有一个显着的理论性旨在理解制造诱导的缺陷对单层石墨烯的操作行为的影响。这些研究主要集中在原子缺陷上,而在合成过程中,纳米级针孔和厚度附着在单层石墨烯上的两个层(双层)的斑块是不可避免的。在这项工作中,通过非平衡分子动力学模拟研究了这些纳米级缺陷对石墨烯热导率的影响。单层锯齿形和面向扶手椅的热导率的导热度是建模的,以捕获空隙和双层缺陷的影响。分析具有50 nm×10 nm尺寸的单层石墨烯片,其椭圆形缺陷为6 nm(主要轴)。我们的结果显示,随着温度的升高,导热率降低了20%以上,随着空隙尺寸的增加约75%。单层石墨烯的热导率的降低为15%,双层缺陷的直径为6 nm。这项研究表明,缺陷形状对石墨烯的导热性产生了巨大影响,与圆形相比,用椭圆形的缺陷表明石墨烯的热传递更高。这项工作提供了如何量化制造诱导缺陷对石墨烯导热率的影响的指南。
配备足够传感器的无人驾驶飞行器 (UAV) 可在昂贵的大规模机载遥感和耗时的小规模地面测量之间实现新的应用。要执行这些应用,相机和激光扫描仪是很好的传感器组合,因为它们具有互补特性。要利用这种传感器组合,必须知道各个相机的内在参数和相对姿势以及相机和激光扫描仪的相对姿势。在本文中,我们提出了一种多相机系统和激光扫描仪统一内在和外在校准 (UCalMiCeL) 的方法。该方法的创新之处在于它是从单个相机到线激光扫描仪校准的扩展,它是一种统一的捆绑调整步骤,以确保对整个传感器系统进行最佳校准。我们使用通用相机模型,包括针孔、全向和鱼眼相机。对于我们的方法,激光扫描仪和每个相机必须共享一个联合视野,而各个相机的视野可能不相交。校准方法通过由两个鱼眼相机和一个线激光扫描仪组成的传感器系统进行测试,范围测量精度为 30 毫米。我们使用基于控制点的多相机系统附加校准方法定量评估相机之间的估计相对姿势,这些控制点由 mo
通过石墨烯进行远程外延相互作用的实验证据 Celesta S. Chang 1,2,† 、Ki Seok Kim 1,2,† 、Bo-In Park 1,2,† 、Joonghoon Choi 3,4,† 、Hyunseok Kim 1 、Junsek Jeong 1 、Matthew Barone 5 、Nicholas Parker 5 、Sangho Lee 1 、Kuangye Lu 1 、Junmin Suh 1 、Jekyung Kim 1 、Doyoon Lee 1 、Ne Myo Han 1 、Mingi Moon 6 、Yun Seog Lee 6 、Dong-Hwan Kim 7,8 、Darrell G. Schlom 5,*、Young Joon Hong 3,4,*、和 Jeehwan Kim 1,2,6,9,* 1 麻省理工学院机械工程系,美国马萨诸塞州剑桥 02139,2 麻省理工学院电子研究实验室,美国马萨诸塞州剑桥 02139 3 世宗大学纳米技术与先进材料工程系,首尔 05006,韩国 4 GRI-TPC 国际研究中心和世宗大学纳米技术与先进材料工程系,首尔 05006,韩国 5 康奈尔大学材料科学与工程系,纽约州伊萨卡,14850,美国 6 首尔国立大学机械工程系,首尔,韩国 7 成均馆大学(SKKU)化学工程学院,水原 16419,韩国 8 成均馆大学(SKKU)生物医学融合研究所(BICS),水原 16419,韩国 9 麻省理工学院材料科学与工程系,马萨诸塞州剑桥 02139,美国 † 这些作者的贡献相同。 * 通讯至 jeehwan@mit.edu、yjhong@sejong.ac.kr、schlom@cornell.edu ORCID ID:Celesta S. Chang (0000-0001-7623-950X)、Ki Seok Kim (0000-0002-7958-4058)、Bo-In Park (0000-0002-9084-3516)、崔仲勋 (0000-0002-2810-2784)、郑俊石 (0000-0003-2450-0248)、金贤锡 (0000-0003-3091-8413)、李尚浩(0000-0003-4164-1827),路匡业(0000-0002-2992-5723)、Jun Min Suh(0000-0001-8506-0739)、Do Yoon Lee(0000-0003-4355- 8146)、Ne Myo Han(0000-0001-9389-7141)、Yun Seog Lee(0000-0002-2289-109X)、Dong-Hwan Kim(0000-0002-2753-0955)、Darrell Schlom(0000-0003-2493-6113)、Young Joon Hong(0000- 0002-1831-8004)、Jeehwan Kim(0000-0002-1547-0967)摘要远程外延的概念利用衬底的衰减电位二维范德华层覆盖在基底表面,这使得吸附原子能够进行远程相互作用,从而遵循基底的原子排列。然而,必须仔细定义生长模式,因为二维材料中的缺陷可以允许从基底直接外延,这可能会进一步诱导横向过度生长形成外延层。在这里,我们展示了一种只能在远程外延中观察到的独特趋势,与其他基于二维的外延方法不同。我们在图案化石墨烯上生长 BaTiO 3,以显示一个反例,其中基于针孔的外延无法形成连续的外延层。通过观察在没有单个针孔的石墨烯上生长的纳米级成核位点,我们在原子尺度上直观地证实了远程相互作用。从宏观上看,GaN微晶阵列的密度变化取决于衬底的离子性和石墨烯层数,这也证实了远程外延机制。
四元铜银铋碘化合物代表了一类有前途的新型宽带隙 (2 eV) 半导体,可用于光伏和光电探测器应用。本研究利用气相共蒸发法制造 Cu 2 AgBiI 6 薄膜和光伏器件。研究结果表明,气相沉积薄膜的性质高度依赖于加工温度,表现出针孔密度增加,并根据沉积后退火温度转变为四元、二元和金属相的混合物。这种相变伴随着光致发光 (PL) 强度和载流子寿命的增强,以及在高能量 (≈ 3 eV) 下出现额外的吸收峰。通常,PL 增加是太阳能吸收材料的理想特性,但 PL 的这种变化归因于 CuI 杂质域的形成,其缺陷介导的光学跃迁决定了薄膜的发射特性。通过光泵太赫兹探测光谱法,揭示了 CuI 杂质阻碍了 Cu 2 AgBiI 6 薄膜中的载流子传输。还揭示了 Cu 2 AgBiI 6 材料的主要性能限制是电子扩散长度短。总体而言,这些发现为解决铜银铋碘化物材料中的关键问题铺平了道路,并指明了开发环境兼容的宽带隙半导体的策略。
摘要 - 马拉里亚是由感染雌性蚊子蚊子的寄生虫引起的,是一种严重的且潜在的致命疾病,是热带地区常见的。疾病控制程序依赖于树冠内各种垂直高度的蚊子的捕获。为了支持这种疟疾控制研究工作,该提议的解决方案旨在克服涉及攀岩和手动蚊子捕获的调用方法的局限性。本文介绍了一种新型无人机导航系统的开发,该系统旨在在树冠中收集蚊子样品。我们的解决方案通过使用立体声视觉深度摄像机和对象检测算法yolov7实现3D映射算法来构建解决方案,以准确识别树檐篷中的栖息地。开发的无人机导航算法采用获得的坐标来计划合适的飞行路径。我们评估了基础针孔摄像头模型的准确性,并进行了深度摄像头的校准,以提高深度精度。此外,我们分析了Yolov7培训配置,以最大程度地减少着陆点检测中的假阳性。结果证明了我们解决方案在捕获各种垂直高度的蚊子方面的有效性,为疟疾控制程序提供了宝贵的支持。索引术语 - 马拉里亚控制,计算机视觉,无人机导航,深度摄像头,机器学习
