引入的电子传输和定期有序固体中的动力学由内在的量子机械性能,例如电子带结构以及电子,声子和其他准粒子之间的相互作用。Bloch波函数的量子几何形式表现为浆果曲率(反映了Bloch电子的惯性),带状质量,Fermi-liquid Transperties(1),Current-Noise-Noise noise noise noise noise targuin-istics(2),或在平面系统(3)中的超级效果(3),这些数字(3)的数量(3),这些基金会(3),这些基金会(3),这些基金会均具有这些资格。更一般地,Bloch电子的量子几何形状非常重要,因为它为量子力学和材料的电子特性之间的复杂相互作用提供了关键的见解。最近,量子几何形状与光 - 物质相互作用之间的联系已进入舞台,从而提供了对拓扑材料的特殊光电子响应的物理机制的见解(4-8)。然而,Bloch Electrons量子几何形状的动量分辨测量仍然是一个巨大的挑战。在冷原子的背景下引入了一种直接的方法,利用了量子几何形状和光结合相互作用之间的紧密联系,在该环境中,可以直接实现范式模型系统。因为带间过渡偶极基矩阵元素等效于浆果连接(9),所以在谐振单色
在过去十年中,石墨烯因其独特的电气特性(如高电子迁移率和高饱和速度 [1])而备受关注。遗憾的是,由于没有带隙,石墨烯不适合数字电路应用。在模拟 RF 电路中,传统的 MOSFET 结构(如石墨烯场效应晶体管 (GFET))能够达到约 400 GHz 的截止频率 (f T ) [2],但输出特性的非饱和行为 [3] 导致重要 RF 性能指标的下降,因为固有电压增益 A V = g m / g ds 。出于这个原因,最近提出了新的基于石墨烯的晶体管概念,如石墨烯基晶体管 (GBT, [4]),利用通过薄电介质的量子隧穿,如热电子晶体管 (HET, [5])。GBT 由垂直结构组成(图1 中的插图),其中石墨烯片用作控制电极,即基极 (B),位于图1 中的 x = 0 处。基极通过发射极-基极和基极-集电极绝缘体(分别为 EBI 和 BCI)与金属或半导体发射极 (E) 和金属集电极 (C) 隔开 [4]。在正常运行中(即正基极-发射极偏压,V BE > 0 和正集电极-基极偏压,V CB > 0),电子隧穿 EBI,垂直于石墨烯片 (GR) 穿过基极,然后沿着图1 中的 x 方向漂移穿过 BCI 的导带 (CB)。尽管其单原子厚度,
等离子辅助燃烧的详细动力学机制包含许多物种和反应,它们模拟了非平衡等离子体过程和碳氢化合物氧化之间的相互作用。虽然物理上准确且全面,但这种详细的机制对于模拟非稳态多维等离子体放电及其对实际设备中反应混合物的影响并不实用。在这项工作中,我们开发并应用了一种新方法,用于将大型详细等离子辅助燃烧机制简化为较小的骨架机制。该方法扩展了带误差传播的有向关系图 (DRGEP) 方法,以考虑还原过程中等离子体放电的能量分支特性。确保电子在各种类型的撞击过程(即振动和电子激发、电离和撞击解离)中损失的能量相对比例具有严格的误差容差,是保持骨架机制中正确的放电物理的关键。为此,在 DRGEP 中定义并纳入了包括能量转移在内的新目标。这种新型框架称为 P-DRGEP,其性能通过纳秒重复脉冲放电模拟乙烯-空气点火进行评估,条件与超音速燃烧和超燃冲压发动机腔内火焰保持有关,即温度从 600 K 到 1000 K、压力为 0.5 atm,当量比在 0.75 到 1.5 之间。P-DRGEP 被发现大大优于应用于等离子辅助点火的传统还原方法,因为它可以生成更小的骨架机制,误差显著降低。对于目标条件下的乙烯-空气点火,P-DRGEP 生成具有 54 种物质和 236 种反应的骨架机制,使点火模拟的计算速度提高了 84%,同时保证所需时间的误差低于 10%
