摘要 经过百余年的发展,铁电材料向人们展示了其强大的潜力,越来越多的铁电材料被用于铁电晶体管(FeFET)的研究中。作为新一代神经形态器件,铁电材料凭借其强大的功能和诸多特性引起了人们的关注。本文总结了近年来铁电材料体系的发展,并探讨了人工突触的模拟。主流的铁电材料分为传统的钙钛矿结构、萤石结构、有机聚合物和新型二维范德华铁电体。介绍了各材料体系的原理、研究进展以及针对类脑计算机的优化,并总结了最新的应用进展。最后讨论了不同材料体系的适用范围,旨在帮助人们根据不同的需求筛选出不同的材料体系。 1. 引言
电池技术最近已成为全球研究的重点。锂铁磷酸锂(LFP)电池是一种较新的可充电电池类型,由正和负电极材料组成(或等等。2020)。正电极由LFP制成,而负电极主要由铜和石墨制成(Raccichini等人。2019)。锂铁(Li-Fe)电池由于其高能量密度,耐用性,安全性和友善性而在储能扇区中脱颖而出(Wang,2021)。他们还对高温提供了极好的抵抗力,可确保在极端条件下可靠的性能(Li等人2018; Du等。2022)。由电动汽车市场繁荣驱动的Li-Fe电池需求激增预计到2030年将与全球电动汽车销售达到2150万,年增长率为24%(International Energy Agency&Birol 2013)。这种增长有望在2030年到2030年产生500万吨Li-Fe电池浪费,这突显了有效的回收方法的紧迫性,以防止环境损失和资源损失(Beaudet等人。2020)。如果Li-Fe电池没有正确回收,电池浪费中的重金属可能会污染土壤和地下水,对环境和生态系统构成严重威胁(Zhang等人2024)。研究确定了三种主要的回收方法:高温法,水透明和直接
铋铁氧体 (BiFeO 3 ) 纳米颗粒 K. SARDAR a 、K. ALI a,* 、S. ALTAF a 、M. SAJJAD a 、B. SALEEM a 、L. AKBAR a 、A. SATTAR b 、Z. ALI a 、S. AHMED a 、U. ELAHI a 、EU HAQ a 、A. YOUNUS aa 纳米光电子研究实验室,费萨拉巴德农业大学物理系,38040 费萨拉巴德,巴基斯坦 b 机械、机电一体化和制造工程系(新校区 KSK),工程技术大学,拉合尔,巴基斯坦 通过溶胶凝胶法合成多铁性铋铁氧化物 (BiFeO 3 ) 纳米颗粒。本研究展示了在 550 ᵒ C 下制备铋铁氧体纳米粒子的方法。在该方法中,硝酸铋 [Bi (NO 3 ) 3 .5H 2 O] 和硝酸铁 [Fe (NO 3 ) 3 .9H 2 O] 被用作起始化学剂。为了克服铋在高温下的挥发性,使用了不同重量百分比的化学品。柠檬酸被用作螯合剂。在 550 ᵒ C 下对样品进行热处理。铋铁氧体纳米粒子表现出明显的铁磁性。随着磁化强度的增加,铋铁氧体纳米粒子的尺寸减小。随着 550 ᵒ C 下化学品浓度的增加,由于重结晶,粒径减小。溶胶凝胶法有助于控制晶体的尺寸。利用 X 射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 和紫外-可见光对制备的铋铁氧体纳米粒子样品进行表征,以获取有关表面形貌和晶体结构的信息。X 射线衍射结果提供了有关粒度和相位识别的信息。紫外-可见光提供了有关 BiFeO 3 纳米粒子带隙能量的信息。扫描电子显微镜结果提供了不同分辨率下纳米粒子的表面形貌和晶粒尺寸的信息。 (2019 年 9 月 23 日收到;2020 年 1 月 22 日接受) 关键词:纳米粒子、溶胶凝胶、氧化铋铁、带隙 1. 简介 在所有多铁性材料中,铋铁氧体 (BiFeO 3) 是一种在钙钛矿结构中显示反铁磁和铁电序参数共存的材料。它以块体形式早已为人所知。 BiFeO 3 在尼尔温度 (TN =643 ᵒ K) 下表现出反铁磁现象,在居里温度 (T c =1103 ᵒ K) 下表现出铁电现象。研究表明,尽管名称如此,BiFeO 3 并非铁氧体结构,而是钙钛矿结构。在块体中,BiFeO 3 被描述为具有空间群 R 3 C 和菱面体扭曲的铁电钙钛矿。晶格参数为 C hax = 13.87Ȧ、ar = 5.63Ȧ、a hax = 5.58Ȧ 和 α r = 59.350。室温下的最大极化为 90µ/cm 2 至 100µ/cm 2。目前对铋铁氧体的研究表明,如果粒子尺寸大于磁性,则磁性会消失,晶体尺寸越小磁性越强。在纳米粒子中,磁性导致螺旋序被抑制(Manzoor 等人,2015 年)。来自天体化学活动的 Bi 3+ 电子离子对起源于铁电序(T c ∼ 830 ᵒ C)。在此类材料中,d 需要不同的填充状态来转换金属离子在铁电和磁性中的状态(Johari,2011 年)。室温下的铋铁氧体是铁电性的,因为沿着钙钛矿结构的一个方向自发电极化是定向的。铁电态导致铋离子相对于 FeO 6 八面体的较大位移,这导致了一些重要的后果。沿 <111> 方向存在 BFO 铁电极化。它导致八种可能的极化方向。通过使用电场,可以通过切换的可能性来控制磁态