高能电子和 X 射线光子与诸如卤化物钙钛矿之类的光束敏感半导体的相互作用对于表征和理解这些光电材料至关重要。使用可以在纳米尺度上研究物理特性的纳米探针衍射技术,研究了电子和 X 射线辐射与最先进的 (FA 0.79 MA 0.16 Cs 0.05 )Pb(I 0.83 Br 0.17 ) 3 混合卤化物钙钛矿薄膜 (FA,甲脒;MA,甲铵) 的相互作用,使用扫描电子衍射和同步加速器纳米 X 射线衍射技术跟踪局部晶体结构随通量的变化。从中识别出钙钛矿晶粒,在 200 e − Å − 2 的通量后,与 PbBr 2 相对应的额外反射作为晶体降解相出现。这些变化伴随着相邻大角度晶粒边界上小 PbI 2 晶体的形成、针孔的形成以及从四方到立方的相变。纳米 X 射线衍射中的光子辐照也会引起类似的降解途径,表明存在共同的潜在机制。这种方法探索了这些材料的辐射极限,并提供了纳米级降解途径的描述。解决大角度晶粒边界问题对于进一步提高卤化物多晶薄膜的稳定性至关重要,尤其是对于易受高能辐射影响的应用,例如空间光伏。
原子层沉积 (ALD) 是微电子行业广泛采用的先进气相薄膜制造技术,用于晶体管和显示器等应用。25 在 ALD 中,不同的气态/汽化金属和共反应物前体被顺序脉冲输入反应腔,每个前体脉冲之后都进行惰性气体吹扫步骤,以在发生所需的表面反应后去除多余的前体分子。由于这些化学表面反应的自限性,ALD 可提供无针孔、高度均匀且保形的薄膜,并可在原子级厚度控制。用于有机薄膜的 ALD 对应方法也是最近才开发的,这种方法称为分子层沉积 (MLD)。26 MLD 采用纯有机气态/汽化前体。最重要的是,ALD 和 MLD 都是模块化的,这意味着为了沉积高质量的金属有机薄膜,可以结合使用 ALD 和 MLD 前体脉冲。 27,28 这种目前蓬勃发展的混合 ALD/MLD 技术已被用于制造数十种新型金属有机薄膜材料,这些材料表现出的有趣功能特性远远超出了纯无机或有机薄膜所能实现的功能特性。29 例如,ALD/MLD 生长的金属有机薄膜的机械性能通常比 ALD 生长的无机薄膜高出几个数量级,这在柔性电子应用等领域非常重要。30,31
1 普林斯顿等离子体物理实验室,美国新泽西州普林斯顿 08540 2 DECTRIS 有限公司,瑞士巴登-达特维尔 5405 3 威斯康星大学麦迪逊分校工程物理系,威斯康星州麦迪逊 53706,美国 PPPL 开发了基于 PILATUS3 X 100K-M CdTe 探测器的多能量硬 X 射线针孔相机,以安装在 WEST 托卡马克上。该相机将用于研究热等离子体特性(例如电子温度)以及非热效应(例如 LHCD 产生的快速电子尾和逃逸电子的诞生)。该系统的创新之处在于可以为探测器的每个 ~100k 像素独立设置阈值能量。此功能允许以足够的空间和时间分辨率(~1 厘米,2 毫秒)和粗能量分辨率测量多个能量范围内的 X 射线发射。在本工作中,使用钨 X 射线管和各种荧光靶(从钇到铀)的发射,在 15-100 keV 范围内校准了每个像素的能量依赖性。对于每个能量间隔,对应于 K α 发射线对的数据都与特征响应度(“S 曲线”)拟合,该响应度描述了每个像素 64 个可能的能量阈值上的探测器灵敏度;通过对每个 ~100k 像素的电荷灵敏放大器后的 6 位数模转换器的电压进行微调,可以探索这种新颖的能力。本工作介绍了校准结果,包括统计分析。结果发现,可实现的能量分辨率主要受 S 曲线宽度的限制,对于阈值能量高达 50 keV 的情况,S 曲线宽度为 3-10 keV,对于 60 keV 以上的能量,S 曲线宽度为 ≥ 20 keV。
