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走向矢量信号的计量表征...
如今，矢量信号分析仪 (VSA) 用于在研究、制造和原型设计中测量数字信号的特性。现代 VSA 通常使用 > 20 GHz 的载波频率和高达 200 MHz 的解调带宽。随着新通信设备的出现，带宽预计将大幅增长，例如参见 [1]。VSA 使用各种架构，而通常输入信号在使用至少 12 位 A/D 转换器进行多次下变频后在基带中采样，信号的同相和正交分量由正交解调确定。解调器的标量（幅度）响应可以使用校准的功率计通过计量可追溯性确定，但由于 VSA 的原理，没有关于相位的信息。可追溯性是 ISO/IEC 17025 对校准实验室和仪器制造商的一项关键要求。在 [2] 中，概述了使用快速数字采样示波器 (DSO) 进行可追溯的幅度和相位特性测量的策略。VSA 和 DSO 都使用了宽带多正弦激励，而测量信号对两种仪器来说是共同的，可以通过反卷积去除。选择多正弦波形是因为相邻音调之间的幅度和相位关系是可计算的。DSO 可通过电光采样 (EOS) 进行追溯，它定义了仪器响应中频率分量的相对时间 [3]。NIST（美国）[4]、NPL（英国）[5] 和 PTB（德国）[6] 已经开发了这样的 EOS 系统。VSA 的详细内部架构只有其制造商知道，目前计量实验室面临着这些仪器可追溯校准的问题。然而，使用 DSO [2] 的方法相对复杂，不适合商业校准实验室的常规测量。本文提出了一种可追溯的方法
海马 CA1 的神经模拟实现用于产生 θ 波
神经工程领域的最新进展使得神经假体得以开发，这有助于神经系统疾病患者的功能恢复。在这项研究中，我们提出了一个实时神经形态系统来人工重现海马体 CA1 区域不同神经元群的 θ 波和放电模式。海马 θ 振荡（4-12 Hz）是一种重要的电生理节律，有助于导航、记忆和新颖性检测等各种认知功能。提出的 CA1 神经模拟电路包括现场可编程门阵列 (FPGA) 上的 100 个线性化的 Pinsky-Rinzel 神经元和 668 个兴奋性和抑制性突触。实施的 CA1 脉冲神经网络包括产生 θ 节律的主要神经元群：兴奋性锥体细胞、PV+ 篮状细胞和抑制性中间神经元 Oriens Lacunosum-Moleculare (OLM) 细胞。此外，还使用突发漏积分和放电 (LIF) 神经元模型在 FPGA 上实现了通过穿通通路从内嗅皮层到 CA1 区域、通过 Schaffer 侧支到 CA3 区域以及通过穹窿海马伞到内侧隔膜到 CA1 区域的主要输入。硬件实现的结果表明，所提出的 CA1 神经模拟电路成功重建了 theta 振荡，并在功能上说明了不同神经元群体放电反应之间的相位关系。还评估了内侧隔膜消除对 CA1 神经元群体放电模式和 theta 波特征的影响。该神经形态系统可被视为一个潜在平台，为未来神经假体应用开辟了机会。© 2021 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议 ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ) 开放获取的文章。
探索基于纳米线的超导量子位的半导体约瑟夫森结
本论文研究基于近端 InAs/Al 纳米线的超导量子比特。这些量子比特由半导体约瑟夫森结组成，并呈现了 transmon 量子比特的门可调导数。除了门控特性之外，这个新量子比特（gatemon）还根据操作方式表现出完全不同的特性，这是本论文的主要重点。首先，系统地研究了 gatemon 的非谐性。在这里，我们观察到与传统 transmon 结果的偏差。为了解释这一点，我们推导出一个简单的模型，该模型提供了有关半导体约瑟夫森结传输特性的信息。最后，我们发现该结主要由 1-3 个传导通道组成，其中至少一个通道的传输概率达到大于 0.9 的某些门电压，这与描述传统 transmon 结的正弦能量相位关系形成鲜明对比。接下来，我们介绍了一种新的门控设计，其中半导体区域作为场效应晶体管运行，以允许通过门控设备进行传输，而无需引入新的主导弛豫源。此外，我们展示了传输和过渡电路量子电动力学量子比特测量之间的明显相关性。在这种几何结构中，对于某些栅极电压，我们在传输和量子比特测量中都观察到量子比特谱中的共振特征。在共振过程中，我们仔细绘制了电荷弥散图，在共振时，电荷弥散显示出明显抑制的数量级，超出了传统的预期。我们通过几乎完美传输的传导通道来解释这一点，该通道重新规范了超导岛的电荷。这与开发的共振隧穿模型在数量上一致，其中大传输是通过具有近乎对称的隧道屏障的共振水平实现的。最后，我们展示了与大磁场和破坏性 Little-Parks 机制中的操作的兼容性。当我们进入振荡量子比特谱的第一叶时，我们观察到出现了额外的相干能量跃迁。我们将其解释为安德烈夫态之间的跃迁，由于与 Little-Parks 效应相关的相位扭曲，安德烈夫态在约瑟夫森结上经历了路径相关的相位差。这些观察结果与数值结模型定性一致。
