▪ Seok-Kyun Son, Makars Šiškins, Ciaran Mullan, Jun Yin, Vasyl G Kravets, Aleksey Kozikov, Servet Ozdemir, Manal Alhazmi, Matthew Holwill, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Davit Ghazaryan, Kostya S Novoselov, Vladimir I Fal'ko & Artem Mishchenko,石墨烯热电子灯泡:空气中HBN封装的石墨烯的白炽灯。2D材料2017,5(1)。 ▪YU。 N. Khanin, E. E. Vdovin, M. V. Grigor'ev, O. Makarovsky, Manal Alhazmi, S. V. Morozov, A. Mishchenko & K. S. Novoselov,Tunneling in Graphene/h-BN/Graphene Heterostructures through Zero-Dimensional Levels of Defects in h-BN and Their Use as Probes to Measure the Density of States of Graphene. JETP Letters 2019,109(7):482-489。 ▪M Alhazmi,Om Ramahi,M Irannejad,A Brzezinski,M Yavuz等人,“ NSTOA-13-RA-108金属绝绝diodes中金属电极在金属 - 金属金属二极管中变化的影响的比较与多介质层与多介质层与多介质层的效果” ,卷。 2,不。 2,pp。 1014,2014。 ▪f Aydinoglu,M Alhazmi,B Cui,O Ramahi,M Irannejad等人,“使用多个绝缘体层的高性能金属 - 绝缘子金属二极管”,Austin J Nanomed Nanotechnol。 1,卷。 3,不。 2014年。 ▪M。Alhazmi,M。Yavuz和B. Cui,使用多层聚苯乙烯电子束抵抗,第57届电子,离子和光子光束技术和纳米制作(EIPBN)的对比曲线工程,2013年5月。 ▪C。Con,M。Alhazmi,M。Yavuz和B. Cui,冻结冻干,以减少电子束抵抗倒塌,2013年9月在伦敦举行的MNE会议,2013年9月。。2D材料2017,5(1)。▪YU。N. Khanin, E. E. Vdovin, M. V. Grigor'ev, O. Makarovsky, Manal Alhazmi, S. V. Morozov, A. Mishchenko & K. S. Novoselov,Tunneling in Graphene/h-BN/Graphene Heterostructures through Zero-Dimensional Levels of Defects in h-BN and Their Use as Probes to Measure the Density of States of Graphene.JETP Letters 2019,109(7):482-489。▪M Alhazmi,Om Ramahi,M Irannejad,A Brzezinski,M Yavuz等人,“ NSTOA-13-RA-108金属绝绝diodes中金属电极在金属 - 金属金属二极管中变化的影响的比较与多介质层与多介质层与多介质层的效果”,卷。2,不。2,pp。1014,2014。▪f Aydinoglu,M Alhazmi,B Cui,O Ramahi,M Irannejad等人,“使用多个绝缘体层的高性能金属 - 绝缘子金属二极管”,Austin J Nanomed Nanotechnol。1,卷。3,不。2014年。▪M。Alhazmi,M。Yavuz和B. Cui,使用多层聚苯乙烯电子束抵抗,第57届电子,离子和光子光束技术和纳米制作(EIPBN)的对比曲线工程,2013年5月。