摘要:近年来,由于清洁、绿色和可持续的电动汽车的出现,人们对电池电动汽车 (BEV) 和燃料电池电动汽车 (FCEV) 的需求巨大,它们可以替代传统的燃料驱动汽车。与 BEV 相比,FCEV 具有几个优势,例如成本更低、效率更高、操作简单,最重要的是能量密度更高。质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 是 FCEV 中首选的燃料电池类型。过去几年,由于可再生能源水电解槽的诸多发展,绿色氢气产量大幅增加,低温质子交换膜燃料电池的需求量更大。燃料电池组件成本高(双极板、电催化剂和膜)、耐用性差、功率密度低,FCEV 的全球商业化仍然受到阻碍。幸运的是,由于纳米材料开发(非 PGM 电催化剂和非 Nafion 基膜)的重大进展,组件成本正在下降。尽管有这些发展,但在 PEMFC 的工作环境下,材料(膜、电催化剂和双极板)的降解是非常常见和自然的。质子交换膜 (PEM) 是 PEMFC 的核心组件之一,在分离两个电极(即阳极和阴极)、仅允许质子通过和限制燃料交叉方面起着关键作用。不幸的是,PEM 很容易降解,导致燃料交叉、不良反应和混合电位,从而降低 PEMFC 的功率和能量密度,导致行驶里程差和效率降低。膜变薄、针孔形成、聚合物主链分离和过氧化物自由基攻击是导致膜降解和影响 PEMFC 性能的一些因素。因此,对于目前提出的工作,我们的主要目标是确定 PEMFC 下原位和异位条件下的膜降解及其缓解方法。我们提出的工作的最终目标是实现用于电力应用的低温 PEMFC 的稳定且高质子导电膜。
深空立方体卫星正成为普通航天器的宝贵替代品。它们的开发可以标志着太空探索的新纪元,由于任务成本明显降低,为许多太空领域参与者拓宽了可能性。为了正确利用微型探测器,自主导航是必不可少的支柱。在此框架中,视线 (LoS) 导航是深空巡航期间状态估计的宝贵选择。视线导航是一种光学技术,基于对可见天体(例如行星)的观测,这些天体的星历表是众所周知的。这些天体的方向是通过机载光学仪器(照相机或星跟踪器)获得的,并在导航滤波器中将其与机载存储的星历表检索到的实际位置进行比较。在机载上执行完整估计程序的可能性使该技术成为自主深空立方体卫星的有效候选者。导航精度尤其取决于两个特性:观测几何和视线方向提取精度 [1]。第一个取决于任务场景,它定义了可见物体及其相对几何形状。第二个取决于成像硬件、图像处理算法以及任务几何形状。尽管可以稍微调整任务以在有利的观测几何窗口期间发生 [2],但通常它不够灵活,无法提高估计精度。因此,LoS 方向提取精度在整体导航性能中起着至关重要的作用。在此背景下,这项工作旨在正确生成合成星跟踪器图像,然后用于测试设计的 LoS 提取算法的性能。合成图像的生成取决于成像传感器和镜头的特性。对于星跟踪器,假设使用针孔相机模型。Hipparcos-2 目录用于检索可见恒星的方向,这些方向在传感器参考系中转换。恒星的视星等转换为传感器阵列上读取的光电子数量。此转换取决于传感器的特性(像素大小、填充因子、量子效率)、镜头直径和曝光时间。为了在恒星质心算法中达到亚像素精度,入射光被故意弄模糊,因此信息分散在不同的像素上。这是用高斯分布模拟的。行星的模拟不那么简单,因为形状和视星等都取决于观测几何。为了正确