其中 ¯E 和 ω 分别是状态 i 和 j 的平均能量和能量差。矩阵 R ij 由无规则的一阶数组成,这些数在统计上具有零均值和单位方差。在任何具有固定哈密顿量的给定量子系统中,它们都是通过对哈密顿量进行对角化获得的确定数。然而,对于计算高能态简单算子的少点相关函数而言,这些微观细节是无关紧要的,将 R ij 视为真随机变量即可。这种随机性与量子混沌系统与随机矩阵理论之间的联系紧密相关(详情见[3])。通过全息对偶性,引力物理学对混沌量子系统随机性有了新的认识[4]。如果手头的混沌量子系统是一个大 N 、强耦合的共形场论(即全息 CFT),边界量子系统的热化与引力对偶中的黑洞形成有关 [ 5 – 8 ] 。事实上,这两个过程中明显的幺正性丧失是密切相关的,理解其中一个将有助于理解另一个。事实上,正是出于这个原因,量子热化已经在全息摄影的背景下进行了讨论(例如参见 [ 9 – 20 ] )。
MOF由于其可调带间隙而成为光催化的有前途的材料,这使它们能够吸收光并产生用于光催化反应所需的电子孔对。带隙,价带(VB)和传导带(CB)之间的能量差,确定了MOF可以吸收的光的波长。通过仔细设计MOF中的有机配体和金属节点,研究人员可以调整带隙以匹配可见光或紫外线的能量。这种可调节性允许MOF有效利用轻能,从而促进反应性物种的产生,例如羟基自由基和超氧化物离子,这对于降解污染物至关重要。在用于光催化应用的各种类型的MOF中,有几种值得注意的MOF,具有适当的带隙用于光催化目的(图1)。首先,UIO型MOF的特征在于它们的稳健性和较大的孔径,在光催化反应中表现出了出色的性能,这是由于它们的高表面积和恶劣条件下的稳定性。mil-type MoF,具有开放金属位点和量身定制的孔结构,也具有增强的光吸收和电荷分离特性,使它们成为各种转化的有效光催化剂。
其中 ¯E 和 ω 分别是状态 i 和 j 的平均能量和能量差。矩阵 R ij 由无规则的一阶数组成,这些数在统计上具有零均值和单位方差。在任何具有固定哈密顿量的给定量子系统中,它们都是通过对哈密顿量进行对角化获得的确定数。然而,对于计算高能态简单算子的少点相关函数而言,这些微观细节是无关紧要的,将 R ij 视为真随机变量即可。这种随机性与量子混沌系统与随机矩阵理论之间的联系紧密相关(详情见[3])。通过全息对偶性,引力物理学对混沌量子系统随机性有了新的认识[4]。如果手头的混沌量子系统是一个大 N 、强耦合的共形场论(即全息 CFT),边界量子系统的热化与引力对偶中的黑洞形成有关 [ 5 – 8 ] 。事实上,这两个过程中明显的幺正性丧失是密切相关的,理解其中一个将有助于理解另一个。事实上,正是出于这个原因,量子热化已经在全息摄影的背景下进行了讨论(例如参见 [ 9 – 20 ] )。
(或溶剂混合物),可以进一步加工成可打印或可涂层的墨水。这些悬浮液的行为通常由Derjaguin – landau – verwey -overbeek(DLVO)理论描述,[3]暗示纳米片在悬浮液中的浓度具有上限,其上限在悬浮液变为不稳定的上限。[4]然而,高浓度悬浮液(墨水)对于形成渗透的粒子网络是必需的,[5]并满足高通量打印和涂层方法的风湿性要求(例如,高粘度)。无论其浓度如何,悬浮液在热力学上都是不稳定的,并且颗粒倾向于通过聚集来减少其表面能量。[6]为了降低沉积速率,必须最小化溶剂和2D材料之间的表面能量差,[3]将分散培养基的选择限制在溶解性包膜可能不适合子分类处理的一些溶剂上。在传统的墨水配方中,添加剂(例如formantant,粘合剂和流变学修饰符)用于解决上述问题,并将2D物质置换到可打印或可涂层的油墨中。[7-10]例如,需要大浓度的聚合物粘合剂(例如70 mg ml-1乙酸纤维素丁酸酯),以将涂抹油墨的粘度提高到适合筛网打印的水平。[11]由于典型的添加剂会对电子特性产生不利影响(例如,
