量子力学在固体的性质中起着关键作用,并且已经支撑了激光二极管和超导量子量子干扰设备(Squids)等设备的操作。量子物理学将发挥更重要的作用,是新一代的电子设备,例如量子传感器和量子计算机。本课程涵盖三个主要领域。首先是``固体的量子物理'',它涵盖了晶体结构,声子作为量子振荡,电子作为固体中的量子颗粒,带状结构和非常规材料。第二个区域是“量子系统中的相互作用”,其主题包括磁性的不同形式,电子电子相互作用及其在筛选和等离子体效应中的作用以及超导性。第三个是“从半导体到量子设备”,其中包括半导体中的电荷载体,P-N连接,量子限制,库仑封锁和量子位。该课程将吸引那些寻求对量子力学更好的上下文理解的人,并了解其现实世界的应用:过去,现在和未来。
通过组装层状二维材料 1、2,可以设计出具有原子级精确垂直组成的范德华 (vdW) 固体。然而,由微机械剥离的薄片 3、4 手工组装结构与可扩展和快速制造不兼容。进一步设计 vdW 固体需要精确设计和控制所有三个空间维度上的组成以及层间旋转。本文,我们报告了一种机器人四维像素组装方法,用于以前所未有的速度、精心设计、大面积和角度控制制造 vdW 固体。我们使用机器人组装由原子级薄的二维组件制成的预图案化“像素”。晶圆级二维材料薄膜的生长和图案化采用清洁、非接触式工艺,并使用由高真空机器人驱动的工程粘合剂印章进行组装。我们制备了多达 80 个独立层的范德华固体,由 100 × 100 μ m 2 的区域组成,这些区域具有预先设计的图案形状、横向/垂直编程的成分和可控的层间角度。这使得对范德华固体进行有效的光学光谱分析成为可能,揭示了 MoS 2 中新的激子和吸光度层依赖性。此外,我们制备了扭曲的 N 层组件,其中我们观察到了扭曲的四层 WS 2 在≥ 4° 的大层间扭曲角下的原子重构。我们的方法能够快速制造原子级分辨的量子材料,这有助于充分发挥范德华异质结构作为新物理 2、5、6 和先进电子技术 7、8 平台的潜力。对硅等无机晶体材料的结构和化学成分进行精确的三维 (3D) 空间控制(x、y、z)是集成电路的基础。通过堆叠二维材料 (2DM) 形成的范德华 (vdW) 固体不受晶格可公度性或层间键合的限制,因此与传统的顺序沉积晶体 1、2 相比具有两个优势。首先,相邻层之间的晶格和化学灵活性意味着可以生产具有层可调电学 4、5、9、磁性 9、10 和光电 11-14 特性的任意垂直晶体组合物序列。其次,这种层间灵活性引入了一个额外的维度 θ,即层间晶格旋转或扭曲,作为控制 vdW 固体性质的新自由度。这已在
电子邮件:paredes.g@aluno.ifsp.edu.br摘要钻探浪费的适当管理,尤其是页岩振动器的残留固体中的流体含量,仍然是石油和天然气运营中的一项关键挑战。 依靠实验室分析的传统方法引入了重大延迟,从而阻碍了实时过程优化。 本研究提出了一个基于人工神经网络(ANN)的虚拟传感器,以实时预测振动筛选残留固体中的流体含量。 在不同的操作参数下,从工业页岩振动器系统中收集了实验数据,包括运动速度,进料流量和屏幕倾斜度。 使用TensorFlow开发了多层感知器模型,该模型具有输入归一化,辍学正则化和随机梯度下降的优化训练。 ANN体系结构达到的平均绝对误差为0.03,损失为0.002,证明了强大的收敛而不拟合。 通过t检验进行的统计验证证实,预测值和实验值之间没有显着差异(测试数据的p值为0.67,整个数据集为0.85)。 模型在稳定的操作条件下的准确性可以连续监视而无需其他硬件,从而解决了行业对延迟实验室的依赖电子邮件:paredes.g@aluno.ifsp.edu.br摘要钻探浪费的适当管理,尤其是页岩振动器的残留固体中的流体含量,仍然是石油和天然气运营中的一项关键挑战。