Nancy L. Ross的出版物
orcid ID：https：//orcid.org/0000-0002-3745-8133出版物：[1] Ross N.L.和Meagher E.P.（1984）在模拟压缩下H 6 Si 2 O 7的分子轨道研究。美国矿物学家69：1145-1149。[2] Ross N.L。和McMillan P.（1984）MGSIO 3 Ilmenite的拉曼光谱。美国矿物学家69：719-721。[3] Akaogi M.，Ross N.L.，McMillan P.和Navrotsky A.（1984）Mg 2 SIO 4多晶型物（橄榄石，改性尖晶石和尖晶石） - 氧化物熔体溶液量热法，相位关系和晶格振动模型的热力学特性。美国矿物学家69：499-512。[4] Ross N.L., Akaogi M., Navrotsky A., Susaki J., and McMillan P. (1986) Phase transitions among the CaGeO 3 polymorphs (wollastonite, garnet, and perovskite structures): Studies by high-pressure synthesis, high-temperature calorimetry, and vibrational spectroscopy and calculation.地球物理研究杂志91：4685-4696。[5] McKelvey M.J.，O'Bannon G.W.，Larson E.M.，Marzke R.F.，Eckert J.和Ross N.L.（1986）新离子插入化合物（NH 4 +）的合成，表征和性能0.22 Tis 2 0.22-。材料研究公告21：1323-1333。[6] McMillan P.F.和Ross N.L.（1987）Al 2 O 3圆锥和MGSIO 3 Ilmenite的热容量计算。矿物质的物理和化学14：225-234。[7] Ross N.L. 和Navrotsky A. （1987）Mg 2 GEO 4橄榄石 - 尖晶石相变。 矿物质的物理和化学14：473-481。 美国矿物学家72：984-994。[7] Ross N.L.和Navrotsky A.（1987）Mg 2 GEO 4橄榄石 - 尖晶石相变。矿物质的物理和化学14：473-481。美国矿物学家72：984-994。[8] Geisinger K.L.，Ross N.L.，McMillan P.和Navrotsky A.（1987）K 2 Si 4 O 9：玻璃，薄板和韦迪特型相的能量和振动光谱。[9] Hazen R.M.，Finger L.W.，Angel R.J.，PreWitt C.T.，Ross N.L.，Mao H.K.，Hadidiacos C.G.，Hor P.H.，Meng R.L.和Chu C.W.（1987）y-ba-cu-o超导体中相的晶体学描述。物理评论B35：7238-7241。[10] Hazen R.M.，PreWitt C.T.，Angel R.J.，Ross N.L.，Finger L.W.，Hadidiacos C.G.，Veblen D.R.，Heaney P.J.，Horp.j.，Hor P.H.，Meng R.L.，Sun Y.Y.，Wang Y.Q.
基于锗的超导体/半导体混合纳米结构用于量子信息
基于超导电路的超导量子比特由超导电容器和具有 transmon 几何的约瑟夫森结组成，广泛应用于高级量子处理器，追求可扩展的量子计算。transmon 的量子比特频率的调整依赖于超导环路中两个超导体-绝缘体-超导体 (S-I-S) 约瑟夫森结的超电流之间的磁通量相关干扰。基于超导体-半导体-超导体 (S-Sm-S) 材料的约瑟夫森结为门可调 transmon 提供了一种可能性，称为“gate-mon”，其中量子比特频率可以通过静电平均值进行调整。在 III-V 材料平台上实现的 gatemon 显示出 transmon 替代品的令人瞩目的发展，但在可扩展性方面仍然存在一个大问题。硅锗 (SiGe) 异质结构由于其高空穴迁移率和 Ge-金属界面的低肖特基势垒而成为承载混合器件的潜在平台之一。此外，与硅基半导体行业的兼容性是扩大量子比特平台的一个有力优势。在本论文中，我们基于 SiGe 异质结构中的 Al-Ge-Al 约瑟夫森结开发了门控。首先，建立了自上而下方法中约瑟夫森场效应晶体管 (JoFET) 的稳健制造配方。我们对 JoFET 进行了详尽的测量，以研究它们随栅极电压、温度和磁场变化的特性。这些器件显示了临界电流 (I C ) 和正常态电阻 (R N ) 的栅极可调性。估计这些器件具有高透明度的超导体-半导体界面，SiGe异质结构上的高 I C R N 乘积证明了这一点。在有限电压范围内，观察到对应于多个安德烈夫反射 (MAR) 的特征。