,对应于NPA的实际发射增强约为1685次,以及保留的光学检测到的磁共振对比度。我们的结果将NPA耦合的V B-缺陷作为高分辨率磁场传感器,并为获得单个V B-缺陷提供了有希望的方法。关键字:二维材料,HBN,血浆,纳米腔,旋转缺陷,量子传感
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持续增长的可持续能源需求和严重的环境危机推动了世界各地各种先进能源技术的发展,目的是高效利用和储存可再生能源[1,2]。高能量密度和经济的充电电池是这些先进能源技术的关键组成部分[3–5]。锂离子电池基于锂离子 (Li-ion) 插层化学原理,在商用便携式电子设备和电动汽车领域取得了巨大成功[6]。然而,电极材料容量有限、成本高,阻碍了传统锂离子电池在大型新兴领域的渗透。因此,开发具有更高能量密度和更低成本的电化学储能装置变得越来越重要[7–9]。锂硫 (Li-S) 电池因其高能量密度和低成本而被认为是继锂离子电池之后最有前途的储能系统之一[10]。通常,Li-S 电池由元素硫(S 8 )正极和锂负极组成,如图 1 a 所示。基于 S 8 和锂金属之间的多电子转换机制(S 8 + 16Li ↔ 8Li 2 S)[11,12],Li-S 电池的理论比容量高达 1675 mAh g-1,比能量高达 2,600 Wh kg-1,是锂离子电池的 2-5 倍[13]。Li-S 电池广为接受的反应机理如图 1 c 所示。在放电过程中,固体 S8 首先在约 2.35 V 的第一个放电平台期还原为可溶性多硫化锂(LiPS,通常表示为 Li2Sn,2<n≤8),然后在约 2.1 V 的第二个放电平台期继续还原为固体硫化锂(Li2S)。由于
1 俄亥俄州立大学电气与计算机工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。2 Lumileds LLC,美国加利福尼亚州圣何塞 95131。3 俄亥俄州立大学材料科学与工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。*通讯作者:rahman.227@buckeyemail.osu.edu 摘要:我们展示了通过高效隧道结实现的低开启电压 P 向下绿光 LED。由于 (In,Ga)N/GaN 界面中的极化场排列具有 p 向下方向,与传统的 p 向上 LED 相比,电子和空穴注入的静电耗尽势垒降低了。具有 GaN 同质结隧道结的单个 (In,Ga)N/GaN 异质结构量子阱有源区在 20A/cm 2 时表现出非常低的 2.42V 正向工作电压,当电流密度高于 100 A/cm 2 时,峰值电致发光发射波长为 520 nm。底部隧道结具有最小的电压降,能够实现向底部 p-GaN 层的出色空穴注入。III 族氮化物半导体在光电子学和电子学 1-12 中的广泛应用具有重要的技术意义,并已广泛应用于照明和显示应用。虽然过去十年来,紫/蓝光发射波长范围内的 GaN 基发光二极管的效率和功率输出有了显着提高,但较长波长的发射器仍然表现出较低的效率。对于为更长波长设计的发射器,(In,Ga)N 量子阱中的铟摩尔分数会导致与更大的晶格失配、量子阱内的缺陷以及阱-势垒界面处更高的极化片电荷密度相关的挑战,所有这些都会导致器件性能下降。13-16
近年来,由于各种环境污染的内分泌干扰化学物质 (EDC),人们对食品的关注度不断提高。EDC 有可能通过破坏生态平衡造成环境危害。1 主要的女性性激素 17b-雌二醇 (E2) 在 EDC 的富集过程中起着至关重要的作用。E2 是最小的天然雌激素类固醇激素,对青春期、成年期和大部分妊娠期女性生殖组织(如胸腔、子宫、肠道蠕动和阴道)的发育和调节非常重要。2,3 由于激素对环境的生理影响,天然存在的雌激素结合物已成为食品工业的一个新问题。4 在这些天然环境雌激素中,E2 的潜力远远大于主要代谢物雌三醇 (E3) 和雌酮 (E1)。 E2 被广泛用于饲料加工行业,非法用于促进动物生长、产奶量、提高牛和家禽的肥肉比例。1,5,6 尽管 E2 在女性体内发挥着一些关键作用,但当 E2 通过食物链污染进入人体时,会带来一些不良影响,如肿瘤、乳腺癌、内分泌紊乱、细胞生长异常等。7 尤其是 E2 的高活性,即使在非常低的水平
手稿版本:作者接受的手稿包装中呈现的版本是作者接受的手稿,可能与已发布的版本或记录的版本有所不同。持续的包裹URL:http://wrap.warwick.ac.uk/162907如何引用:有关最新的书目引用信息,请参阅发布版本。版权所有和重复使用:沃里克研究档案门户(WARAP)使沃里克大学的研究人员在以下条件下可用开放访问权限。版权所有©以及此处介绍的论文版本的所有道德权利属于单个作者和/或其他版权所有者。在合理且可行的范围内,已在可用的情况下检查了包装中可用的材料是否有资格。未经事先许可或收费,可以将完整项目的副本用于个人研究或研究,教育或非营利目的。前提是作者,标题和完整的书目细节被认为是针对原始元数据页面提供的超链接和/或URL,并且内容不会以任何方式更改。发布者的声明:请参阅“存储库”页面,发布者的语句部分,以获取更多信息。有关更多信息,请通过以下网络与WARP团队联系:wrap@warwick.ac.uk。
利用第一性原理计算,我们研究了六种过渡金属氮化物卤化物 (TMNH):HfNBr、HfNCl、TiNBr、TiNCl、ZrNBr 和 ZrNCl 作为过渡金属二硫属化物 (TMD) 沟道晶体管的潜在范德华 (vdW) 电介质。我们计算了剥离能量和体声子能量,发现这六种 TMNH 是可剥离的并且具有热力学稳定性。我们计算了单层和体 TMNH 在平面内和平面外方向的光学和静态介电常数。在单层中,平面外静态介电常数范围为 5.04 (ZrNCl) 至 6.03 (ZrNBr),而平面内介电常数范围为 13.18 (HfNBr) 至 74.52 (TiNCl)。我们表明,TMNH 的带隙范围从 1.53 eV(TiNBr)到 3.36 eV(HfNCl),而亲和力范围从 4.01 eV(HfNBr)到 5.60 eV(TiNCl)。最后,我们估算了具有六个 TMNH 单层电介质和五个单层通道 TMD(MoS 2 、MoSe 2 、MoTe 2 、WS 2 和 WSe 2 )的晶体管的电介质漏电流密度。对于 p- MOS TMD 通道晶体管,30 种组合中有 25 种的漏电流小于六方氮化硼 (hBN),一种众所周知的 vdW 电介质。对于以 HfNCl 为栅极电介质的 ap -MOS MoSe 2 晶体管,预测最小双层漏电流为 1.15×10 -2 A/cm 2。据预测,HfNBr、ZrNBr 和 ZrNCl 也会在某些 p-MOS TMD 晶体管中产生微小的漏电流。
