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聚合物衍生的SIBCN（O）具有可调元素内容的陶瓷
©2021。此手稿版本可在CC-BY-NC-ND 4.0许可下提供http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nc-nd/4.0/
具有纳秒间隔的可调谐 X 射线自由电子激光多脉冲
X 射线自由电子激光器 (XFEL) 的光子束比第三代光源亮 10 个数量级，是科学应用中最亮的 X 射线源 1 – 4 。其独特的波长可调性、飞秒脉冲持续时间和出色的横向相干性被用于多个科学研究领域，包括原子、分子和光学物理、化学、生物、凝聚态物理和极端条件下的物质 5 。X 射线脉冲定制一直是一个非常活跃的研究领域，包括新型超短高功率模式 6、7，极化控制 8 – 10 和双色双脉冲 11 – 18 。双 X 射线脉冲被开发用于进行 X 射线泵/X 射线探测实验，其中由一个 X 射线脉冲引发的超快物理和化学动力学可以通过第二个超短 X 射线探测脉冲来探索。这种脉冲通常是用分裂波荡器11、16或双束流技术15产生的。在双束流模式下，脉冲之间的时间间隔限制在125 fs以内，而使用新鲜切片方案16通常会产生最大延迟约为1皮秒的双脉冲。然而，有些实验需要更长的时间间隔。例如，可以通过用第一个X射线脉冲触发取决于压力的过程，然后在几纳秒后用第二个X射线脉冲探测它们，来研究水滴的爆炸19。可以用延迟超过120纳秒的第二个脉冲来探测X射线在气体装置中引起的丝状效应20。在X射线探针/X射线探针类实验中，两个脉冲都不是用来驱动样品进入不同状态的，但两个X射线脉冲在散射后可以进行有效比较，并用于在明确定义的时间间隔内提取信息。例如，从记录的散斑图案研究了磁性 skyrmion 的平衡波动，这些散斑图案是纳秒范围内两个衰减 x 射线脉冲之间的时间延迟的函数 21 – 25。最近，随着 LCLS 基于 x 射线腔的系统的出现，双脉冲和多脉冲模式传输变得至关重要 26、27。基于腔的 XFEL（CBXFEL）项目目前依赖于 220 ns 双脉冲模式，而 x 射线激光振荡器 (XLO) 28 将使用最多 8 个脉冲串，间隔为 35 ns。许多极端条件下的物质 (MEC) 实验也需要最多 8 个 x 射线脉冲，间隔 ≤ 1 ns，现在可以传输 29 – 31。在本文中，我们完整描述了一种新型双桶方案，该方案在 LCLS-I 和 LCLS-II 波荡器上使用铜直线加速器 32 – 34 运行。我们使用在不同射频 (RF) 桶中加速的两个电子束将 x 射线脉冲延迟范围扩展到 1 ps 以上。使用现有的 S 波段加速结构，工作频率为 2.856 GHz，可用的最小时间延迟为 ∼ 350 ps，对应于单个桶分离。延迟可以按整数桶数进行控制，也可以按 350 ps 的步长控制，最高可达数百纳秒。基于超导加速器技术的现有和计划中的高重复率 FEL 机器将产生重复率为 MHz 量级的光子束串，因此 XFEL 脉冲之间的最小距离比使用所提出的方案可实现的距离长得多。FERMI 展示了一种类似的技术，可以产生最大分离为 ∼ 2.5 ns 的双电子束。然而，激光过程仅限于极紫外波长。
缺陷驱动的 Dzyaloshinskii–Moriya 相互作用中厚度可调的二维铁磁体中的磁性 Skyrmions
其中，磁性 skyrmion 正被考虑用作信息载体，它是具有手性边界的纳米级自旋结构。[2] 自 2009 年首次在 MnSi 单晶中实验观察到 skyrmion 以来 [3]，skyrmion 已在多种薄膜系统 [4–8] 以及其他单晶中被发现。[3,9–12] 在同一时期，随着石墨烯单层剥离的成功演示，二维层状材料家族引起了广泛关注。[13] 磁性范德华 (vdW) 晶体的加入为自旋电子学应用打开了大门。几种二维层状磁性材料块体晶体，包括 Cr 2 Ge 2 Te 6、[14] CrI 3、[15] 和 Fe 3 GeTe 2、[16]，已被证明在厚度仅为一个或几个单层时就表现出磁性。前两种材料是绝缘的，而 Fe 3 GeTe 2（FGT）是金属的，因此提供了通过自旋流操纵自旋纹理的可能性。由于表现出强的垂直磁各向异性，并且可以通过改变其化学成分或离子门控来调整其居里温度（T c ），FGT 是一种非常适合自旋电子应用的材料。[16–19]
用于集成量子技术的可调和可转移金刚石膜
