半导体量子点中电子自旋量子比特的相干性主要受到低频噪声的影响。在过去十年中,人们一直致力于通过材料工程来减轻这种噪声,从而大大延长了空闲量子比特的自旋失相时间。然而,人们对自旋操纵过程中环境噪声的作用(决定控制保真度)了解甚少。我们展示了一个电子自旋量子比特,其驱动演化中的相干性受到高频电荷噪声的限制,而不是任何半导体器件固有的准静态噪声。我们采用反馈控制技术来主动抑制后者,证明了砷化镓量子点中 π 翻转门保真度高达 99 . 04 0 . 23%。我们表明,驱动演化的相干性受到 Rabi 频率下的纵向噪声的限制,其频谱类似于同位素纯化硅量子比特中观察到的 1 =f 噪声。
摘要:交叉是密集波长多路复用(DWDM)应用程序中的关键设备之一。在这项研究中,设计,制造和表征了具有不对称的马赫德干涉仪结构的交叉裂料,并在杂化硅和尼贝特薄膜(SI-LNOI)中进行了表征。可以通过SI光子的成熟加工技术来制造基于Si-Lnoi的交叉研究,并且它可以使用LN的E-O效应来实现电光(E-O)调谐功能。在1530–1620 nm的范围内,交叉裂料达到了55 GHz的通道间距,灭绝比为12-28 dB。由于Si的巨大折射率,基于Si-Lnoi的Si加载带状波导具有紧凑的光学模式区域,这允许一个小的电极间隙提高对手杆的E-O调制效率。对于1 mm的E-O相互作用长度,E-O调制效率为26 pm/v。Interleaver将在DWDM系统,光学开关和过滤器中具有潜在的应用。
在光催化应用方面,二维材料最近引起了人们的广泛关注。19,20此外,二维结构具有较大的表面积与体积比,可以创建额外的光催化反应位点,并且电荷载流子复合率低,导致其迁移到表面。21,22硅烯是一种二维六方晶格的单层硅结构,于2007年在理论上预测,并于2010年合成,23它拥有石墨烯的大部分优良电子特性。氢和硅烯的共价改性,称为硅烷(SiH),可以在布里渊区产生相当大的带隙,类似于石墨烯的带隙。24,25氢化消除了硅烯的导电性并产生了更稳定的结构,从而在可见光区域产生了较小的带隙,可用于光催化。多项研究表明,SiH具有合适的间接带隙和稳定的结构。 26 全氢化硅烯是一种良好的异质结复合材料,也已在实验和理论上进行了研究。27,28 由于高反应性的 Si-H 键可直接用作化学过程中的还原剂或反应物,因此它们特别受关注。29
首字母缩略词 含义 AFB 空军基地 AFCEC 空军土木工程中心 AFFF 水成膜泡沫 AFWERX 空军工作项目 ANG 空军国民警卫队 ARNG 陆军国民警卫队 CERCLA 综合环境反应、赔偿和责任法 DoD 国防部 ECO 电化学氧化 EPA 环境保护局 ERA 环境恢复帐户 ESTCP 环境安全技术认证计划 FY 财政年度 GAC 颗粒活性炭 GW 地下水 HALT 热液碱性处理 IDW 调查衍生废物 IX 离子交换 JRB 联合预备役基地 MAC 磁性活性炭 MILDEP 军事部门 NA 不适用 NAS 海军航空站 NAVFAC 海军设施工程系统司令部 NDAA 国防授权法案 NDCEE 国防能源与环境中心 NF 纳滤 PFAS 全氟和多氟烷基物质 PFAST PFAS 泡沫辅助土壤处理 RI 补救调查 RO 逆向渗透 SAFF 表面活性泡沫分馏 SCWO 超临界水氧化 SERDP 战略环境研究与发展计划 SFB 太空军基地 SW 地表水 TBD 待定 TRL 技术就绪水平 UV 紫外线 UV/SGM 紫外线活化硅基颗粒介质 WW 废水
