摘要 — 评估了金刚石 pn 结贝塔伏特电池能量转换效率的温度依赖性。我们制造了伪垂直金刚石 pn 结二极管,并表征了其在 5-300 K 电子束辐照下的能量转换效率。金刚石 pn 结二极管在 150-300 K 时的能量转换效率为 18-24%,是硅 PiN 二极管的两倍多。另一方面,在 100 K 以下,由于金刚石的串联电阻增加,二极管的能量转换效率显着下降。在 150K 以上,金刚石 pn 结二极管的能量转换效率的温度依赖性小于硅二极管,这将使金刚石 pn 结贝塔伏特电池成为一种有前途的装置,用于在除低温区域以外的宽温度范围内进行遥感设备的能量收集。
在评论该公告时,Rimfire 的董事总经理 David Hutton 先生表示:“这是在 Murga 进行的第一次金刚石钻探,我们很高兴地报告,除了生成用于多元素分析和冶金测试工作的样本外,钻探还发现了潜在的辉石岩的存在——这是一种重要的超镁铁质岩石类型,已被广泛记录为整个 Fifield 地区的异常钪的来源。我们还证明磁数据成功地“绘制”了辉石岩的位置,这很重要,因为整个 Murga 地区仍有许多未经测试的磁异常。从金刚石钻探和 Rimfire 之前的空芯钻探中获得的信息将极大地帮助我们规划未来的钻探,因为我们正努力在 24/25 财年结束前将 Murga 勘探目标转化为矿产资源估算。”
本论文进行了文献综述,以评估有关纳米金刚石 (ND) 及其应用的当前知识状态,包括它们在刺激响应材料中的应用。进行理论审查后发现,虽然 ND 因其出色的性能而受到重视,但对其在可持续和智能材料中的应用研究仍然有限。这表明可能存在知识差距,科学界对该主题的研究可能还不够,以至于在理论测试条件之外的现实应用中广为人知或使用。这表明该主题在当前时间和地点值得研究。案例研究展示了 ND 在水净化、有机太阳能电池和自修复材料等应用中的变革潜力。这些案例研究强调了纳米金刚石增强耐用性、效率和环保性的能力。Carbodeon Ltd Oy 的采访见解提供了关于知识差距、未来前景和 ND 商业化的实用观点。研究结果强调需要进一步研究和合作,以充分发挥 ND 作为材料科学创新和可持续解决方案基石的潜力。
为了模拟 NV 自旋对 MW 场(特别是磁场分量)的响应,使用量子主方程方法推导出理论方程。在室温下,NV 自旋包含 NV − 的基态和激发自旋三重态、NV − 的两个中间态以及两个 NV 0 态。由于 1 A 1 的自旋寿命远小于 1 E 的寿命(参见正文),因此单重态实际上被假定为一个状态(1 E)。NV 0 态的包含解释了导致电荷状态切换的电离效应。在 NV 0 态下,它可以被光泵送回 NV − 的基态三重态。图 S.I.1 显示了由九个能级组成的 NV 能量图。如果忽略电离效应,在简并三重态的情况下,可以使用具有更少能级的更简单的模型。建模 ODMR 的基本状态是 NV − 的基态、中间态和激发态。但是,由于 NV 0 和 NV − 之间的跃迁速率
Cornes Technologies Limited 负责 Seki Diamond Systems 的高级董事总经理 Makoto Seki 表示:“我们很荣幸能与 Element Six 合作。我们的初始原型已经证明 E6 的技术可以成功集成到我们的平台上。我们相信,此次合作将为我们的学术客户提供另一个 Seki Diamond 平台,以利用无与伦比的技术加速他们的钻石材料研发计划。”
设备,采用非平衡分子动力学方法来研究工作温度,界面大小,缺陷密度和缺陷类型对氮化碳/石墨烯/钻石异种结构的界面导热率的影响。此外,计算各种条件下的声子状态密度和声子参与率,以分析界面热传导机制。结果表明,界面热电导随温度升高而增加,突出了异质性固有的自我调节热量耗散能力。随着温度从100升的增加,单层石墨烯结构的界面热电导增加了2.1倍。这归因于随着温度升高的重叠因子的增加,从而增强了界面之间的声子耦合,从而导致界面导热率增加。此外,在研究中发现,增加氮化岩和石墨烯的层数会导致界面热电导量减少。当氮化壳层的数量从10增加到26时,界面的导热率降低了75%。随着层数增加而减小的重叠因子归因于接口之间的声子振动的匹配减少,从而导致较低的热传递效率。同样,当石墨烯层的数量从1增加到5时,界面热电导率降低了74%。石墨烯层的增加导致低频声子减少,从而降低了界面的导热率。此外,多层石墨烯可增强声子定位,加剧了界面导热的降低。发现引入四种类型的空缺缺陷会影响界面的导电电导。钻石碳原子缺陷导致其界面导热率增加,而镀凝剂,氮和石墨烯碳原子的缺陷导致其界面导热降低。随着缺陷浓度从0增加到10%,由于缺陷散射,钻石碳原子缺陷增加了界面热电导率,增加了40%,这增加了低频声子模式的数量,并扩大了界面热传递的通道,从而提高了界面热电导率。石墨烯中的缺陷加强了石墨烯声子定位的程度,因此导致界面导热率降低。胆汁和氮缺陷都加强了氮化炮的声子定位,阻碍了声子传输通道。此外,与氮缺陷相比,甘露缺陷会引起更严重的声子定位,因此导致界面的界面热电导率较低。这项研究提供了制造高度可靠的氮化炮设备以及广泛使用氮化壳异质结构的参考。
