i。在国际单位制中,电感的单位是亨利 (H)。如图 1 所示,通过在线圈内添加由铁磁材料(例如铁)制成的磁芯,来自线圈的磁化通量会在材料中感应出磁化,从而增加磁通量。铁磁芯的高磁导率可以使线圈的电感比没有铁磁芯时增加数千倍 [1]。变形虫等生物表现出原始的学习以及记忆、计时和预测机制。它们的自适应行为可以通过基于忆阻器的 RLC 电路模拟 [2]。受这项工作的启发,我们将设计一种基于忆阻器的神经形态架构,该架构可根据外部刺激频率以自然的方式自行调整其固有谐振频率。与之前的研究相比,我们的创新之处在于,该架构使用独特的记忆电感器来增加其时间常数,然后降低其谐振频率以匹配刺激频率。我们的目的是利用这种架构来帮助更好地研究原始智能的细胞起源。这也是这类研究的意义所在,不仅可以理解原始学习,还可以开发一种新颖的计算架构。
使用场效应晶体管 (FET) 来探索具有传输测量的原子级薄磁性半导体是困难的,因为大多数 2D 磁性半导体的极窄带会导致载流子局域化,从而阻止晶体管工作。本文表明,CrPS 4 的剥离层(一种带宽接近 1 eV 的 2D 层状反铁磁半导体)可以实现在低温下正常工作的 FET。使用这些设备,可以测量电导率作为温度和磁场的函数,以确定完整的磁相图,其中包括自旋翻转和自旋翻转相。确定了磁导率,它在很大程度上取决于栅极电压。在电子传导阈值附近达到高达 5000% 的值。尽管研究中使用的 CrPS 4 多层厚度相对较大,但栅极电压还可以调整磁态。结果表明,需要采用具有足够大带宽的二维磁性半导体来实现正常运行的晶体管,并确定一种候选材料来实现完全栅极可调的半金属导体。
摘要:最近,人们对具有负磁导率并在 GHz 和 MHz 频率范围内工作的磁性超材料进行了大量研究。这些超材料结构可用于提高近场无线电力传输系统、地下通信和位置传感器的效率。然而,在大多数情况下,它们只设计用于单一应用。本研究重点研究磁感应波在有序排列的磁性超材料结构中的传输。该结构可同时用于无线电力传输和近场通信。单元由植入在 FR-4 基板上的五匝螺旋线形成。外部电容器用于调节磁性超材料单元的谐振频率。磁感应波的特性,包括反射、传输响应和波导上的场分布,已经得到了广泛的计算和模拟。获得的结果表明,一维和二维磁性超材料配置都具有传导电磁波和传播频率为 13.56 MHz 的磁场能量的能力。还研究了直路径和交叉路径配置,以确定二维超材料板上的最佳配置。
增材制造技术提供了在局部层面创建和修改材料成分和结构的各种可能性,但往往容易出现不良缺陷和不均匀性。本贡献利用这些缺陷在金属中生成材料固有的隐藏代码和水印,用于认证和防伪应用。通过受控和随机的工艺变化,使用激光粉末床熔合 (L-PBF) 和激光定向能量沉积 (L-DED) 工艺产生了可以通过涡流设备读取和认证的唯一代码。提出了两种方法:首先,使用 L-PBF 制造具有确定形状的体积多孔结构。其次,通过交替工艺参数的 L-DED 制造涂层,导致磁导率的局部偏差。这种非确定性编码方法产生了一种独特的材料结构,可在涡流测量中触发高信号幅度。由于熔池动力学不可复制,伪造变得不可能。统计假设检验证明,该系统能够以 5 亿分之一的确定性防止错误接受或拒绝代码。一种新型锁定系统的低成本设置表明,可以在一秒钟内可靠地感知代码。
在 PPMT 电机中,转子类似于传统的可变磁阻电机 (VRM)。VRM 通常用于步进电机。与 VRM 一样,PPMT 电机的转子是高磁导率铁层压板,转子上没有线圈或磁铁。这就是它与 VRM 的相似之处。与 VRM 不同,PPMT 电机的定子部分包括永磁体。对于每对磁铁,定子上缠绕有两个线圈。在传统的 VRM 中,线圈缠绕在每个定子极上,电流流过这些线圈产生的磁通用于产生扭矩。在 PPMT 电机中,永磁体磁通加上负载电流产生的感应磁通相加产生轴扭矩。定子线圈切换的适当时机可优化扭矩。线圈提供磁通控制服务,在适当的时间将永磁体的磁通引导到适当的极点以产生扭矩。由于永磁通量产生的补充功率,所需的输入功率远低于传统电机产生每磅扭矩所需的功率。因此,PPMT 电机效率更高。PPMT 电机在连续工作应用中具有出色的性能。与传统电机的连续工作额定值相比,PPMT 电机比任何传统设计都更轻、更小、效率更高。