更多类似石墨烯的2D系统,例如Xenes和Xanes(其中x =硅,德语等),4 - 6个过渡金属二分法(例如,MOS 2,WS 2,Mose 2,WSE 2),7,8六角硼硝酸盐,9 mxenes(例如,过渡金属碳化物和硝酸盐),10个黑磷,11和2d钙钛矿12,13已合成。其中,硅纳米片由于与当前基于SI的纳米技术的预期兼容性而引起了极大的关注。硅纳米片在石墨烯类似硅烯之间存在分歧,该石墨烯类似硅由混合的SP 2 /SP 3-杂化硅原子组成,14和氢末端的石墨烯的类似物,所谓的硅烷,SP 3-氢化硅原子。15作为SP 3-杂交对硅的有利,16硅不稳定,因此仅在底物上外恋生长,例如,AG(111)或IR(111)。17 - 22通过在低温下用浓盐酸从ZINTL二相钙(CASI 2)从ZINTL相(CASI 2)的钙阳离子去钙阳离子来制备更稳定的硅硅烷(氢终止的硅质,SINS-H)。6 Sins-H具有独特的电子,机械和光学特性。根据理论研究,SINS-H是一种半导体材料23,具有应变带隙,24,25,而其原子
将光限制到原子尺度的能力对于光电子学和光学传感应用的开发以及纳米级量子现象的探索至关重要。厚度仅为几个原子层的金属纳米结构中的等离子体可以实现这种限制,尽管亚纳米级的制造缺陷阻碍了实际发展。在这里,通过预图案化硅基板并外延沉积厚度仅为几个原子层的银膜制造的原子级薄结晶银纳米结构中展示了窄等离子体。具体而言,对硅晶片进行光刻图案化以引入按需横向形状,对样品进行化学处理以获得原子级平坦的硅表面,并外延沉积银以获得具有指定形态的超薄结晶金属膜。按照此程序制造的结构可以对近红外光谱区域的光场约束进行前所未有的控制,这里通过观察具有极端空间约束和高品质因子的基阶和高阶等离子体来说明这一点,这些因子反映了金属的晶体性。本研究在空间约束程度和品质因数方面取得了实质性的改进,这将有助于设计和利用原子级纳米等离子体器件用于光电子、传感和量子物理应用。
蛋黄壳结构化硅/碳(YS-SI/C)阳极材料显示出对商用锂离子电池(LIB)的希望,因为它们具有很高的特定容量和出色的循环寿命。但是,尽管研究了近十年,但仍未实现其商业化,这主要是由于机械强度差,速率能力有限和能量密度低。本研究报告了通过热化学蒸气沉积合成的层次YS-SI/C阳极材料,用于垂直石墨烯片的生长(VGS),聚合物自组装和一步碳化,从而通过VGSS建立了SI核心和碳壳之间的连接,从而增强了YS-Chemical和机械的特征。独特的材料的表现优于无VGSS的复合材料,该复合材料在0.1 c时的高特定容量为1683.2 mAh g-1,在10 c时在10 c时的出色速率性能为552.2 mAh g-1,在1000个循环后,较高的速率性能为552.2 mAh g-1,卓越的容量保留率为80.1%。与LINI 0.8 CO 0.1 Mn 0.1 O 2个阴极匹配时,安培小时袋细胞分别提供高重量和大量能密度分别为429.2 WH kg-1和1083 WH l-1。有限元分析表明,VGSS降低了碳壳上的应力浓度,有助于空心材料承受工业电极日历。这项工作证明了在实用液体中YS-SI/C阳极材料的商业应用的潜力。
到 2050 年,安装的太阳能电池板规模必须达到约 100 TWp,才能对我们的能源结构和碳排放产生切实影响。薄膜非晶硅电池板是目前唯一能够安装 100 TWp 的技术。如果用铜或铝代替硅板中的银,硅晶片电池板可以达到 100 TWp。碲化镉和铜铟镓硒将成为大局中微不足道的技术。为了高效生产硅板,需要研究高效净化硅、低切口损耗硅晶片以及地球上储量丰富的硅顶电池。或者,我们可以寻求一种比硅更节能且仅利用地球上储量丰富的材料的新型电池技术。对于任何电池技术,都需要研究以改善成本、效率和可持续性,包括用于每日至多年存储以及太阳能电力区域和全球贸易的存储技术、回收技术以最大限度地降低成本并最大限度地利用废弃电池板的收入,以及用于实时和现场消耗太阳能电力的系统和应用。© 2020 作者。由 IOP Publishing Limited 代表电化学学会出版。这是一篇开放获取的文章,根据知识共享署名 4.0 许可条款分发(CC BY,http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/),允许在任何媒体中不受限制地重复使用作品,前提是对原始作品进行适当的引用。[DOI:10.1149/2162-8777/abd377]