样品制作工艺从对 < 100 > 表面取向的电子级金刚石衬底 (元素 6) 进行植入前表面处理开始。首先将样品衬底放入湿式 Piranha(H 2 SO 4 (95 %): H 2 O 2 (31 %) 比例为 3:1)无机溶液中,在 80 ◦ C 下清洗 20 分钟,然后通过电感耦合等离子体反应离子蚀刻 (ICP/RIE) Ar/Cl 2 等离子体化学配方进行表面约 5 µ m 蚀刻,以去除衬底表面残留的抛光诱导应变。再进行约 5 µ m ICP/RIE O 2 化学等离子蚀刻,以去除前面蚀刻步骤中残留的氯污染[1]。接下来,将样品在 Piranha 溶液中进行无机清洗(80 ◦ C 下 20 分钟),并注入 Sn 离子(剂量为 1e11 离子/cm 2,能量为 350 keV)。在通过真空退火(1200 ◦ C)激活 SnV 中心之前,进行三酸清洗(比例为 1:1:1,HClO 4(70%):HNO 3(70%):H 2 SO 4(> 99%))1.5 小时,以去除任何残留的有机污染,然后在退火步骤后进行相同的湿式无机清洗程序,以去除在金刚石基材退火步骤中形成的任何表面石墨薄膜层。为了评估 SnV 中心是否成功激活,在悬浮结构纳米制造之前对样品进行表征。波导结构的纳米加工遵循参考文献[2-6]和[1]中开发的基于晶体相关的准各向同性蚀刻底切法的工艺。图S1中显示了该方法的示意图。
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1.1 动机 在工业环境中,磨损会造成经济损失,从而产生直接和/或间接成本。例如,成本密集型的新收购、必要的大修、生产停工和维护成本等都是重要的因素。仅德国,每年的经济损失就估计约占 GDP 的 2 – 7%。 除了经济方面,生态因素在制造公司中也发挥着重要作用。例如,全球约 23% 的能源消耗来自摩擦接触。引进先进的摩擦学技术可以在短期内减少全球二氧化碳排放量高达 14.6 亿吨二氧化碳当量 [KHOL]。 ANTACON 公司是创新和开发新型清洁摩擦学技术的先驱,从而为更可持续的经济做出了贡献。
摘要 :脑内神经递质多巴胺 (DA) 的含量异常与帕金森病、阿尔兹海 默症等神经系统类疾病的发生发展密切相关,精准、实时监测其脑 内含量可作为临床诊疗的重要参考。电化学分析法具备成本低、响 应快、可实现体内实时监测等优势。然而,脑内复杂环境中蛋白吸 附、多物质共存等因素会极大干扰多巴胺的定量分析,这对电极的 灵敏度、选择性和稳定性提出了极高的要求。因此,研发出满足要 求的电极材料是实现多巴胺电化学检测临床应用的关键。掺硼金刚 石 (BDD) 电极生物相容性好、背景电流低、电势窗口宽、抗吸附性 强、化学稳定性高,相较于易团聚、易脱落而失效的金属纳米颗粒 或电阻较大的高分子材料, BDD 电极更具潜力解决上述多巴胺检测 的难点问题。然而, BDD 电极虽能有效抵御蛋白吸附,但在多巴胺 的选择性检测方面存在不足: BDD 电极表面缺乏能够高灵敏度、高 选择性检测多巴胺分子的官能团。因此,在保持 BDD 本征特性的基 础上,系统研究 BDD 电极表面改性与功能化修饰对电化学检测多巴 胺的选择性、灵敏度和稳定性的影响机理,是 BDD 电极实现临床应 用的关键。基于此,本论文从 BDD 膜电极的功能性改性与修饰到 BDD 微电极体内检测,系统研究了 BDD 膜电极在多巴胺电化学检测 中的作用机理,揭示了 BDD 电极界面性质对多巴胺分子氧化过程的 影响规律,所得具体结论如下: (1) 针对 BDD 电化学活性较低的问题,采用高温溶碳刻蚀和滴 涂修饰方法,在 BDD 电极表面刻蚀纳米孔洞并修饰 Nafion 选择性透 过膜( NAF ),制备了 Nafion 修饰的多孔 BDD 复合电极 NAF/pBDD ; 研究了该复合电极对多巴胺的电化学检测机理,揭示了 NAF/pBDD 复合电极比 BDD 电极具有更多活性位点的原因,同时探究了 Nafion 膜对多巴胺和抗坏血酸的作用机制;该电极针对多巴胺的检测限 (42 nM) 和检测线性范围 (0.1 ~ 110 μM) 相较于 BDD 均得到了有效改善。 (2) 针对 BDD 电极对多巴胺选择性较弱的问题,在 pBDD 表面 修饰活性更高的纳米炭黑颗粒 (CB) ,制备了 NAF-CB/pBDD 复合电 极,研究了炭黑颗粒的加入对主要干扰物抗坏血酸 (AA) 电化学响应 的影响机理,揭示了该电极在高浓度、多干扰物并存环境下对多巴 胺的选择性检测机制。结果表明,该电极可有效将干扰物抗坏血酸 的氧化电位提前以减少对多巴胺信号的干扰,检测限 (54 nM) 和检测