光学上可寻址的固态自旋缺陷是使用其长相干地面歧管来存储和操纵量子信息的有希望的候选。可以使用光子 - 光子相互作用来弥补单个缺陷,从而为大规模量子光子网络提供了一条路径。量子计算协议对系统中可接受的光子损失进行了严格的限制。没有光子工程,这些低损失要求将无法达到,但是如果与最先进的纳米光子技术相结合,则可以实现。然而,大多数托管自旋缺陷的材料在过程中都具有挑战性:结果,量子光子设备的性能是其经典对应物的数量级。碳化硅(SIC)非常适合桥接经典的光子含量间隙,因为它具有有希望的光学上可寻址的旋转缺陷,并且可以将其处理到SIC-on-on-in-pullator中,以进行可伸缩的集成光子学。在本文中,我们讨论了基于碳化硅固态旋转开发可扩展量子光子技术的最新进展,并讨论了当前的挑战和未来方向。
*均等贡献摘要:RNA引导的核酸酶Cas9已解锁了通过靶向DNA裂解和通过靶向DNA结合来使基因组扰动基因组的强大方法,但是有限的生化数据妨碍了跨不同指导序列的目标序列的定量效果,以跨不同的指导序列进行定量模型。我们提供可伸缩的,基于测序的平台,用于高通量滤波器结合和裂解,然后对90个cas9 cas9核糖核蛋白(RNP)对35,047的35,047 On-Target DNA序列进行62,444个定量结合和裂解测定。我们观察到结合和裂解功效以及特异性在RNP中有很大差异。经典研究的指南通常具有非典型的特异性。围绕目标的序列上下文会显着影响CAS9的速率; CAS9 RNP可能会隔离有助于“校对”能力的非生产性状态中的目标。最后,我们将发现提炼成可解释的生物物理模型,该模型可预测各种目标序列扰动的结合和分裂的变化。
对二维过渡金属二核苷的显着兴趣已通过可伸缩的蒸气相,例如化学蒸气沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)进行了许多实验研究。ALD通常允许较低的沉积温度,化学前体的成核需要与表面官能团的反应。用于研究ALD建模的一种常见的第一原理方法是计算提出的反应途径的活化能。在这项工作中,我们使用密度功能理论(DFT)计算了部分电荷密度,状态(LDO)的局部密度(LDOS),不良电荷分析,吸附能和电荷密度差,以研究MOF 6在包括Al 2 O 3,HFO 2,HFO 2和MGO在内的三个氧化物表面上MOF 6的成核。我们的发现表明,羟基(OH)有助于降低MOF 6的前半循环期间的反应屏障,并促进氧化物底物上前体的化学吸收。这一发现得到了高离子MF X(M =金属,X = 1,2,3)在氧化物表面的键的支持。通过比较有和没有羟基的表面,我们强调了表面化学的重要性。
钙钛矿表面很少是化学计量的,通常是排便的。3个钙钛矿表面的缺陷可能会引起显着的非放射电荷重组,并使太阳能电池性能恶化。3 - 7尤其是在最新的太阳能电池中,与散装或晶界相比,钙钛矿和电荷传输层之间的界面的非放射性重组是主要的。4因此,界面缺陷的钝化对于实现高效率PSC是关键。为此,已经报道了许多钝化方法,例如,通过添加小分子,聚合物和无机化合物的层间或掺入宽频段间隙2D perovskites。8 - 11尽管对太阳能电池效率有所改善,但仍然关注这些方法的可观性。最近,宽频段氧化物的原子层沉积(ALD)(例如al 2 o 3)已成为一种有前途的钝化钙钛矿表面的有希望的策略。12 ALD是一种可伸缩的蒸气 - 相薄 - LM沉积技术,它依赖于序列的交替自限制表面反应,它以在具有原子厚度和 lm厚度控制的表面上产生高度均匀的连形薄lms而闻名。
对具有可自定义性能的高级材料的需求不断增长,已将广泛的研究促进了有机和无机材料的整合,以实现靶向功能。本文的重点是基于两维(2D)材料膜的智能设备的开发,特别是氧化石墨烯(GO)和Ti 3 C 2 t x Mxene,由于其出色的可调性。膜制造过程中的修改,从纳米结构调整到三维形态学工程,可显着提高膜性能并扩大其潜在应用。这些基于2D材料膜的智能设备具有广泛的应用,包括智能体系结构,软电子设备和医疗设备。具体来说,具有致动功能的纳米结构修饰的平面膜为智能体系结构和软机器人技术提供了可编程响应。创新的弯曲膜增强了声学隔膜的结构适应性。具有独特的纳米结构和表面形态的皱纹膜可实现人体运动监测的高敏性压力感应,作为可伸缩的无线通信的可伸缩天线,并提高气体分离效率。这些进步强调了结构设计在充分利用2D材料膜的潜力方面的重要性,为开发下一代多功能智能设备开发了新的可能性。