▪C。Con,M。Alhazmi,M。Yavuz和B. Cui,冻结冻干,以减少电子束抵抗倒塌,2013年9月在伦敦举行的MNE会议,2013年9月。▪ F. Aydinoglu, M. Alhazmi, S. Alqarni, B. Cui, O. M. Ramahi and M. Yavuz, “Design and Fabrication of Pt-Al2o3-Al Metal- Insulator-Metal Diode,” accepted for publication in the 24th Canadian Congress of Applied Mechanics (CANCAM 2013), Saskatoon, Saskatchewan, Canada, June 2-6,2013。
电池电力存储一直是达到可持续能源网络的主要策略之一。它们足以存储能源并稍后释放,支持大量可变的可再生电能。在这种情况下,锂空气电池(实验室)有可能成为高容量电池,其理论能量密度高于目前可用的锂离子。但是,它们在商业上仍然是不可行的。在过去的几十年中,随着稳定电解质,多孔阴极和催化剂的发展,实验室技术取得了巨大进展。尽管如此,对锂金属电极的保护受到了较小的关注,尤其是防御大气中存在的反应性物质,例如水和氧气。在这项工作中,合成了一个保护膜以保护金属锂阳极免受水的影响。使用聚四甲基乙二醇(PTMEG),4,4-二苯基甲基甲烷二异氰酸酯(MDI)和1,4丁二醇与甘油作为链扩展器的1,4丁二醇和甘油混合物进行合成。使用含碳纸作为阴极,金属锂作为阳极和0.1 mol.l -1硅氯酸锂(LICLO 4)组装的脂质锂氧(Li-O 2)电池测试合成的膜,并在二甲基硫代(DMSO)中以550 ppm的浓度为dimethyl smo(liclo 4)。此外,将电池与新型聚合膜的可环性与标准玻璃超细纤维分离器进行了比较。结果显示,与聚合物分离器在玻璃超细纤维分离器上组装的电池可环性更高。
二维材料的合成需要较高的工艺温度才能获得较高的材料质量,这阻碍了在器件晶圆上直接合成。因此,制造需要将二维材料从专用的生长衬底转移到器件晶圆上。本论文介绍了一种通过晶圆键合转移二维材料的通用方法。该方法的目标是在半导体代工厂的生产线后端集成到电子电路上。该方法的变体是悬挂二维材料的自由悬挂膜,并将层堆叠成二维材料异质结构。二维材料的图案化是器件制造的基本步骤。然而,标准的光刻方法会导致保护性抗蚀剂残留,从而降低器件性能。本论文介绍了一种非接触、无抗蚀剂的方法,通过激光直写和现成的系统以纳米级精度对二维材料进行图案化。金属电极和二维材料之间的电接触电阻显著影响器件的性能。本论文研究了湿度对石墨烯接触电阻和薄层电阻的影响。这一见解对于在无封装或密封包装的环境中操作至关重要。多层铂硒化物 (PtSe 2 ) 是一种半金属二维材料,可在 450 ◦ C 以下合成。本论文展示了通过在器件基板上直接生长将 PtSe 2 光电探测器与硅波导集成。光电探测器在红外波长下工作,这对于集成光子电路很有前景。
基于电阻转换(RS)效应的非挥发性存储设备由于其出色的特征性(例如良好的尺寸可伸缩性和较小的操作电压)而被认为是未来内存应用的最有前途的技术。RS效应基于在涂在电极上的电压下安装在金属电极之间的介电膜中的导电膜(CF)的生长[1,2]。虽然HFO 2是重新拉统设备的最广泛研究的电介质之一[3],但交替分层的纳米材料引起了人们的兴趣[4],因为筛选了介电层最适当的材料组合是Reram Fabrication的介电层的最佳组合。在以前进行的几项作品中,HFO 2 -AL 2 O 3纤维与单个HFO 2和Al 2 O 3薄膜相比,已经证明了高级RS特性。电阻开关行为已在Al 2 O 3 / HFO 2 BiLayer [5,6,7],Al 2 O 3 / HFO 2 / Al 2 O 3 Trilayer [4,7]和Pentalayer [7]结构Ald -Grown在225-250°C处,总厚度达到20 nm。在另一项研究中,Al 2 O 3 / HFO 2 / Al 2 O 3在150ºC下生长的三层,厚度为12 nm,能够证明多级切换特性[8]。周期性的HFO 2 -AL 2 O 3多层含有等量的HF和Al在250ºC时的厚度为6.5 nm [9]。然而,在后一项研究中,没有发现成分层的厚度。hf x al 1 - x o y纤维在240ºC下生长,分级填充,从而从9:1到1:4 [10]变化了HFO 2:Al 2 O 3 ALD循环比率。另一项研究表明,HFO 2 -AL 2 O 3双层的30 nm厚的纳米胺由1.2