依靠实验室分析的传统方法引入了重大延迟,从而阻碍了实时过程优化。本研究提出了一个基于人工神经网络(ANN)的虚拟传感器,以实时预测振动筛选残留固体中的流体含量。在不同的操作参数下,从工业页岩振动器系统中收集了实验数据,包括运动速度,进料流量和屏幕倾斜度。使用TensorFlow开发了多层感知器模型,该模型具有输入归一化,辍学正则化和随机梯度下降的优化训练。ANN体系结构达到的平均绝对误差为0.03,损失为0.002,证明了强大的收敛而不拟合。通过t检验进行的统计验证证实,预测值和实验值之间没有显着差异(测试数据的p值为0.67,整个数据集为0.85)。模型在稳定的操作条件下的准确性可以连续监视而无需其他硬件,从而解决了行业对延迟实验室的依赖
摘要:铅卤化物钙钛矿材料和光学谐振器之间的强耦合使这些新兴半导体的光物理特性既可以控制,又可以观察基本物理现象。然而,实现光学定义明确的激子跃迁的光学质量钙钛矿量子点(PQD)膜的困难阻止了这些材料中强光耦合的研究,这是光电领域的核心。在本文中,我们证明了在金属谐振器中多腔激素极化子的室温下形成,它们嵌入了高度透明的邻苯二颗元素量子点(CSPBBR 3 -QD)固体,这通过对系统的吸收和发射特性的重新配置来揭示。我们的结果表明,在CSPBBR 3 -QD光腔中,似乎不存在或补偿Biexciton相互作用或大型极性形成(通常被调用以解释PQD的特性)的影响。我们观察到,强耦合可以显着降低光发射线宽度,以及光吸收的超快调制,可通过激发通量来控制。我们发现,北极星与深色态储层的相互作用在确定杂交光量子点固体系统的发射动力和瞬时吸收特性方面起着决定性的作用。我们的结果应作为将来对PQD固体作为极化材料进行研究的基础。关键字:量子点固体,钙钛矿,强烈的激子 - 光子耦合,偏振子,光学微腔
指导教师:Torleiv Bilstad 教授 外部指导教师:Bjørn Rusten 博士 论文题目:Salsnes 过滤器细网筛去除 MBBR 生物膜固体 学分(ECTS):30 关键词:生物膜固体分离生物质分离凝结-絮凝 MBBR Salsnes 过滤器废水处理
自本书第一版出版以来,量子系统物理学领域取得了许多进展,特别是在基本粒子领域,这使得编写第二版的必要性显而易见。在编写第二版时,我们向那些我们知道在课程中使用本书的教师征求了建议(也向那些我们知道没有使用本书的教师征求了建议,以了解他们对本书的反对意见)。第一版广受欢迎,这使我们能够广泛征求意见,了解使第二版更加有用的方法。我们无法对所有收到的建议采取行动,因为有些建议与其他建议相冲突,或者由于技术原因无法实施。但我们确实对这些建议的普遍共识做出了回应。许多第一版的用户认为,应该在本书中添加新主题,通常是量子力学中更复杂的方面,例如微扰理论。但也有人说,第一版的水平非常适合他们教授的课程,不应该改变。我们决定通过在新版本中以新附录的形式添加材料来尝试满足这两组人的需求,但是我们这样做的目的是保持附录和正文的分离,这是原版的特点。更高级的附录很好地整合在正文中,但这是一种单向的,而不是双向的整合。阅读这些附录之一的学生会发现正文中有很多地方提到了发展的动机和使用其结果的地方。另一方面,如果学生因为课程水平较低而没有阅读附录,他不会因为正文中有很多地方提到他不使用的附录中的材料而感到沮丧。相反,他只会在正文中找到一两个简短的括号陈述,告诉他存在一个与正文中处理的主题有关的可选附录。第二版中新增或有重大改动的附录有:附录 A,狭义相对论(增加了一些实例并简化了一个重要计算);附录 D,波群的傅里叶积分描述(新);附录 G,方阱势下时间无关薛定谔方程的数值解(完全重写,包含一个在微型计算机上求解二阶微分方程的 BASIC 通用程序);附录 J,时间无关微扰理论(新);附录 K,时间相关微扰理论(新);附录 L,玻恩近似(新);附录 N,单电子原子的角和径向方程的级数解(新);附录 Q,晶体学(新);附录 R,经典和量子机械电磁学中的规范不变性(新)。许多附录(包括新旧附录)的末尾都添加了习题集。特别是,附录 A 现在包含一套简短但全面的习题集,供以相对论为主题开始“现代物理”课程的教师使用。
