扫描电子显微镜与能量色散 X 射线光谱法 (SEM-EDS) 相结合是一种应用广泛的元素微分析方法。硅漂移探测器 (SDD) 的集成显著增强了 EDS 性能,由于其灵敏面积大、输出电容低,因此能够精确识别元素。对 SDD 的精确模拟可以提供洞察力,使未来模型的设计和优化成为可能,而无需昂贵且耗时的实验迭代。此外,当前基于模型的 EDS 应用量化方法已达到其最大预测精度。因此,创建更精确的模拟模型可以帮助在这些量化模型中实现更高的精度,这对所有 EDS 应用都具有极大的价值。考虑到这一目标,基于 Geant4、Allpix Squared 和 COMSOL Multiphysics 开发了一个用于在 EDS 中建模 SDD 的模拟框架。模拟涵盖整个物理流程,包括目标样品的特征 X 射线发射及其在探测器中的吸收。探测器内产生的电荷载体通过 SDD 的内部电场传播,并测量它们各自的电荷贡献以模拟 EDS 光谱。模拟模型与现有文献和内部实验测量结果进行了比较,在 SDD 调整良好的情况下显示出很强的一致性。讨论了模拟框架的局限性,并探索了进一步的研究以提高准确性和速度。关键词:X 射线光谱、硅漂移探测器、扫描电子显微镜、探测器模拟
编辑信息智能/多功能材料和结构广泛用于医疗,汽车,能源和航空航天技术,用于诸如力传感,致动,能量收集和结构健康监测等应用。在过去的几十年中出现了大量表现出有趣的多物理现象的智能材料,但其中只有很少的部分已成功地转化为工程应用。大多数工程应用程序,例如,由于其强大的响应,可重复性和广泛的可用性,使用压电材料和形状的记忆合金(SMA)。因此,有必要增强现有智能材料的响应以满足技术需求。此外,随着人工智能,仿生学,纳米技术等领域的最新科学进步,对智能/响应式材料的需求越来越大,可以实现微型化,提高数据存储和能源效率。要解决这些更大的问题并更好地利用现有的智能材料,重要的是,各种科学和工程社区的研究进步都重要。
混凝土由于原料廉价、生产工艺简单等优点,其使用量日益增加,同时由于其抗压强度高、耐久性好等特点,也被广泛应用在各种土木工程、船舶制造、机械工业、海洋开发、地热工程等领域。混凝土材料是一种典型的多尺度复合材料,在中观尺度上,混凝土材料可看作是由骨料、砂浆、界面过渡区组成的三相材料。混凝土结构的宏观性能受其在中观尺度及以下结构的影响。同时,混凝土结构在使用过程中还受到外界因素的影响,导致混凝土材料性能的演变,影响其使用寿命。本期特刊将涵盖与混凝土材料和结构相关的主题,包括但不限于力学性能、数值模拟、多尺度分析、多物理场耦合、损伤与断裂性能、新型混凝土材料等。我们非常荣幸地邀请您为本期特刊投稿。
PEG(环境与地质资源过程)研究部门围绕矿物化学(湿法冶金、形态形成、沉淀、结晶)这一中心主题,在过程工程和地质过程方面开展研究,实现从纳米到千米空间尺度变化的多相和多物理模型。该部门汇集了一个由大约十名讲师研究员组成的多学科社区,他们一方面具有过程工程和结晶背景,另一方面具有地球科学背景。该部门隶属于两个 CNRS 单位,包括 Georges Friedel 实验室(UMR CNRS 5307),负责工业维度的过程工程主题。在这种环境下,待填补的职位是 SPIN 中心其他部门更广泛动态的一部分,旨在开发过程工程无机化学。尽管SPIN中心,更具体地说是PEG部门,目前汇集了与地球科学、结晶、热力学、湿法冶金和多相流有关的多项技能,并希望加强无机化学方面的实验技能,以支持该部门现有的主题:
摘要:基于碳酸盐的捕获溶液中的CO 2需要大量的能量输入。通常提出用(BI)碳酸盐电解代替此步骤,作为共同生产CO/Syngas的有效替代方案。在这里,我们通过利用过程,多物理学,微动力学和技术经济模型来评估将空气接触器与(BI)碳酸盐电解液直接整合的可行性。我们表明,在接触器流出物中,CO 3 2-与HCO 3-的共呈现大大降低了电解核的性能,并最终导致CO 2捕获分数降低至≤1%。此外,我们估计(BI)碳酸盐电解的合适废水需要比常规需要的接触器大5-14倍,从而导致过程经济不利。值得注意的是,我们表明捕获溶剂内部(BI)碳酸盐电解液的再生不足以恢复CO 2。因此,我们建议将该途径在操作上可行的过程修改。总体而言,这项工作阐明了使用(BI)碳酸盐电解的集成直接空气捕获的实际操作。a