1. 引言 近年来,由于钙钛矿太阳能电池成本低、效率高、制备简单等特点,吸引了众多研究人员的关注。自从 2009 年 Miyasaka 等人首次报道以来,钙钛矿太阳能电池 (PSC) 技术已经从 3.8% 提升至 25% 左右 [1,2]。基本的钙钛矿太阳能电池由透明导电层(例如氟掺杂氧化锡 (FTO) 或铟掺杂氧化锡 (ITO)、电子传输层、光敏钙钛矿层、空穴传输层以及金属电极)组成。由于电子传输层适用于所有层,因此它对于 PSC 的高效率起着重要作用。TiO 2 是最常用的电子传输层之一,因为它具有多种制备方法,例如旋涂、喷涂、溅射等 [3–5]。除了制备技术之外,TiO 2 结构还存在一些问题,例如氧空位和非化学计量缺陷,尤其是位于 TiO 2 表面的缺陷 [6,7]。这些缺陷阻碍电子流动,导致钙钛矿太阳能电池性能不佳。一些研究人员报道了一些不同的材料如 SnO 2 、 ZnO、CdS 和 WOx 代替 TiO 2 作为电子传输层 [8–11]。尽管 CdS 作为电子传输层还远远不能令人满意,但它可能是改性和钝化 TiO 2 表面的优异界面材料。最近,Hwang 等人报道 CdS 作为介孔 TiO 2 层的改性材料,可提高钙钛矿太阳能电池的稳定性 [12]。Zhao 等人使用 CdS 作为前体溶液的添加剂,观察到复合显著减少 [13]。Dong 等人使用 CdS 作为电子传输层,观察到 PSC 的效率为 16.5% [14]。Wessendorf 等人通过使用 CdS 作为电子传输层,观察到磁滞减小 [15]。Cd 扩散到钙钛矿层导致晶粒尺寸增加,从而提高效率 [16]。Mohamadkhania 等人使用 SnO 2 表面上的 CdS 作为界面改性剂,观察到磁滞减小和效率提高 [17]。Ma 等人表明,在 TiO 2 表面化学沉积 CdS 可将效率从 10.31% 提高到 14.26% [18]。
最近,在各种单层和多层材料中观察到非易失性切换。除了内存应用外,由于与其他新兴技术相比,该区域的缩放比例很高,因此电阻开关对于模拟RF开关也有望[1]。我们的RF开关是金属 - 绝缘子 - 金属结构,该结构由由2D材料隔开的金属电极制成的垂直连接组成。先前的研究表明,此RF开关适用于5/6G应用[1-2]。设备嵌入了共面波导中以进行RF测量。直流测量结果表明,直到施加设置电压(MOS 2设备为〜2V),该开关处于高电阻状态,这将设备置于低电阻状态。该状态一直存在,直到应用负偏差将切换重置为其高电阻状态为止。我们使用涵盖频率范围0.25-320GHz的S参数表征来提取设备的小型电路。从s-参数中,我们推导了RF开关的两个主要功能:插入损失(由于设备带有开关状态为ON状态的设备引起的功率损失)和隔离(在OFF状态下跨开关跨开关的功率衰减)。该设备是非挥发性的,状态保留量超过3个月[2]。在这项工作中,我们专注于HBN和MOS 2制造的RF开关的非线性研究。作为IV表征显示的,RF开关在足够高的偏置上是非线性的。测得的IIP3值与基于简单非线性电阻模型的模拟获得的IIP3值一致。为了量化这种非线性性,我们通过设备应用了一个具有2个音调(F 1 = 2.365GHz和F 2 = 2.415GHz)的信号,我们在F 1和F 2处测量输出功率,我们还测量了交流频率下的功率(此处f int = 2f 2 -f 2 -f 1)。从测量的数据中,我们可以追踪每个频率与输入功率的功率,并提取输入三阶截距点(IIP3),HBN设备超过46dBm,MOS 2设备为20DBM。