辐射引起的效应对现代 CMOS 技术的可靠性构成威胁。晶体管尺寸的缩小、电源电压的降低和工作频率的提高,已导致单粒子瞬变 (SET) 成为纳米 CMOS 晶体管的主要可靠性问题 [1–3]。质子、中子或重离子等高能粒子可以撞击芯片并产生电流放电。在组合逻辑中观察到的这种电流脉冲称为 SET。当此脉冲到达存储元件并改变其值时,会导致称为单粒子翻转 (SEU) 的错误。瞬变和存储翻转这两种效应在文献中被称为软错误 (SE),因为它们不是破坏性效应。文献中介绍了几种用于评估数字电路对 SET 和 SEU 的鲁棒性的技术。基于模拟的方法允许在复杂电路的设计流程中进行早期评估,并采用缓解策略来实现应用约束。例如,可以进行 TCAD(技术计算机辅助设计)模拟,以模拟粒子与组成电子设备的材料之间的相互作用。尽管这种方法可以达到最高的精度,但它不是一种可扩展的方法,通常用于研究基本结构(如 pn 结或单个晶体管)中的基本机制。另一种计算成本较低的方法是 TCAD 混合模式方法,其中仅将打击晶体管建模为 TCAD 设备,而其余设备则使用 SPICE 建模进行模拟。在这种情况下,可以研究多个晶体管,从而模拟逻辑门和小电路块。为了提高可扩展性,SPICE 中基于电流的模型可以模拟
平坦的乐队已成为冷凝物理和材料科学的中心主题[1-5]。由于其独特的无分散能量摩孔关系,平面带中的电子具有消失的组速度和不同的有效质量,导致动能可忽略不计[6,7]。因此,弱相互作用或无序不能被视为扰动。因此,平面系统可以是研究强烈相关效果和设计非常敏感的量子设备的非凡平台。自从发现哈伯德相互作用引起的铁磁性[8,9]以来,已经进行了广泛的研究,以调查平坦带的外来物理学,例如Anderson定位[10],疾病诱导的多效率[11] [11] [15]等。鉴于平板系统的重要性,已经提出了各种构建包含平坦带的系统的方法。本质上,它们可以分为两类。Brute-Force搜索方法从第一原理材料数据库[16-18]或K-均匀的瓷砖数据库[19,20]中获取平板材料的屏幕。这些方法产生了富有成果的结果,对大多数已知材料进行了广泛的分类并建立了综合数据库。但是,他们缺乏设计新材料并控制平坦带能量的能力。需要另一种策略来将平面频段调整为所需的能量。其他方法,例如折纸规则[21],局部单一转换[22,23],线图[9,24 - 27],Miniarrays [28],手性对称性[29],局部对称性[30],潜在对称性[31],嵌入式机制[32]等,涉及专业型号和涉及专业型号的Matiltonian dift/
使用光子或电子的成像的空间分辨率从根本上受到用于将信息从Sample运送到检测器的物质的波长的限制。但是,达到分辨率的衍射极限需要无像差的成像系统。在低能电子显微镜中实现原子分辨率的挑战主要来自电子光学元件的aber。尤其是色差,可严重恶化低电子能量的成像性能[1-3]。在1936年奠定了理解和补偿这些像差的基础[4,5]。Scherzer定理确定旋转对称的电子镜头不可避免地是色的和球形的。该定理强调了电子显微镜的临界局限性,为数十年的重新搜索奠定了旨在克服这些固有畸变的阶段。在1947年,可以证明电子透镜中的色差和球形像差可以通过使用时变磁场去除旋转对称性或引入空间电荷来纠正[6]。