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从有源超器件到拓扑光子晶体
太赫兹 (THz) 波因其大带宽和丰富的光谱资源在成像、传感和通信方面表现出良好的应用前景，尤其在下一代无线通信中。用于操纵 THz 波的调制器和波导正在成为开发相关技术的关键部件，其中超材料分别在控制自由空间和片上传播方面表现出非凡的性能。在本综述中，我们将简要概述当前有源超器件和拓扑光子晶体的进展，以了解太赫兹自由空间调制器和片上波导的应用。在第一部分中，我们将通过将超材料与各种有源介质相结合来讨论有源太赫兹超器件的最新研究进展。在第二部分中，我们将介绍光子拓扑绝缘的基本原理，其中拓扑光子晶体是一个新兴的研究领域，将推动片上太赫兹通信的发展。我们设想，它们的结合将在更先进的太赫兹应用中找到巨大的潜力，例如可重构拓扑波导和拓扑保护的元设备。
Monika Marzec 教授 先进材料工程系主任 液晶组：http://www.zinm.if.uj.edu.pl/liquid-crystals e
由硕士工程师 Martyna Durko-Maciąg 撰写的博士论文由硕士工程师 Martyna Durko-Maciąg 撰写，致力于研究有机电荷转移化合物的光放大现象 - 具有潜在应用的新材料，并在 Jarosław Myślwiec 教授和 Julien Massue 博士的指导下进行。该研究是在波兰弗罗茨瓦夫理工大学化学学院以及法国国家科学研究中心和法国斯特拉斯堡大学进行的，作为跨学科跨机构研究生研究 KNOW 在生物技术和纳米技术领域（BioTechNan）的一部分。所审查的博士论文本质上是跨学科的，结合了化学和材料工程，这在化学科学领域的实验工作中越来越普遍。
Tamm等离子体对光子晶体技术的影响
图 1. 首次记录的 Tamm 等离子体 (TP) 观测结果：GaAs/AlAs DBR 的透射和反射光谱，覆盖有厚度为 [(a) 和 (b)] d=30 nm 和 [(c) 和 (d)] d=50 nm 的金层，拍摄温度为 [(a) 和 (c)] 300 K 和 [(b) 和 (d)] 77 K。圆圈和实线分别对应测量的反射和透射光谱；虚线和点线显示计算出的反射和透射光谱。细实线表示未被金覆盖的 DBR 的反射光谱。Δ 是与 TP 相关的光谱特征的半峰全宽。经 AIP Publishing 许可，转载自 Sasin 等人的《Appl. Phys. Lett.》，2008 年，92，251112；https://doi.org/10.1063/1.29524866。
基于织物嵌入钙钛矿晶体的全纺织 X 射线探测器
由于外部刺激而产生的特性，旨在测量生物电势[6–8]、温度[9]、压力[10]或应变等运动、[11]汗液含量[12–14]或能量收集（热电[15,16]摩擦电[17]和生物燃料电池[18]）和存储平台。[19,20]织物具有灵活、舒适和透气的特性，成为开发与人体直接接触的大面积可穿戴设备的理想选择。尽管迄今为止已经实现了大量不同的纺织传感器，但尚未提出纺织电离辐射探测器，主要是因为传统辐射传感材料与织物基材不兼容。近年来，由于从医疗应用到民用安全，现代社会许多方面对电离辐射的使用相对增加，开发创新功能材料和低成本电离辐射检测技术已成为迫切需要。特别是在危险环境中，例如，用于医疗人员和患者以及太空任务的机组人员，对柔性和可穿戴的创新剂量计的需求很高。基于无机材料的商用个人剂量计和诊断探测器（例如，用于剂量计的硅基固态设备、用于大面积平板的 a-Si、a-Se 或聚镉锌碲化物）笨重、笨重、僵硬，佩戴不舒适。此外，它们很难通过低成本和低技术制造技术在大型像素化矩阵中实现。近年来，人们探索了新一代 X 射线探测器，它们基于有机半导体 [21–23] 和钙钛矿 [24–26]，这两类材料允许液相沉积方法，使设备易于扩展到大面积，并可在非常规柔性基板（如薄塑料箔 [27,28] 甚至织物）上实现。 [29–31] 铅卤化物钙钛矿是一种新兴的、很有前途的 X 射线探测材料，这得益于它们极好的电传输特性（即高载流子迁移率和长载流子寿命）、优异的光学特性，以及由于分子结构中存在重原子（如 Br、Pb 或 I）而具有的高电离辐射阻止本领。所有这些特性的结合使得铅卤化物钙钛矿器件在直接探测 X 射线和伽马射线方面表现出色，无论是薄膜 [31] 还是单晶形式。[32–34] 然而，尽管单晶性能优异，但它们仍具有机械刚度，阻碍了其实现
性能稳定的PMN-PT和PIN-PMN-PT压电单晶
压电材料响应施加的电场，从施加的机械应力或机械应变中产生电荷。在最近的汽车中，它们用于测量道路状况的压力传感器和检测障碍物的后声纳。Pb(Zr,Ti)O 3 (以下简称 PZT) 陶瓷是一种铁电材料，已广泛应用于压电应用。然而，在过去的几十年里，已经开发出压电性能超过 PZT 陶瓷的 Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (以下简称 PMN-PT) 和 Pb(In 1/2 Nb 1/2 )O 3 -Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (以下简称 PIN-PMN-PT) 单晶 1, 2)。由于这些单晶具有优异的压电性能（压电常数d 33 高达2 000 pC/N，机电耦合因子k 33 高达0.9），可以提高医学超声图像的质量。