并无需使用载流子注入即可增强电光调制。与此同时,人们正在努力实现完全集成在硅基平台中的发光器,作为 III – V 族材料的经济高效的替代品。这方面的两个主要途径是使用 Ge 及其与 Si 和 Sn 的合金,以及应变工程。硅 – 锗 – 锡 (GeSn) 合金可能是一种很有前途的解决方案 [4],因为它的能带结构可以通过其成分来控制,从而在宽光谱范围内实现高发射效率,但这些三元合金对材料生长提出了一些技术挑战。[5] 能带结构控制的替代途径是在 Ge 和 GeSn 合金中引入拉伸应变。这里的目标是利用拉伸应变来降低导带 L 和 Γ 最小值之间的能垒,实现准直接带隙材料,从而提高辐射效率。此外,拉伸应变的作用是消除重空穴 (HH) 和轻空穴 (LH) 价带之间的简并性,并降低导带和价带之间的能量差,[6,7] 从而提供对带隙的所需控制。这些能带结构效应可以通过光致发光 (PL) 实验揭示,而半导体中应变的关键测量可以使用拉曼光谱来实现。机械变形会显著影响 PL 发射、谷分裂的不均匀性或重叠
为了实现现代全光系统的性能优化和功能扩展,使用有限元工具,这项工作呈现紧凑的等离子光子晶体纤维(PCF)滤波器。椭圆形孔中沉积的金和石墨烯层与发射光相互作用,从而产生表面等离子体共振(SPR)效应,从而大大扩大了X-和Y偏振光之间的能量差。The simulation results indicate that the structural parameters are configured with the cladding holes ' diameter of 0.6 μ m, the large-holes ' diameter of 1.2 μ m, the inner small-holes ' diameter of 0.2 μ m, the lattice constant of 2.0 μ m, the elliptical holes ' minor axis length of 0.45 μ m, the elliptical holes ' major axis length of 1.30 μ m, the金层厚度为50 nm,石墨烯层厚度为20 nm,所提出的PCF滤波器的中心波长为1.56μm。当此PCF滤波器的长度为1 mm时,最大灭绝比(ER)为133 dB,运行带宽超过800 nm,涵盖了两个共同的通信窗口为1.31μm和1.55μm,以及低插入式损耗(IL)为0.59 dB。更重要的是,还检查了制造设备的可行性。宽带,宽带和高伸入式过滤器在光学通信,光学传感,光学计算和其他各个领域中都表现出了有希望的应用。
高能密度材料(HEDM)在许多地区都有很大的重要性,包括储能,火箭推进剂和炸药。多氮材料一直是有希望的HEDM候选物,因为由单键和三键组成的结构之间存在较大的能量差[1]。由于硅藻n 2分子是采用最稳定的n n三键[2]的最稳定形式[2],因此,当与单键键合构成n 2时,将释放大量能量。高压已被验证为打破极强三重N键并获得N-N键的聚合物氮材料[3]的有效方法。由于实验中的合成聚合物氮很难,因此在高压下的第一个原理计算研究,尤其是与自动crystal结构搜索算法相结合的,带来了相当大的成功。Following the first-principles prediction of single- bonded covalent solids with three-coordinated nitrogen atoms proposed by McMahan and Lesar [ 4 ], many other theoretical predictions of monatomic structures were studied, such as the cubic gauche (cg) [ 5 ], black phosphorus, α -arsenic [ 6 , 7 ], Cmcm chain [ 8 ], N 2 -N 6 [8],顺式传播链[9],分层船[10],八成员环[11],poly-n [12],层次PBA 2(LP)[13],螺旋隧道P 2 1 2 1 2 1 2 1结构[13,14]和笼子 - 像钻石的氮[15]。在实验上,CG结构的单键框架已在高压(110 GPA)和高温(2000 K)下成功合成[3,16]。最近,观察到分层的PBA 2结构