稍后,实验证明了使用己键纠正器对球形畸变的校正[7,8]。这一突破不仅证明了较早提出的理论提议,而且还实现了分辨率的取代,从而取得了显着的电子显微镜能力。超快电子显微镜提供了出色的时间和空间分辨率[9-11]。最近的研究探索了连贯的通过整合高度相干的场排放源[12-14],像差校正探针和增加的探针电流,可以预期该领域的未来进展。尽管可编程和自适应光学器件(例如空间光调节器(SLM))已彻底改变了光学元件[15],但电子光学元件的可编程和适应性相板的开发仍处于早期阶段[16-23]。
大型强子对撞机(LHC)是一种新的科学工具。工具(用于辅助观察和测量的仪器)的发明对科学的进步至关重要。尽管关于纯研究和应用研究的相对优点存在激烈的争论,但仪器对这两个分支都至关重要,是一座和谐的桥梁。在十九世纪末和二十世纪初,基础研究和应用研究的进步被用于创造更强大的工具。其中许多是为了舒适和娱乐而设计的,但它们用于增进对自然的理解引领了潮流。这真的很舒服:研究创造了新知识,这使得创造新仪器成为可能,这使得发现新知识成为可能。举个例子:伽利略在荷兰听说了他们的发明后,建造了许多望远镜。在一个令人震惊的周末,他将望远镜转向天空,发现了木星的四颗卫星!这让他确信地球确实在运动,正如哥白尼所推测的那样。望远镜的进化最终让人类能够测量出我们宇宙的浩瀚,宇宙中有数十亿个星系,每个星系都有数十亿个太阳。在更复杂的科学中,开发出了更强大的望远镜。与我们关于 LHC 的书相关的另一个例子是:电子的结构和特性是人们在了解世界如何运作的伟大探索中所能获得的最基本的东西。但其中许多特性使电子成为无数仪器中的重要组件。电子发出 X 射线用于医疗用途和确定生物分子的结构。电子束制造了示波器、电视机以及实验室、医院和家庭中数以百计的设备。一项令人印象深刻的技术使粒子加速器中的高能电子束得以控制。这些是在 20 世纪 30 年代发明的,可提供有关原子大小、形状和结构的精确数据。为了探测原子核,需要更高的能量,质子加速被添加到物理学家的工具箱中。
该 MPTEM 涉及实现一种新颖的电子光学元件——门控镜,用于将电子输入和输出耦合到多通成像系统。通过快速降低电位(“打开”状态),门控镜将作为透镜工作,并且电子可以输入到 MPTEM。然后可以提高电位(“关闭”状态),门控镜现在作为反射元件工作。可以再次降低电位,将电子输出耦合。我们的设计是一个机械对称的五电极透镜,具有两个外电极、两个内电极和一个中心电极。参见图 1 中的机械加工原型。每个电极将保持在独立于其他电极的静态直流电压下,并在中心电极上施加门控脉冲。中心电极和内电极(每侧)之间的电容约为 5 pF,内电极和外电极之间的电容约为 10 pF。同心真空室将每个电极大约 2 pF 的电容引入地。该门控镜对电压有严格的要求:理想情况下,门控镜将由完美的箱车脉冲串驱动,并始终处于完全打开(透镜)状态或完全关闭(镜子)状态。当然,这需要完美的电响应和无限的驱动电子设备带宽。实际上,需要容忍有限的上升时间和有限的脉冲平坦度。上升和下降时间要求由往返时间≳10 ns 给出。我们的初步目标是实现≤3 ns的上升和下降时间。平坦度要求来自色差考虑。我们的目标是将门控镜对色差的贡献保持在与电子源中的能量扩散引入的色差大致相同的数量级 [8]。因此,目标是在最终的 100 V 驱动电压下实现优于 1 V 的脉冲平坦度,或在我们的台式测试中实现峰峰值电压的 1%。请注意,此平坦度目标不仅适用于用于电子传输的脉冲顶部,还适用于尾部