西里西亚理工大学,机械工程学院,工程与生物医学材料研究所,材料加工技术和材料科学计算机技术系电子邮件:marzena.prokopiuk@polsl.pl,leszek.dobrzanski@polsl.pl,aleksandra.drygala@polsl.pl,anna.tomiczek@polsl.pl 摘要:硅是并且将继续是光伏电池生产中使用的基本元素。硅电池占光伏产业80%以上,光伏产业是近年来增长最快的产业之一,其增长动力堪比微电子产业初期的发展。硅光伏电池的基本元件是pn结,它是通过在掺杂气氛中对p型硅进行退火而获得的。为了减少表面复合造成的损失,需要进行钝化处理,可以通过氧化Si表面或沉积SiO 2 层来实现。摘要:硅现在是、现在仍然是光伏电池生产中必不可少的元素。硅电池占光伏产业80%以上,光伏产业是近年来增长最快的产业之一,其增长力度堪比微电子产业繁荣初期的发展。硅太阳能电池的基本元件是pn结,它是通过在掺杂的气氛中加热p型硅获得的。为了减少表面复合造成的损失,通过氧化Si表面或沉积SiO2层来钝化硅表面。关键词:硅光伏电池,pn 结,钝化层 1.引言 臭氧空洞、温室效应和酸雨是现代世界最严重的生态问题,威胁着健康和生命。其原因包括:大量燃烧煤和石油等化石燃料。解决这些问题的关键是可再生能源技术的发展。人们对利用太阳辐射能发电非常感兴趣。由于运行成本低且操作简单,光伏装置非常适合为住宅和商业设施提供能源。
Niels Quack 副教授 航空机械与机电一体化工程学院微系统与纳米系统 悉尼大学 电子邮件:niels.quack@sydney.edu.au 摘要:光子集成电路利用单个芯片上大量光学元件的紧密集成。随着技术的成熟,大规模集成有望释放可编程集成光学、光子加速器、神经形态计算或量子光子集成电路等新兴概念的潜力。这种多功能光子集成电路从可扩展的单个相位和幅度控制单元数量中受益匪浅,此外还有用于光谱滤波、光电检测、高速调制、低损耗光学路由和耦合以及电气路由和接口的高性能组件。在光子集成电路的材料平台中,硅脱颖而出,因为它可以利用微电子行业的优化生态系统和高性能。在光子信号控制的物理效应中,纳米力学脱颖而出,因为它具有低光损耗、低功耗、紧凑的体积和同时在宽光谱范围内运行的特点。然而,虽然微机电系统 (MEMS) 通常用于消费电子产品,但它们在光子学中的大规模集成迄今为止仍被证明具有挑战性。在本次演讲中,我将概述在将硅光子 MEMS 扩展到大型电路方面取得的最新成就。我将总结基于 IMEC 先进的标准化硅光子 iSiPP50G 平台的 MEMS 集成,该平台是我们在欧洲 H2020 项目 morphic 中开发的。我们的晶圆级技术平台包括通过后处理实现的 MEMS 发布、通过晶圆键合实现的晶圆级密封以及通过倒装芯片键合和光纤连接实现的电气和光学接口。我将介绍使用 MEMS 可调环形谐振器的 MEMS 可调耦合器、开关、移相器和光谱控制的实验结果,并概述我们如何通过集成纳米机电压电执行器进一步扩展可编程光子学。我们的设备工作时驱动电压通常低于 30V,占用面积小于 100 x 100 μm2,插入损耗低至 < 0.3 dB,每台设备的电耗低至 1 nW,响应时间为 μs。我们在标准硅光子学中同时进行了低损耗、紧凑占用面积、宽带响应、低功耗和快速 MEMS 的里程碑式实验演示,使我们的技术特别适合需要超大规模光子集成的新兴应用,例如光子学计算或可编程光子学。