最近,在量子科学和技术领域取得了巨大进展:量子模拟的不同平台以及量子计算的平台,从超导量子量到中性原子,始于开始,以达到前所未有的大型系统。为了基准这些系统并获得物理见解,需要有效的工具来表征量子状态。系统尺寸的希尔伯特空间的指数增长构成了对量子状态的全面重建,这是根据必要测量的数量而过于要求的。在这里,我们提出并实施了使用主动学习的量子状态效率的效率方案。基于一些初始测量,主动学习协议提出了下一个衡量基础,旨在产生最大信息。我们将主动学习量子状态态度方案应用于具有不同程度的范围的不同多数状态,以及1D中XXZ模型的基态和动力学结合的旋转链的基态。在所有情况下,与基于完全相同数量的测量和测量配置的重建相比,我们都会获得明显改进的重建,但具有最多选择的基础配置。我们的方案与获得量子多体系统以及基准测试和特征量子设备的物理见解高度相关,例如用于量子模拟,并为可伸缩的道路铺平了道路
为了实现现实世界的功能,机器人必须具备执行决策计算的能力。然而,软机器人可以伸展,因此需要刚性计算机以外的解决方案。目前,将计算能力嵌入软机器人的例子包括在机器人上附加刚性印刷电路板、集成软逻辑门以及利用材料响应进行材料嵌入式计算。这些方法虽然很有前景,但也引入了刚性、系绳或低逻辑门密度等限制。可伸缩电子领域一直致力于解决这些挑战,但将单板计算机、微控制器和其他复杂电路直接集成到软机器人中的完整管道仍然难以捉摸。我们提出了一种通用方法,将任何复杂的双层电路转换成柔软的可伸缩形式。这使得无需简化设计即可创建可伸缩的单板微控制器(包括 Arduino)和其他商用电路(包括 Spark-Fun 电路)。为了证明该方法的实用性,我们将高度可拉伸(应变 > 300%)的 Arduino Pro Minis 嵌入到多个软机器人体内。这利用了原本惰性的结构材料,实现了可拉伸电子场的承诺,即在主动使用过程中将最先进的计算能力集成到坚固的可拉伸系统中。
基于液体金属(LM)的可拉伸印刷电路板的高密度互连(HDI)技术对于扩大其适用性至关重要。HDI技术提供了高分辨率的多层电路,具有高密度的组件,这是下一代神经探针以及超声波和传感器阵列所必需的。这项研究提出了一种使用激光雕刻的微凹槽的HDI技术,并在硅酮中使用保护性升力 - 聚乙烯醇(PVA)和随后的显微镜LM粒子喷雾沉积。这种方法实现了高分辨率的LM模式,并同时实现了组件的多层连接性和高密度集成,即实现HDI技术。使用可伸缩的0201 LED显示器证明,密度为每毫米2的六个铅和一个耳蜗植入物(CI)电极阵列。所证明的CI制造有可能以提高精度和吞吐量的植入物的全自动印刷电路板制造。植入豚鼠中的植入物表明,CI能够使用高质量的电气听觉脑干反应(EABR)和电气复合动作电位(ECAP)激活听觉神经元。此外,LM互连的U形横截面比正常矩形横截面具有更高的电路机械冲击力。
固体中的人工原子是量子网络的领先候选者[1,2],可伸缩的量子计算[3,4]和传感[5],因为它们将长寿命的旋转与移动和强大的光子码头相结合。这些系统核心的自旋光子界面的中心要求是长期的自旋相干时间,并且在电信波长处进行了有效的自旋光子耦合。硅[6,7]中的人工原子具有独特的潜力,可以将硅[8]中旋转的长相干时间与世界上最先进的微电子和光子光子学平台中的电信波长光子相结合。但是,当前的瓶颈是人为原子的自然弱排放率。一个开放的挑战是通过耦合到光腔来增强这种相互作用。在这里,我们展示了硅在电信波长中的腔体增强的单人工原子。我们通过反设计优化光子晶体腔,并显示可控的腔 - 电信O波段中单个G-中心的偶联。我们的结果说明了在电信波长下实现硅中确定性的自旋光子界面的潜力,为可扩展的量子信息处理铺平了道路。
平面约瑟夫森连接是工程拓扑超导性的关键,但受到面内磁场引起的轨道效应的严重阻碍。在这项工作中,我们通过利用固有的自旋极化带和零净磁化属性来介绍通用的拓扑结构约瑟夫森连接(TAJJS)。我们提出的tajjs有效地减轻了有害的轨道效应,同时在交界处的两端稳健地托管Majorana末端模式(MEMS)。具体而言,我们证明了d x 2 -y 2 -wave tajjs中的mems出现,但在d xy波构型中消失了,从而确立了altermagnet的晶体学方向角度θ作为拓扑的新控制参数。MEMS的独特自旋极化为自旋分辨测量提供了明确的实验特征。此外,通过利用D x 2 -y 2 - y 2波altermagnet之间的协同作用及其超导对应物,我们的建议自然而然地扩展到高t c平台。总的来说,这项工作将Altermagnets建立为实现拓扑超导性的多功能范式,桥接概念创新,具有可伸缩的量子体系结构,这些量子架构没有轨道效应和流浪场。