摘要：金刚石中的色心在量子技术中被广泛探索为量子比特。然而，在设备异质结构中有效和高效地集成这些金刚石承载的量子比特方面仍然存在挑战。在这里，通过“智能切割”和同位素（12C）纯化过度生长合成了纳米级厚度的均匀金刚石膜。这些膜具有可调的厚度（显示为 50 至 250 纳米），是确定性可转移的，具有双边原子平坦表面（R q ≤ 0.3 纳米）和块状金刚石结晶度。色心是通过注入和原位过度生长掺入来合成的。在 110 纳米厚的膜内，单个锗空位（GeV − ）中心在 5.4 K 下表现出稳定的光致发光，平均光学跃迁线宽低至 125 MHz。单个氮空位 (NV − ) 中心的室温自旋相干性显示 Ramsey 自旋失相时间 ( T 2 * ) 和 Hahn 回波时间 ( T 2 ) 分别长达 150 和 400 μ s。该平台可将承载相干色心的金刚石膜直接集成到量子技术中。关键词：金刚石、色心、量子信息科学、异质结构、量子传感
异物反应：有针对性治疗的新兴细胞类型和考虑因素
作者的完整列表：埃卡特琳娜·多尔戈波洛娃（Dolgopolova）； Los Alamos国家实验室，材料物理和应用部：Dongfang综合纳米技术中心； Los Alamos国家实验室，材料物理和应用部：纳米技术中心Hartman，S；洛斯阿拉莫斯国家实验室，约翰MST-8瓦；洛斯阿拉莫斯国家实验室，材料和应用部综合纳米技术RIOS，Carlos的材料和应用部；马萨诸塞州理工学院材料科学与工程系HU，Juejun；马萨诸塞州理工学院材料科学与工程系Kukkadapu，Ravi；太平洋西北国家实验室，乔安娜EMSL卡森；洛斯·阿拉莫斯国家实验室，里亚化学司，洛斯；德克萨斯大学达拉斯分校，安东（Anton）物理马尔科（Malko）；德克萨斯大学达拉斯大学，阿纳斯塔西娅物理学布雷克（Blake）； Los Alamos国家实验室，材料物理和应用部：Sergei综合纳米技术中心；洛斯·阿拉莫斯国家实验室，化学部罗斯利克，奥利克西；福特汉姆大学，物理Piryatinski，安德烈； Los Alamos国家实验室，理论部Htoon，Han； Los Alamos国家实验室，MPA-Cint Chen，Hou-tong；洛斯阿拉莫斯国家实验室，纳米技术综合中心Pilania，Ghanshyam；詹妮弗（Jennifer）霍林斯沃思（Hollingsworth）的洛斯阿拉莫斯国家实验室；洛斯阿拉莫斯国家实验室，a。材料物理和应用部：集成纳米技术中心
支持信息：用于集成量子技术的可调和可转移金刚石膜
标准 3 mm x 3 mm x 0.25 mm 单晶光学级金刚石基底（Element Six，≤ 1 ppm [N]）用于膜合成。首先将它们精抛光至表面 Rq ≤ 0.3 nm（Syntek LLC.），以尽量减少形态不一致（见图 S1 (a)）。接下来，用 150 keV 的 4 He + 离子（CuttingEdge Ions LLC.）注入样品，以在 ≈ 410 nm 深度处形成石墨化层。这是在 7 ° 的入射角下完成的，以避免离子沟道。剂量设置为 5 × 10 16 cm − 2，略高于石墨化阈值，以尽量减少晶体损伤（见第 1.5 节）。在本研究中，注入后采用了三步退火工艺：400 °C 浸泡 8 小时，然后在 800 °C 浸泡 8 小时，最后在 1200 °C 退火 2 小时。1 该过程在合成气体环境中完成（Ar:H 2 为 96:4）。注入和退火对表面粗糙度没有负面影响（见图 S1 (b)）。通过室温拉曼光谱研究了膜形成过程中碳键的相变（见第 2.2 节）。
研究文章通过光激发控制的有机相聚合诱导的发射可视化材料处理
颜料和染料。[5]这种结构着色可以提供各种有吸引力的功能，包括对褪色的内在阻力，出色的耐用性，在直射的阳光下鲜艳的色彩以及高分辨率图像的可能性。[4-6]与动态调整的手段相结合，结构颜色显示出智能标签和电子纸的潜力，[7]有望超过功耗，广泛的颜色范围，紧凑的设备结构和高开关速度。[2,8]最新的促进结构颜色调整或关闭开关的努力将光学纳米腔与导电聚合物结合在一起，其光学透明度可以通过电化学进行控制。[1,9,10]相同的氧化还原依赖性使导电聚合物在没有空腔的情况下流行，但通常仅限于单色功能。[11–13]作为例如，流行的导电聚合物PEDOT（Poly [3,4-乙二醇二苯乙烯]）仅在不同的蓝色阴影之间开关，而实际应用也可以覆盖光谱的其他部分。[14]在这里，我们解决了这个问题，并表明单色导电聚合物PEDOT：甲二甲酸酯（PEDOT：TOS，请参见图1 B中的化学结构），如果以准确的纳米级厚度沉积在金属镜子上（图1A中的图表），则可以在整个可见的颜色中产生颜色。我们实现了如此厚度控制