固体对低温的光冷却是一个重要的开放挑战。当前的方法[1-3]是稀土掺杂玻璃中的抗荧光[4]。在此过程中,稀土离子会吸收光,从而产生激发的电子状态,然后在以较高频率重新调用光之前吸收声子。尽管非辐射衰减和背景吸收的竞争加热,但仍达到了低至91 K的温度[3]。这已达到可以有效吸收的声子设置的50 - 100 K [4]的基本极限。相同的特征声子能量也限制了在室温半导体中报道的光学声子的吸收可能的冷却[5,6](另见参考文献[7]),尽管已经考虑使用各种技术来提高性能以及不同的冷却方案[2,3,6,8 - 10],但它们并未解决这个问题。达到较低温度的一条途径可利用半导体中的连续电子分散体[11-15],但尚未达到[7]。在这封信中,我们提出了一种机制,使用合适的缺陷状态的Quasiresonant激发可以克服固态激光冷却的温度底。我们专注于钻石的IV组颜色中心,尤其是带负电荷的硅空缺缺陷(SIV)。该缺陷的状态包括一个地面状态和激发状态歧管,并在两者之间进行偶极运动光学转变[16-19]。对于较弱的驾驶,此过程非常敏感。在足够低的温度下,光谱显示了四条线,其中两条可以互环驱动以产生一种抗孔的形式。但是,为了更强的驱动动力学,动力学会受到激光态的状态而不是原始的电子本征态的控制。通过自动镇效应[20]形成这些状态,导致更复杂的冷却过程,许多
是作者/资助者,他已授予Medrxiv的许可证,以永久显示预印本。(未通过同行评审认证)预印度本版本发布于2024年12月26日。 https://doi.org/10.1101/2024.12.21.24319493 doi:medrxiv preprint
摘要:铅卤化物钙钛矿材料和光学谐振器之间的强耦合使这些新兴半导体的光物理特性既可以控制,又可以观察基本物理现象。然而,实现光学定义明确的激子跃迁的光学质量钙钛矿量子点(PQD)膜的困难阻止了这些材料中强光耦合的研究,这是光电领域的核心。在本文中,我们证明了在金属谐振器中多腔激素极化子的室温下形成,它们嵌入了高度透明的邻苯二颗元素量子点(CSPBBR 3 -QD)固体,这通过对系统的吸收和发射特性的重新配置来揭示。我们的结果表明,在CSPBBR 3 -QD光腔中,似乎不存在或补偿Biexciton相互作用或大型极性形成(通常被调用以解释PQD的特性)的影响。我们观察到,强耦合可以显着降低光发射线宽度,以及光吸收的超快调制,可通过激发通量来控制。我们发现,北极星与深色态储层的相互作用在确定杂交光量子点固体系统的发射动力和瞬时吸收特性方面起着决定性的作用。我们的结果应作为将来对PQD固体作为极化材料进行研究的基础。关键字:量子点固体,钙钛矿,强烈的激子 - 光子耦合,偏振子,光学微腔
摘要:空间退化是在许多材料中发现的复杂电子,几何结构和磁性结构的原因,这些材料更具代表性的示例是KCUF 3。在文献中,该晶格的特性通常通过基于superexchange相互作用的Kugel -khomskii模型来解释。在这里,我们提供了严格的理论和计算参数,以证明结构和磁性本质上是由电子 - 振动(振动)相互作用引起的。此外,根据ÖPIK和PRYCE的工作,我们表明,晶格(均质应变)和基序(声子)扭曲之间的耦合对于了解晶格的主要稳定构型至关重要。使用此信息,我们预测了KCUF 3中的一个新的低能阶段,该阶段可以强烈改变其特性,并为如何通过应变工程稳定它提供指导。