岩石强度长期以来一直与岩石圈变形和地震性联系在一起。然而,缺少对相关弹性异质性的独立约束,但可以为固体地球动力学提供关键信息。使用Coseismic全球导航卫星系统(GNSS)数据,用于日本的2011 M9 Tohoku-Oki地震,我们应用一种反向方法来同时推断弹性结构和断层滑移。我们在火山弧下方和壁式楔形区域的部分熔体生成区域内发现,被推断为位于〜100 km的平板深度。我们还确定了更接近较接近的抗震动性地震性模式的低含量材料,这可能与增生性楔形结构相关。以及传统的地震和电磁方法,我们的方法开辟了多物理倒置的途径。那些可能会推动地震和火山的潜力,尤其是一旦扩展到INSAR类型的约束,可能会导致对跨尺度的短暂岩石圈变形的更好理解。
摘要:血糖的测量受到多种约束的影响;在设计电磁非侵袭性传感器时,必须识别和量化这些约束。第二阶段涉及这些约束的影响的水平。在这项工作中,我们研究了前臂中静脉半径对谐振微波传感器的影响,以测量糖血症。我们使用与微波谐振器接触的提议的组织模型的COMSOL多物理进行了数值模拟。其他一些因素会影响测量,例如温度,灌注,传感器定位和运动,组织异质性和其他生物学活性。传感器必须适合上述约束。由于静脉的大小从一个人变为另一个人,因此传感器看到的介电特性会有所不同。在模拟传感器的共振频率中为不同静脉尺寸的谐振频率所产生的变化证明了这一点。评估的第二个约束是剂量法。应评估任何电磁设备的特定吸收率(SAR),并将其与安全标准中的SAR限制进行比较,以确保用户的安全性。模拟结果与安全标准中的SAR限制非常吻合。
摘要综合电路行业与中国的国民经济发展和安全国防有固有的联系。其产品质量和生产力作为瓶颈分辨率至关重要,取决于微电机设备运动平台的性能。但是,运动平台面临一系列要求,包括高加速度,超精确定位等。理论上可以通过典型的宏观微型驾驶概念平台来解决这些要求。因此,提出并实施了各种运动平台。在探索宏观微运动平台的分析过程中,特别是对于某些关键结构,例如链路框架,柔性铰链机制等,提出了许多有效的多物理耦合优化方法,以获得平台的出色性能。同时,描述了宏观微运动平台的振动抑制,以确保超专业定位。终于提出了发展趋势以及面临宏观微运动平台的问题。本综述将促进微电子制造设备的升级,并加速微电子制造业的快速发展。关键字:集成电路行业,宏观微型运动平台,高速加速,高速,
摘要:本文报道了基于有限差分时域 (FDTD) 和有限元法 (FEM) 的介电谐振器材料测量装置建模的最新进展。与介电谐振器设计方法不同,介电谐振器设计方法使用贝塞尔函数的解析展开来求解麦克斯韦方程,而本文仅使用解析信息来确保场的固定角度变化,而在纵向和径向方向上应用空间离散化,从而将问题简化为 2D。此外,当在时域中进行离散化时,全波电磁求解器可以直接耦合到半导体漂移扩散求解器,以更好地理解和预测基于半导体的样品的谐振器的行为。本文将 FDTD 和频域 FEM 方法应用于介电样品的建模,并根据 IEC 规范规定的 0.3% 范围内的测量结果进行验证。然后采用内部开发的耦合多物理场时域 FEM 求解器,以考虑电磁照明下的局部电导率变化。由此展示了新方法,为介电谐振器测量的新应用开辟了道路。
这项研究介绍了用于Covid-19检测的生物传感器的设计和分析,将石墨烯元面积与金,银和GST材料整合在一起。所提出的传感器架构将平方环谐振器与圆环谐振器结合在一起,并通过红外制度中的Comsol多物理模拟进行了优化。传感器表现出非凡的性能特征,在初级检测带(4.2-4.6μm)中的吸收值超过99.5%,次级带(5.0-5.5μm)中的吸收值约为97.5%。该设备表现出高灵敏度(4000 nm/riU),检测极限为0.078,优点为16.000riu⁻时,当利用晶体GST作为底物材料时。通过使用XGBoost回归的机器学习优化,传感器的性能得到了进一步提高,从而在各种操作参数之间实现了预测和实验值之间的完美相关性(R²= 100%)。双波段检测机制,结合了高级材料和机器学习优化的整合,为快速,无标签和高度敏感的COVID-19检测提供了有前途的平台。这项研究有助于开发用于病毒检测和疾病诊断的下一代生物传感技术。