采用 CMOS 技术实现的主动可调 THz 超材料阵列
Active Tunable THz Metamaterial Array Implemented in CMOS Technology Yongshan Liu 1,2,3 † , Tong Sun 1,2 † , Xiaojun Wu 4 *, Zhongyang Bai 4 , Yun Sun 1,3 , Helin Li 1,2 , Haoyi Zhang 1 , Kanglong Chen 4 , Cunjun Ruan 4 , Yuzu Sun 1,2 , Yuanqi Hu 1,2,3 , Tianxiao Nie 1,2,3 *, Lianggong Wen 1,2,3 * 1 School of Microelectronics, Beihang University, Beijing, 100191, China. 2 Beihang-Goertek Joint Microelectronics Institute, Qingdao Research Institute, Beihang University, Qingdao, 266000, China. 3 Hefei Innovation Research Institute, Beihang University, Hefei 230013, China. 4 School of Electronics and Information Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China. † These authors contributed equally to this paper. *Correspondence: Lianggong Wen Email: wenlg@buaa.edu.cn Tianxiao Nie Email: nietianxiao@buaa.edu.cn Xiaojun Wu Email: xiaojunwu@buaa.edu.cn Abstract
可调激光应用的砷化加仑光子集成电路平台
摘要 - 在1030 nm波长附近的运行的主动循环集成技术已在炮码（GAAS）光子集成电路平台上开发。该技术利用量子井（QW）稍微垂直从波导的中心偏移，然后在上覆层再生之前有选择地去除以形成主动和被动区域。活性区域由砷耐加仑（INGAAS）QWS，砷耐磷化物（GAASP）屏障，GAAS单独的配置异质结构层和铝铝（Algaas）甲板组成。Fabry Perot激光器具有各种宽度和表征，表现出98.8％的高注射效率，内部活跃损失为3.44 cm -1，内部被动损失为3 µm宽波导的4.05 cm -1。3 µm，4 µm和5 µm宽的激光器在100 MA连续波（CW）电流（CW）电流和阈值电流低至9 mA时显示出大于50 MW的输出功率。20 µm宽的宽面积激光器在CW操作下显示240 MW输出功率，35.2 mA阈值电流，低阈值电流密度为94 A/cm 2，长2 mm。此外，这些设备的透明电流密度为85 A/cm 2，良好的热特性具有T 0 = 205 K，Tη= 577K。
硅 CMOS 平台中具有集成泵浦抑制功能的可调量子相关光子源
集成硅光子学凭借其可扩展、高保真度的CMOS制造工艺，以及在标准电信波长下工作的能力，成为量子光子技术的主要候选平台[1,2]。难以区分的相关光子对源是此类平台支持量子网络和信息处理的基本构建模块[1]。当通过自发四波混频 (SFWM) 产生双光子时，最大的挑战是将单光子输出与强的经典泵浦场隔离开来[3]。此前，我们展示了CMOS平台中的第一个光子对源[4]，以及第一个在单个芯片上集成SFWM 腔和泵浦抑制滤波器的源[5]，无需额外的外部泵浦滤波。该全无源器件采用级联阵列，每个波长间隔开微环 SFWM 源，当出现制造差异时，可确保一个源环与基于微环的高阶泵浦抑制滤波器对齐。然而，这种无源设计阻止将此类集成源的多个副本调整到同一波长。在本文中，我们介绍了一种基于微环的源和基于热可调环的集成泵浦抑制滤波器。这消除了源阵列，将设备占用空间减半，并能够在 CMOS 光子学平台上实现和控制多个此类源之间的量子干涉。该设计还包括一个基于我们的双层单向设计 [ 6 ] 的 1550 nm 新型光栅耦合器设计，模拟了 ∼ 1 dB 的光纤到芯片耦合损耗。源电路[图 4] 。 1 (a)]由一个可调微环谐振器SFWM对发生器腔和一个由四个级联的二阶滤波器形成的可调8极带通滤波器组成，占用460×220μm的整体芯片面积，包括