Ziming Chen 1 , ∗ , Robert L Z Hoye 2 , 3 , ∗ , Hin-Lap Yip 4 , 5 , ∗ , Nadesh Fiuza-Maneiro 6 , Iago López-Fernández 6 , Clara Otero-Martínez 6 , Lakshminarayana Polavarapu 6 , Navendu Mondal 1 , Alessandro Mirabelli 7 , Miguel Anaya 7 , Samuel D Stranks 7 , Hui Liu 8 , Guangyi Shi 8 , Zhengguo Xiao 8 , Nakyung Kim 9 , Yunna Kim 9 , Byungha Shin 9 , Jinquan Shi 10 , 11 , Mengxia Liu 10 , 11 , Qianpeng Zhang 12 , Zhiyong Fan 12 , James C Loy 13 , Lianfeng Zhao 14 , Barry P Rand 14 , 15 , Habibul Arfin 16 , Sajid Saikia 16 , Angshuman Nag 16 , Chen Zou 17 , Lih Y Lin 18 , Hengyang Xiang 19 , Haibo Zeng 19 , Denghui Liu 20 , Shi-Jian Su 20 , Chenhui Wang 21 , Haizheng Zhong 21 , Tong-Tong Xuan 22 , Rong-Jun Xie 22 , Chunxiong Bao 23 , Feng Gao 24 , Xiang Gao 25 , Chuanjiang Qin 25 , Young-Hoon Kim 26 , 27
图 3:a) 高温碳化和纯 CO 2 以及不同粒径的石灰石样品下第一次煅烧-碳化循环的温度和样品重量随时间的变化。煅烧在 725ºC 的氦气气氛下进行,而碳化在 850ºC 的纯 CO 2 下进行。b) 不同粒径的石灰石和白云石样品在 CaL 循环下的多循环有效 CaO 转化率。经 [40] 许可转载。除了几乎是纯 CaCO 3 的天然石灰石外,还研究了其他 CaO 前体
立方钙钛矿Baruo 3在1,000°C下已在18 GPA下合成。rietveld的修复表明,新化合物具有拉伸的ru -o键。立方钙钛矿Baruo 3保持金属至4 K,并在T C 60 K处表现出铁磁过渡,对于SRRUO 3而言,其明显低于T C 160 K。立方钙钛矿Baruo 3的可用性不仅可以绘制出Aruo 3(A CA,SR,BA)在整个系列中的磁性演变,这是A位置R A的离子尺寸的函数,而且还完成了Baruo 3的多型型。在perovskites aruo 3(a,ca,sr,ba)中的图与r a的图的扩展表明,随着立方结构的接近,t c不会增加,但对于正骨srRUO 3的最大值。通过ca抑制t c,在srRUO 3中抑制ba掺杂是通过顺磁相的急剧不同的磁敏感性(t)而区分的。在(CA SR)RUO 3侧的刻板阶段和(SR,BA)RUO 3侧的带宽扩大的背景下,这种区别已被解释。
5-在多孔板中,渴望细胞介质,并在对照孔中添加100 µL对照Spachip®稀释(见图2)。使用前,涡流在使用前。添加100 µL AssaySpachip®含有孔的新鲜培养基。通过经常上下移动来使溶液匀浆。6-在细胞孵化器中孵育过夜,使细胞内化Spachip®。内在化率可能取决于细胞亚型,但应超过25%。7-要包括参考值,请使用板的一些井来校准系统(对照,离子载体和/或诸如BR-A23187之类的钙隔离剂或图2中的BAPTA-AM)。在这种情况下,请按照校准制造商的说明进行操作。8-使用您的读出平台执行实验。对于长期多次测量测定法(例如,在一个星期或一个月内进行监视),将板保持在每个测量之间的适当条件,并根据细胞亚型每24-48小时更改一次培养基。
在整个大脑半球体上神经元钙通量的经颅视频中解散信号是在映射皮质组织特征之前的关键步骤。在这里我们揭示了独立的成分分析可以最佳地恢复神经信号的含量,以捕获的神经元记录,以最小采样率为1.5×10 6像素,每100毫秒框架以17分钟的速度以1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1。我们表明,从组件获得的一组空间和时间指标可用于构建一个随机的森林分类器,该分类器可自动以人为性能分离神经活动和伪影组件。使用此数据,我们建立了小鼠皮层的功能分割,以每个半球体提供〜115个域的图,其中提取的时间课程最大地表示每个记录中的基本信号。域图显示了大量的区域基序,高阶皮质区域呈现出较大的怪异结构域,而较小的圆形域则是原发性感觉区域中的较小圆形区域。数据驱动的视频分解和信号源的机器层化的工作流程可以极大地增强复杂脑动力学的高质量映射。