3D 打印介电晶体的有效介电常数测量
摘要 — 增材制造为创新天线和微波元件提供了新的可能性。为了充分发挥其潜力，必须充分利用 3D 打印技术提供的功能。3D 打印结构化电介质目前在这方面受到广泛关注。然而，表征这种晶体结构的介电性能并不容易，而且经常需要对这种性能做出假设。本文展示了在具有不同填充率的简单立方 (SC) 和面心立方 (FCC) 晶体几何中，增材制造结构化电介质的介电常数和损耗角正切的表征。将测量结果与 Maxwell-Garnett 有效介质近似预测的值以及从长波长极限的三维平面波展开法 (PWEM) 中提取的有效折射率进行了比较。
ZnGa2O4(100)单晶表面电子结构的实验和理论研究
因此，对于应用而言，非常需要一种带隙与 β -Ga 2 O 3 一样宽但对称性更高的材料。最近，Galazka 等人报道了块体熔融生长的高结构质量 ZnGa 2 O 4 (ZGO) 单晶，可由其制备不同取向的绝缘和半导体晶片。[11,12] ZGO 结晶为立方尖晶石结构（Fd3m 空间群），如图 1 中的球棒模型所示。尖晶石是指一类化学式为 AB 2 X 4 的化合物，其中 A 是二价阳离子，如 Zn，B 是三价阳离子，如 Ga，X 是二价阴离子，如 O。在 ZGO 的正常尖晶石结构中，Zn 占据四面体位置，而 Ga 占据八面体位置。在高温熔体生长过程中，八面体和四面体位置的占据是随机的。[11] 长时间冷却可稳定正常尖晶石结构，而较短的冷却时间会引入反位缺陷。反位缺陷导致 n 型导电性，自由电子浓度在 10 18 – 10 19 cm 3 的数量级上。在氧化气氛中以 800 – 1400 C 的温度进行 10 小时的生长后退火或在 700 C 的温度进行 40 小时的生长后退火后，ZGO 晶体可转变为绝缘状态。[11 – 13] 由于其立方尖晶石结构，ZGO 具有各向同性的热性能和光学性能。发现 ZGO 的光学带隙为 4.6 eV，接近 β -Ga 2 O 3 的光学带隙，并且没有观察到优选的解理面。[11,12]
X 射线诱导 MAPbBr3 单晶光物理性质的改变
摘要：甲基铵三溴化铅 (MAPbBr 3 ) 钙钛矿单晶被证明是出色的直接 X 射线和伽马射线探测器，具有出色的灵敏度和低检测限。尽管如此，对于高剂量电离辐射对这种材料的光物理影响的深入研究仍然缺乏。在这项工作中，我们介绍了关于受控 X 射线辐照对 MAPbBr 3 单晶光电特性影响的研究结果。使用成像 X 射线管在空气中进行辐照，模拟医疗设施中的实际应用。通过表面光电压谱，我们发现 X 射线照射会猝灭材料中的自由激子并引入新的结合激子物质。尽管有这种剧烈的影响，但晶体在黑暗和低湿度条件下储存 1 周后会恢复。通过 X 射线光电子能谱，我们发现新束缚激子物种的起源是溴空位的形成，导致材料介电响应的局部变化。恢复效应归因于大气氧和水对空位的填充。关键词：混合铅卤化物钙钛矿、甲基铵溴化铅、电离辐射、表面光电压谱、X 射线光电子能谱、激子
二维有机无机杂化钙钛矿晶体缺陷能级的共振简并四波混频
摘要：二维有机-无机卤化铅钙钛矿由于其光电特性（例如高太阳能转换效率和可见光区域可调的直接带隙）而引起人们的极大兴趣。然而，二维晶体结构中缺陷态的存在会影响这些特性，导致其带隙发射发生变化以及出现非线性光学现象。在这里，我们研究了缺陷态的存在对二维混合钙钛矿 (BA) 2 (MA) 2 Pb 3 Br 10 的非线性光学现象的影响。当两个脉冲（一个以 800nm 为中心的窄带泵浦脉冲和一个带宽为 800-1100nm 的超连续脉冲）入射到钙钛矿薄片上时，会发生简并四波混频 (FWM)，其峰值对应于晶体中存在的缺陷态的能级。与非共振 FWM 过程中发生的虚拟跃迁相比，缺陷态的载流子寿命更长，这使得更多的电子能够被第二个泵浦光子激发，从而导致缺陷能级的 FWM 信号增强。随着薄片厚度的增加，双光子发光的猝灭现象也得到了观察，这归因于厚度较大时薄片内缺陷的存在增加。该技术展示了使用 FWM 检测晶体中缺陷能级的潜力，可用于各种光电应用。关键词：钙钛矿、非线性光学、材料、缺陷、荧光 ■ 简介
从头算预测 L-精氨酸和 L-缬氨酸单晶的能量收集性能
生物压电材料因其作为环境友好型能量收集材料的巨大潜力而开始受到关注。特别是，简单的氨基酸和肽晶体组件在施加力的情况下表现出大的电压输出，并且在检测振动时具有高灵敏度。在这里，我们利用密度泛函理论 (DFT) 计算来定量预测两种研究不足的蛋白质氨基酸晶体的能量收集特性：L-精氨酸和 L-缬氨酸。这项工作强调了量子力学计算筛选晶体作为高性能能量收集器的能力，并展示了小生物晶体作为环境友好型压电材料的能力。预计 L-精氨酸的最大压电电压常数为 g ij 274 mV m/N，杨氏模量为 E 17.1 GPa。 L-缬氨酸的最大预测压电电压常数为g ij 62 mV m/N，计算的杨氏模量为E 19.8 GPa。