光学天空作为光学和光子学的新兴尖端主题,将非奇异拓扑缺陷的概念扩展到拓扑光子学,从而获得额外的额外自由度,以进行轻度跨性别间的操作,光学计量学,光学计量,光学通知等。[1]。人工光学的实现直到2018年才到期[2,3],而光学天空的追求开始可以追溯到Maxwellian和Kelvin的时代,如图1。Skyrmions Concept的历史是与希腊神话英雄奥德赛的回家旅程相似的。这个故事一直可以追溯到科学家揭示电磁主义的过去。受磁性的卷曲场特性的启发,麦克斯韦认为电磁性应具有旋转起源,并提出了一种以太涡流模型来得出电子磁通剂的方程[4]。之后,开尔文勋爵(Lord Kelvin)进一步提出了一个基于沉浸在以太海中的旋转空灵涡流的结[5]。在1870年代,关于开尔文的Vor-Tex Atoms模型进行了巨大的辩论。Maxwell是漩涡原子爱好者,他在其有影响力的百科全书Bri-Tannica文章“ Atom”中宣传了该模型。对手像鲍尔茨曼一样说,该模型缺乏方程式有效性的任何证据。大约60年后,如图1所示,物理学家的一般利益从原子变为亚原子。结回到舞台上,它被Skyrme用来描述核[6,7]。尽管接受了随着电子和nu clei的发现,涡流原子假说终于被放弃了,而这些结的吸引人的特征,包括离散性和不可分割性,从未被忘记,而结的概念和结的想法则催生了一个关键的现代物理学概念,在现场理论中具有关键的现代物理学概念。在Skyrme的图片中,质子和神经膜被描述为拓扑结的缺陷,在三组分的亲亲田(Skyrmions)中引起了激发。结的数量曲折或结的曲折等于核中核子的数量。和Skyrmions,也正确预测了某些核状态。与开尔文的涡旋原子假设不同,核中的天空基于与倾斜相互作用的非线性场理论。和非线性相互作用在物理上保证除了拓扑原因外,天际在扰动下是稳定的。
天体物理无碰撞激波是宇宙中最强大的粒子加速器之一。超新星遗迹激波是由超音速等离子体流与星际介质剧烈相互作用产生的,据观测,它可以放大磁场 1 并将电子和质子加速到高度相对论速度 2 – 4 。在完善的扩散激波加速模型 5 中,相对论粒子通过反复的激波穿越而加速。然而,这需要一个单独的机制来预加速粒子以实现激波穿越。这被称为“注入问题”,它与电子尤其相关,并且仍然是激波加速中最重要的难题之一 6 。在大多数天体物理激波中,激波结构的细节无法直接解决,因此很难确定注入机制。这里我们报告了激光驱动等离子体流实验和相关模拟的结果,这些实验和模拟探测了在与年轻超新星遗迹相关的条件下湍流无碰撞激波的形成。我们表明,电子可以通过激波向相对论非热能转变过程中产生的小尺度湍流在一阶费米过程中得到有效加速,从而有助于克服注入问题。我们的观测为激波时的电子注入提供了新的见解,并为在实验室内控制研究宇宙加速器的物理原理开辟了道路。大多数天体物理激波都是无碰撞的,这意味着它们是由等离子体不稳定性形成的,等离子体不稳定性通过磁场放大、等离子体加热和粒子加速来耗散流能 6、7。因此,粒子注入与激波形成机制和激波产生的湍流磁场的性质密切相关。这些过程通常受激波马赫数(激波速度与环境阿尔文或声速之比)控制,但其控制方式尚不十分清楚。长期以来,航天器对地球弓形激波的现场测量已经形成了我们对中等阿尔文马赫数(MA ≈ 3 − 10)下无碰撞激波的理解(参考文献 8)。然而,由于这些奇异遥远激波的局部条件约束不充分,我们对超新星遗迹(SNR)激波相关的甚高马赫数范围(MA ≫ 10)的了解要有限得多,而且大部分都是通过数值模拟获得的 9 – 12。在过去十年中,人们在利用千焦耳级激光器产生超音速超阿尔文等离子体方面做出了巨大努力