超材料是一类具有负介电常数和/或磁导率的人工材料,在自然界中尚不存在此类材料。超材料的概念最早由JB Pendry于20世纪90年代提出,近二十年来,高频超材料在电磁学、力学和光学等领域得到了广泛的研究和应用。超材料由多个具有相同结构的晶胞组成,这些晶胞在空间中周期性排列,以模拟晶体中的晶格结构。对于高频电磁超材料,每个晶胞由导体形成的电感和导体之间形成的杂散电容组成。电感和电容在特定频率下发生共振,从而感应出较大的导体电流,进一步增强外加磁场。然而,现有的高频超材料由于一些技术瓶颈,无法用于低频(工频至兆赫兹)大功率(>200W)电磁装置。该项目的目标是开发具有负磁阻的低频超材料单元,以获得一些基本的设计知识,以备将来的突破。该项目中低频超材料的目标应用是三维无线电力传输系统。该项目的成功将为未来制造世界上第一种低频超材料产生新的基础知识。项目/中心网站 https://www.ntu.edu.sg/csie
物理学-DSC 2A:电和磁(学分:理论-04、实践-02)理论:60 讲座矢量分析:矢量代数(标量和矢量积)回顾、梯度、散度、旋度及其意义、矢量积分、矢量场的线、表面和体积积分、高斯散度定理和斯托克斯矢量定理(仅陈述)。(12 讲座)静电学:静电场、电通量、高斯静电定理。高斯定理的应用-点电荷、无限长电荷线、均匀带电球壳和实心球、平面带电片、带电导体引起的电场。电势作为电场的线积分,由点电荷引起的电势,电偶极子,均匀带电球壳和实心球。根据电位计算电场。孤立球形导体的电容。平行板、球形和圆柱形电容器。静电场中单位体积的能量。介电介质、极化、位移矢量。电介质中的高斯定理。完全充满电介质的平行板电容器。(22 讲)磁性:静磁学:毕奥-萨伐尔定律及其应用-直导体、圆形线圈、载流螺线管。磁场的发散和旋度。磁矢势。安培环路定律。材料的磁性:磁强度、磁感应、磁导率、磁化率。简介
摘要:膜是化学净化、生物分离和海水淡化的关键部件。传统的聚合物膜普遍存在渗透性和选择性之间的权衡,这严重阻碍了分离性能。纳米多孔原子薄膜(NATM),如石墨烯 NATM,有可能打破这种权衡。由于其独特的二维结构和潜在的纳米孔结构可控性,NATM 有望通过分子筛获得出色的选择性,同时实现极限渗透性。然而,石墨烯膜的概念验证演示和可扩展的分离应用之间存在巨大的选择性差异。在本文中,我们提供了一种可能的解决方案来缩小这种差异,即通过两次连续的等离子体处理分别调整孔密度和孔径。我们证明,通过缩小孔径分布,可以大大提高石墨烯膜的选择性。首先应用低能氩等离子体来使石墨烯中高密度缺陷成核。然后利用受控氧等离子体选择性地将缺陷扩大为具有所需尺寸的纳米孔。该方法具有可扩展性,制备的具有亚纳米孔的 1 cm 2 石墨烯 NATM 可以分离 KCl 和 Allura Red,选择性为 104,磁导率为 1.1 × 10 −6 ms −1 。NATM 中的孔可以进一步从气体选择性亚纳米孔调整到几纳米尺寸。制备的 NATM 在 CO 2 和 N 2 之间的选择性为 35。随着扩大时间的延长,溶菌酶和牛血清白蛋白之间的选择性也可以达到 21.2,渗透性比商用透析膜高出大约四倍。这项研究提供了一种解决方案,可以实现孔径可调的 NATM,其孔径分布较窄,适用于从气体分离或脱盐中的亚纳米到透析中的几纳米的不同分离过程。关键词:纳米多孔石墨烯膜、纳米多孔原子级薄膜 (NATM)、蛋白质选择性膜、等离子蚀刻、纳米孔工程
摘要:与磁致伸缩系数高但矫顽场大的多晶 Fe 基合金和磁致伸缩系数较小的 Co 基非晶合金(λ s = − 3 至 − 5 ppm)相比,Fe 基非晶材料具有高饱和磁致伸缩系数(λ s = 20–40 ppm)和低矫顽场,为磁传感器、执行器和磁致伸缩换能器提供了新的机会。增材层制造 (ALM) 为更复杂的净成型设计提供了一种新的制造方法。本文回顾了用于制造 Fe 基非晶磁性材料的两种不同的 ALM 技术,包括结构和磁性能。选择性激光熔化 (SLM)——一种粉末床熔合技术——和激光工程净成型 (LENS)——一种定向能量沉积方法——均已用于制造非晶态合金,因为它们在文献中具有高可用性和低成本。利用 SLM 技术引入了两种不同的扫描策略。第一种策略是双扫描策略,可实现 96% 的最大相对密度和 1.22 T 的相应磁饱和度。它还将玻璃相含量提高了 47% 的数量级,并提高了磁性能(将矫顽力降低至 1591.5 A/m,将磁导率提高至 100 Hz 时的 100 左右)。第二种是新颖的扫描策略,涉及两步熔化:初步激光熔化和短脉冲非晶化。这使非晶相分数增加到高达 89.6%,相对密度增加到 94.1%,并将矫顽力降低到 238 A/m。另一方面,尽管 LENS 技术具有提供优异的机械性能、可控的成分和微观结构等优点,但由于其几何精度较低(0.25 毫米)且表面质量较低,因此在非晶态合金生产中的应用并不像 SLM 那样广泛。因此,它通常用于复杂程度较低的大型部件及其修复,由于尺寸限制而限制了非晶态合金的生产。本文全面回顾了这些用于 Fe 基非晶态磁性材料的技术。