2015年12月26日收到,2016年1月16日修订,2016年1月19日接受摘要乳酸是临床分析和食品行业中最重要的代谢产物之一。其检测是诊断许多人类疾病疾病的重要临床测定法。结果,最终提出了基于乳酸氧化酶(LOX)酶的检测方法,对乳酸及其相关的乳酸离子进行了分析。需要在显微镜下的智能乳酸生物传感器的开发基于智能乳酸生物传感器的开发(电化学效果晶体管)。乳酸和丙酮酸浓度谱,并从电极表面上的氢过氧化氢通量计算出电流。在存在乳酸离子的情况下,它负责在电化学微电极上氧化过氧化氢H 2 O 2,从而导致质子H +的产生,最后导致局部pH值降低。提出的模型指出了电子设计的作用,即每个体积单位n enz的酶单元数量,L-乳酸氧化酶Michaelis常数K M和乳酸浓度[S 1]。将电子概念扩展到检测到乳酸[1-6 mm]浓度范围的检测。灵敏度为13 mV/mm。关键字:基于乳酸生物传感器的电源,解决,电流,电化学微电极,ph。1。引言乳酸(C3-CH-OH-COOH)是一种与生命,健康和食物领域有关的许多生化和生物学过程涉及的众所周知的化学物种。对于食物化学,评估牛奶,牛奶产品,水果,蔬菜和葡萄酒的新鲜度和稳定性很有用。乳酸检测是通过使用四种酶:乳酸脱氢酶(LDH),乳酸氧化酶(LOX),单氧化酶乳酸(LMO)和细胞色素B2(Cyt B2)。在所有三种情况下,该过程都会导致丙酮酸和LMO导管乙酸盐。在所有情况下,检测都是基于乳酸氧化酶的酶促反应[1]。通过实现基于LOX的安培微传感器[2 3]成功完成了这项工作。检测原理是基于使用金属工作的微电极的使用,该微电极在其上被固定的酶层含有乳酸氧化酶。基于技术,使用了各种金属电极(铂[1 4 5 6],石墨[1],碳[1])和各种酶
人体和机器之间的抽象长期,高效率和高度兼容的接口对于应对医疗保健等宏伟的社会挑战以及回答诸如了解人类大脑之类的巨大科学问题的宏伟挑战至关重要。我们建议理解和利用软材材料技术 - 具有设计特性的聚合物,弹性体,水凝胶和生物组织 - 以在人体和机器之间形成界面。在这个极端的机械字母(EML)网络研讨会1中,我们讨论了柔软材料的设计,以实现极端的机械性能,这对于形成这种长期,高效率和高度兼容的接口至关重要,这些界面可能会合并人类和机器及其智力。EML网络研讨会扬声器和视频可在https://imechanica.org/node/24098上进行更新。引言人类组织和器官大多柔软,湿和生物活性;电子设备和机器人等机器通常是硬,干燥和生物学上的惰性。,如果我们可以在人体和机器之间形成长期,高效率和高度兼容的接口,以合并人类和机器及其智力,该怎么办?这种界面对于应对医疗保健等宏伟的社会挑战以及回答诸如了解人类大脑等伟大的社会挑战至关重要。例如,可穿戴电子设备,医疗设备和可植入的医疗设备是医疗机器,试图通过时间尺度与人体合并,从小时到几天到几个月和几年。除了上述示例外,合并虽然这些医疗机器在过去几十年中已经大大发展,但它们与人体的界面几乎保持不变,例如组织上的金属电极。原始接口通常会严重阻碍医疗机器在健康人员和/或患者的监测,诊断和治疗中的效力和持续时间。虽然医疗机器和人工智能有着巨大的希望,可以彻底改变医疗保健2,3;机器和人体之间的长期,高效率和高度兼容的接口确实在这场革命中起着关键作用。作为另一个例子,尽管越来越强大的计算机正在不断开发,但在人脑大脑约860亿个神经元中,计算机和人类大脑之间的接口仍然仅限于几千个神经元。在长远的长期中,同时询问数百万个神经元,例如数月到几年,可能会给人类脑有新的理解。但是,这种理解将依赖于长期,高宽带和高度兼容的脑机界面的发展。