量子比特相干时间是离子阱量子网络节点中的关键参数。然而,用于将量子比特编码为离子的状态之间的能量差波动可能是退相干的重要来源。为了增加任意单量子比特状态的相干时间,可以将状态编码为由两个物理量子比特的联合状态形成的无退相干子空间 (DFS),在我们的例子中,这两个物理量子比特是两个共同捕获的离子。因此,离子量子比特的相干性被动地受到保护,免受对两个物理量子比特产生同等影响的波动的影响。这篇硕士论文介绍了在我们的实验装置中实现无退相干量子存储器的实验结果。为了实现量子存储器,需要一个受控非门 (CNOT)。为了实现 CNOT 门,我们实验装置中的本机门被扩展以完成一组通用量子门。在这篇硕士论文之前,多离子串和纠缠门内的离子量子比特全局旋转已经可用。为了完成一组通用的量子门,将单离子聚焦相位旋转添加到本机门中。然后使用 CNOT 门从双量子比特 DFS 存储和检索单量子比特状态。在 DFS 中存储和检索量子比特的过程完全由量子过程层析成像表征,存储时间为 500 毫秒,过程保真度为 94(6)%。与我们之前在离子阱系统中实现的相比,使用 DFS 编码可以将量子比特的相干时间提高至少一个数量级。
在层状材料中,例如 MoS 2 等过渡金属二硫属化物 (TMDC),[ 24–27 ] 或其他可剥离材料,如 GaSe,[ 28 ] 激子在室温下主导其光学特性,这证明了它们具有很强的结合能。在磷同素异形体(如 BP)中观察到了激子物种,具有近红外发射。[ 29,30 ] 相反,VP 作为一种替代品出现,具有可见光范围的光致发光 (PL) 发射和更高的热稳定性,[ 17,21 ] 但对其激子效应的研究仍处于起步阶段。在本研究中,我们使用原子力显微镜 (AFM)、拉曼和 PL 光谱在一系列温度和波长范围内研究了 SiO 2 /Si 衬底上剥离的 VP 的光降解、热效应和激子发射。我们的研究结果表明,VP 的降解速度受光的波长和曝光时间的强烈影响。发现在 VP 的带隙之上的光激发会由于与活性氧 (ROS) 的相互作用而导致更快的降解。PL 光谱显示激子数量逐渐下降,表明激子的寿命缩短以及激子的形成和稳定性发生变化,从而影响 VP 的量子效率。功率依赖性 μ -PL 测量表明中性激子和三子的强度线性增加,而它们的峰值能量之间的能量差随着功率的增加而减小,这表明激子能隙发生了变化。温度依赖性 PL 显示出可见的 X 0 和 T 峰,在高温下 X 0 发射的光谱权重更高,这意味着 VP 晶体中 T 发射的热稳定性降低。采用温度依赖性拉曼光谱法,在不同温度下确定了九种拉曼模式的峰位,最高可达
摘要蛋白质设计问题是确定折叠成所需结构的氨基酸序列。鉴于安芬森的折叠热力学假设,这可以改写为找到一个氨基酸序列,其中最低能量构象是该结构。由于这种计算不仅涉及所有可能的氨基酸序列,还涉及所有可能的结构,因此大多数当前方法都侧重于更易处理的问题,即为所需结构找到最低能量的氨基酸序列,通常在第二步通过蛋白质结构预测检查所需结构确实是设计序列的最低能量构象,并丢弃在许多情况下并非如此的大部分设计序列。这里我们表明,通过将梯度通过 trRosetta 结构预测网络从所需结构反向传播到输入氨基酸序列,我们可以直接优化所有可能的氨基酸序列和所有可能的结构,并在一次计算中明确设计预测折叠成所需结构而不是任何其他结构的氨基酸序列。我们发现,考虑了完整构象景观的 trRosetta 计算比 Rosetta 单点能量估计更能有效地预测从头设计蛋白质的折叠和稳定性。我们将通过景观优化进行的序列设计与 Rosetta 中的标准固定骨架序列设计方法进行了比较,并表明前者的结果对竞争低位状态的存在很敏感,而后者则不然。我们进一步表明,通过结合这两种方法的优势,可以设计出更具漏斗形的能量景观:低分辨率 trRosetta 模型用于排除替代状态,高分辨率 Rosetta 模型用于在设计目标结构处创建深度能量最小值。意义计算蛋白质设计主要侧重于寻找在目标设计结构中能量非常低的序列。然而,在折叠过程中最相关的不是折叠状态的绝对能量,而是折叠状态与最低位替代状态之间的能量差。我们描述了一种可以捕捉整个折叠景观的深度学习方法,并表明它可以增强当前的蛋白质设计方法。