其在光伏应用领域的研究引起了人们的兴趣,因为它们的量子效率已经达到了 25.5% [1],而且还扩展到辐射传感 [2,3] 和各种光电设备。[4–7] 达到高质量 MAPbI 3 、FAPbI 3 和 CsPbI 3 单晶的极限,与 MA、FA 和铯 (Cs) 阳离子混合物的组合结构成为最先进的钙钛矿材料,提高了量子效率并将结构稳定性从几天延长到几个月。[2,8–10] 由于基本物理性质接近其母结构,因此所提出的 FA 0.9 Cs 0.1 PbI 2.8 Br 0.2 可作为铅卤化物钙钛矿类的有效模型系统。与传统的 III-V 和 II-VI 半导体相比,钙钛矿在某种意义上具有反转的能带结构:价带 (VB) 态由 s 轨道形成,而导带 (CB) 态由 p 轨道贡献。强自旋轨道耦合,特别是 Rashba 效应 [11–14] 也会交换电子和空穴的自旋特性。[15,16] 因此,与晶格核的超精细相互作用由空穴而不是电子主导。钙钛矿能带结构为光学跃迁提供了清晰的极化选择规则,因此结合
摘要 莫尔材料为实现具有工程物理特性的能带结构提供了高度可调的环境。具体而言,具有费米面平带的莫尔结构(实现关联相的合成环境)具有包含数千个原子的莫尔晶胞和极其复杂的能带结构。在本文中,我们表明统计原理在解释这些系统的普遍物理特性方面大有帮助。我们的方法建立在三个概念元素之上:由短长度尺度上原子配置的有效不规则性引起的量子混沌的存在、动量空间中的安德森局域化以及近似晶体对称性的存在。这些原理中的哪一个占主导地位取决于材料参数,例如费米面的延伸或莫尔晶格势的强度。这种竞争的现象学后果是对莫尔带特征群速度的预测,这是其平均平坦度的主要指标。除了这些一般特征之外,我们还识别了统计背景之外的结构,特别是接近未受干扰光谱极值的几乎平坦的带,以及著名的零能量“魔角”平坦带,其中后者需要异常精细调整的材料参数。
[学分:4 (3Th + 1P)] ELT-H-CC-1-1-TH 课程名称:电路理论和电子设备基础 [学分:3;授课时数:45] UNIT-I [12 小时] 电路元件:电阻和电阻器:类型、颜色编码和额定功率,可变电阻器,电容和电容器:类型、颜色编码和额定电压,电感和电感器:类型、颜色编码,电感线圈,空心和铁心线圈,自感和互感,变压器。电路分析:电压和电流源的概念,与电感器相关的磁通漏守恒和与电容器相关的电荷,基尔霍夫电压定律,基尔霍夫电流定律,电压和电流源的变换,网格分析和节点分析,星三角网络和转换。直流分析:直流激励下串联 RL 和 RC 电路的瞬态响应。交流分析:电路参数响应、交流激励下串联 RL、RC 和 RLC 电路的频率响应、电感器和电容器的品质因数 (Q)、串联和并联谐振电路、Q 因数。网络定理:叠加定理、戴维南定理、诺顿定理、互易定理和最大功率传输定理。第二单元 [11 小时] 半导体基础:半导体材料:类型和特性,固体能带的概念:金属、绝缘体和半导体、本征和非本征半导体、P 型和 N 型半导体、能带图、有效质量的概念、直接和间接带隙半导体、费米能级、态密度、半导体中电流传导的机制(漂移和扩散)、漂移速度、迁移率、电阻率、电导率、霍尔效应(无推导)。结型二极管及其应用:PN 结:晶圆级结构、能带图、耗尽层、二极管方程和 IV 特性、理想二极管、静态和动态电阻、反向饱和电流、齐纳和雪崩击穿、齐纳二极管、作为电压调节器的齐纳二极管、整流器:半波整流器、全波整流器(中心抽头和桥式)、峰值反向电压、纹波系数、效率、线路调节率、负载调节率、变压器利用率、并联电容滤波器、泄放电阻器的概念。
利用其电子结构的特性来观察独特的物理现象,例如手性[15–17]和轴引力异常、[18]圆形光电效应、[19–20]手性声波、[21–22]表面态增强的埃德尔斯坦效应[23]或最近提出的手性霍尔效应。[24]大多数这些效应的观察取决于是否可以轻松访问WSM的拓扑电子态。在这方面,抑制非拓扑(平凡)表面态以及修改费米能级位置以获得所需费米面拓扑的能力将允许充分揭示拓扑表面态对物理可观测量的作用,此外,还可以按需构造费米面以利用电、声或光可测输出。