1。最近,由于其低成本,高效率和便捷的制造,钙钛矿太阳能电池对许多研究人员变得更具吸引力。自从宫宫和同事于2009年首次报道以来,钙钛矿太阳能电池(PSC)技术已从3.8%提高到25%左右[1,2]。基本的钙钛矿太阳能电池由透明的导电层组成,例如弗洛林掺杂锡氧化物(FTO)或imper的掺杂锡氧化物(ITO),电子传输层,光敏的钙钛矿层,孔传输层,最后是金属电极。由于对所有层都是有效的,因此电子传输层对于高效率在PSC中起重要作用。tio 2是最常用的电子传输层之一,其各种制造方法(例如自旋涂层,喷涂,溅射等)。[3-5]。独立于制备技术,TIO 2结构包括一些问题,例如氧气空位和尤其位于TIO 2表面上的非化色缺陷[6,7]。那些缺陷可以防止电子流,从而导致钙钛矿太阳能电池性能不佳。一些研究人员报告了一些不同的材料,例如SNO 2,ZnO,CDS和WOX,而不是TIO 2作为电子传输层[8-11]。尽管CD作为电子传输层仍然远非令人满意,但它可能是用于修饰和钝化TIO 2表面的出色界面材料。最近,Hwang等。报道CD作为中孔TIO 2层的修饰材料,导致钙钛矿太阳能电池的稳定性提高[12]。Zhao等。 Dong等。Zhao等。Dong等。Dong等。使用CD作为前体溶液的添加剂,并观察到重组显着降低[13]。使用CD作为电子传输层,观察到PSC的效率为16.5%[14]。Wessendorf等。通过使用CD作为电子传输层[15]观察到滞后的减少。CD扩散到钙钛矿层会导致晶粒尺寸增加,从而提高效率[16]。 Mohamadkhania等。 使用SNO 2表面上的CD作为接口修饰符,观察到滞后降低并提高效率[17]。 ma等。 表明,在TIO 2表面上化学沉积的CD可将效率从10.31%提高到14.26%[18]。CD扩散到钙钛矿层会导致晶粒尺寸增加,从而提高效率[16]。Mohamadkhania等。 使用SNO 2表面上的CD作为接口修饰符,观察到滞后降低并提高效率[17]。 ma等。 表明,在TIO 2表面上化学沉积的CD可将效率从10.31%提高到14.26%[18]。Mohamadkhania等。使用SNO 2表面上的CD作为接口修饰符,观察到滞后降低并提高效率[17]。ma等。表明,在TIO 2表面上化学沉积的CD可将效率从10.31%提高到14.26%[18]。
使用电信号 1 来操纵基板上的液滴的能力(称为数字微流体)用于光学 2,3 、生物医学 4,5 、热 6 和电子 7 应用,并已导致商业上可用的液体透镜 8 和诊断套件 9,10 。这种电驱动主要通过电润湿实现,液滴在施加电压的作用下被吸引到导电基板上并在导电基板上扩散。为确保强大而实用的驱动,基板上覆盖有介电层和疏水性面漆,用于介电上电润湿 (EWOD) 11-13 ;这会增加驱动电压(至约 100 伏),并可能因介电击穿 14 、带电 15 和生物污垢 16 而损害可靠性。在这里,我们展示了液滴操控,它使用电信号诱导液体脱湿而不是润湿亲水性导电基底,而无需添加层。在这种与电润湿现象相反的电润湿机制中,液体-基底相互作用不是由电场直接控制的,而是由场诱导的离子表面活性剂与基底的附着和分离控制的。我们表明,这种驱动机制可以在空气中使用掺杂硅晶片上的水执行数字微流体的所有基本流体操作,仅需±2.5伏的驱动电压、几微安的电流和离子表面活性剂临界胶束浓度的约0.015倍。该系统还可以处理常见的缓冲液和有机溶剂,有望成为一种简单可靠的微流体平台,适用于广泛的应用。由于疏水表面是液体吸引机制良好运作的必要条件,我们认识到亲水表面对于液体排斥机制来说是首选。由于大多数材料都是亲水性的,如果发现脱湿驱动有效,则可以像 EWOD 一样实现数字微流体,但不需要疏水涂层。虽然大多数电诱导脱湿现象对常见微流体无效,因为它们基于不可逆过程 17,18 或特殊条件 19 ,但涉及表面活性剂的研究表明可逆性是可能的。例如,已经使用氧化还原活性表面活性剂 20 证明了衍生化金电极上水膜的电引发脱湿。此外,有机液滴已在水性电解质 23 中的共轭聚合物电极上移动。最近,通过使用离子表面活性剂,润滑摩擦系数已在固体-液体-固体配置中切换 21 ,沸腾气泡成核已在液体-蒸汽-固体系统中得到调节 22 。然而,这些方法并没有导致微流体平台技术,这需要可逆、可重复、强大且易于应用于液体-流体-固体系统的电驱动 24 。事实上,我们无法在裸露的金属电极 21,22 或介电涂层电极上用含有离子表面活性剂的水滴获得有效驱动。相反,我们发现裸露的硅晶片可以有效地工作,因为它的天然氧化物具有足够的亲水性,可以轻松脱湿,但又足够薄