到目前为止,电子结构的多样性是通过探索不同的 WSM 实现的,但对同一材料中拓扑能带形状和大小的真正控制仍然难以实现,主要是因为缺乏自下而上的超高真空合成方法,无法控制表面终止和费米能级位置,例如通过掺杂或应变。需要克服这一挑战才能实现费米能级设计的韦尔半金属异质结构,从而产生大量新平台来探索基于拓扑的基本现象和设备应用。在这项工作中,我们展示了 I 型韦尔半金属 NbP 电子结构的两种显著修改,这得益于成功的外延薄膜生长合成路线。 [25] 首先,由于表面悬空键被有序磷终端饱和,NbP 的蝴蝶结状(平凡)表面态被完全抑制,表现为(√2×√2)表面重构。其次,通过用 Se 原子化学掺杂表面,费米能级发生约 + 0.3 eV(电子掺杂)的大幅偏移,同时保留了原始的 NbP 能带结构特征,从而首次在实验中可视化了远高于 Weyl 点的拓扑能带色散,并强调了通过分子束外延过程中的表面化学掺杂可以实现的大费米能级可调性。我们的工作为实现最近的理论提议开辟了可能性,例如依赖于纯拓扑
1 北京国家电子显微镜中心和先进材料实验室,清华大学材料科学与工程学院,北京 100084,中国 *通信地址:lingu@mail.tsinghua.edu.cn 收稿日期:2023 年 5 月 22 日;接受日期:2023 年 6 月 4 日;在线发表日期:2023 年 6 月 13 日;https://doi.org/10.59717/j.xinn-mater.2023.100009 © 2023 作者。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。引用:Gao A. 和 Gu L. (2023)。从还原论的角度洞察材料科学。创新材料 1(1), 100009。材料结构与功能之间错综复杂的关系是长期以来研究的重大挑战。材料科学的还原论方法需要全面的理解,从原子能级的精确解到特定边界条件下相能带的基本原理,再到可以用统计方法理解的材料宏观特性。本研究系统地将宏观材料分解为其组成部分:相、晶胞、原子和电子,从而从基本粒子的角度深入研究材料特性。我们主要关注的是互易空间中的能带结构(电子)和色散关系(声子),以及实空间中四个基本自由度(晶格、电荷、轨道、自旋)的分布。我们以锂离子电池系统为例,说明还原论如何丰富我们对所起作用材料的理解。本文最后采用还原论方法对材料科学未来的潜在发展轨迹和根本挑战进行了前瞻性的思考。
激光、量子计算/加密、太阳能工作原理、电子显微镜、粒子波二象性、超导/超流体/低温科学、玻色-爱因斯坦凝聚、激光冷却、原子光谱、核光谱、核反应堆、核武器、核磁共振成像的工作原理、粒子束癌症治疗、放射性/半衰期/核废料、宇宙射线及其对进化的影响、标准模型(至少是我们由上、下夸克组成)、大部分纳米技术、纠缠、波函数、量子密码学、能带理论和材料科学、强核力和弱核力、核合成和我们由星尘组成的想法、质谱、粒子和核加速器……
张:我们最初的兴趣在于被称为光子拓扑绝缘体的电磁材料,这是一种光子晶体,可以控制光子,类似于拓扑绝缘体控制电子的方式。尽管一些提案讨论了使用光子拓扑绝缘体来减慢光速,但它们往往过于复杂且难以实现。2021 年,我们提出了将拓扑光子态与被称为平带的能带耦合的想法——这是目前正在积极研究的一个热门话题。这个想法使拓扑慢光的概念在实践中成为可能。
简介:能源问题:基本方面、范围、时间框架、挑战理论方面:电化学(还原/氧化、离子电导率、固体电解质界面)、能带图(PN 结、LED、二极管)、材料热行为(热导率、多孔材料、微电子)材料技术方面:电池和氢燃料电池(电极材料、表面改性、存储……)。光伏(材料、结构、串联、抗反射涂层……)、材料热行为(发射率、窗户涂层……)。低功耗计算和功率转换。(LED)照明效率。
本文研究了银纳米粒子掺杂的 PMMA–ZrO 2 纳米复合材料的结构和光学特性。将银纳米粒子以 2、4 和 6 wt.% 的浓度添加到 PMMA–ZrO 2 纳米复合材料中。实验结果表明,随着银纳米粒子浓度的增加,PMMA–ZrO 2 纳米复合材料的吸收系数、消光系数、折射率、介电常数和光导率均增加,而透射率和能带隙均降低。结构和光学特性的结果表明,PMMA/ZrO 2 /Ag 纳米复合材料可用于不同的医疗和工业应用,例如太阳能电池、二极管、传感器、紫外线探测器等。