然后，我们在 SiGe 异质结构上制造和表征氮化铌 (NbN) 超导谐振器。我们在传输模式下测量谐振器，并从传输系数 (S 21) 中提取谐振频率 (f r)、内部品质因数 (Q i) 和耦合品质因数 (Q c)。随后，我们开发了制造工艺，将与电容器分流的 Al-Ge-Al 结（换句话说，gatemon）集成到谐振器方案中，并根据设计进行制造。我们在其中一个制造的 gatemon 中演示了反交叉特性。使用双音光谱技术映射门控器的谐振频率，发现它是门可调的。量子位具有较大的光谱线宽，这意味着相干时间较低。此外，我们对超导量子干涉装置 (SQUID) 几何中的结进行了电流相位关系 (CPR) 测量。我们可以证明结构成非正弦 CPR。此外，在辐照结的电流-电压特性曲线中观察到整数和半整数 Shapiro 阶跃。这表明我们的结具有 cos 2 φ 元素，这可以为受保护的量子位开辟另一种可能性。
在环境下2D MXENES中缺陷的碱性阳离子稳定和升高
1-印第安纳波利斯普渡大学印第安纳大学普渡大学工程与技术学院机械与能源工程和综合纳米系统发展研究所，印第安纳波利斯普渡大学，印第安纳波利斯，美国46202，美国2-纳米相物材料科学中心 - 橡树岭国家实验室，Oak Ridge，Oak Ridge，TN 37831，美国37831，Lemt septor，lem tn 37831，lem tn 37831 60439，美国4 -lukasiewicz研究网络 - 波兰波兰华沙的微电子和光子学研究所 - 计算科学与工程部，橡树岭国家实验室，橡树岭，田纳西州橡树岭，37831，美国6-美国6-美国材料工程学院，西拉法伊大学，西拉法伊特大学，机构，美国479907.99090799999090909090909.99090990909909090.990990990.990990990.990990990990990.990999999090.9909999099090.990型，拉斐特（Lafayette），美国47907 * - 通讯作者banasori@purdue.edu摘要过渡金属碳化物已在储能，转换和极端环境应用中采用。在其2D对应物中的进步（称为MXENES）可以在〜1 nm厚度尺度上设计独特的结构。碱阳离子在MXENES制造，存储和应用中至关重要，但是，这些阳离子与MXENES的精确相互作用尚不完全了解。在这项研究中，使用Ti 3 C 2 t X，Mo 2 TIC 2 T X和Mo 2 Ti 2 C 3 T X MXenes，我们介绍了如何通过碱阳离子占用过渡金属空位位点，以及它们对MXENE结构稳定的影响以控制Mxene的相变。在MXENES中，这代表了其2D基底平面的阳离子相互作用的基本面，用于MXENES稳定和应用。我们使用原位高温X射线衍射和扫描透射电子显微镜，原位技术（例如原子层分辨率二次离子质谱法）和密度功能理论模拟进行了检查。广义，这项研究证明了在原子量表上陶瓷理想相关关系的潜在新工具。引言过渡金属碳化物已用于氧化物缺乏潜力的独特应用中，例如其高熔点（例如，HFC的〜4,000°C），1,2导热率（例如WC的63 W·M -1·K -1），3和机械行为（弹性模量）（弹性模型最高为549 GPA）。4在当前的研究中，碳空缺5，快速加热，6或高贵的金属装饰7提供了修改过渡金属碳化物系统固有物质行为的工具。8-17尽管某些方法（例如闪光灯或长期烧结在低（〜750°C）的温度为理想性能提供了一定的相位控制，但有6,12仍有机会准确地控制过渡金属碳化物阶段，以实现理想相位关系的阶段。18在2011年引入MXENES，将过渡金属碳化物推向了2D领域，19已增加了一个多种多样，可调节的家族，包括少量原子（〜1 nm厚）（〜1 nm-thick）和溶液处理的过渡金属碳化物，并将其添加到材料科学上。20,21 mxenes的化学多样性通过其广泛的化学式M n +1 x n t x显而易见，其中m代表一个或多个3 d -5 d和3-6组的n +1层，x代表N层的碳和/或氮气和/或氮气的n层
入学考试问题列表
1。电荷保护定律。库仑定律。电场强度。叠加原理。连续电荷分布的模型。均匀带电环和灯丝的电场强度。2。电场强度向量的通量。高斯定理用于静电场强度矢量。将高斯定理应用于点充电和平面。3。电场电位。点充电的电势。静电场载体与电势之间的关系。泊松方程。均匀带电的球体的潜力。4。电偶极子。点偶极子的场强和静电电势。外部电场中的电偶极子（力，扭矩，势能）。5。电容的概念。具有不同几何配置的电容器的示例。平行板电容器电容的推导。6。磁场B矢量。带有电流的生物萨瓦特 - 拉普拉斯定律的导体的磁场。具有直流电流的有限长度直导体的磁场。7。磁场矢量的循环定理。带有直流电的环中心的磁场。在长螺线管中的磁场表达。电感。8。电动力。DC电路中的功率。9。广义欧姆定律（差异和整体形式）。Joule-Lenz Law（差异和积分形式）。电磁场。麦克斯韦的方程式以整体和差异形式，其物理含义。不同单位系统中的基本电磁量和定律：SI，CGS和Gaussian。10。来自麦克斯韦方程的电磁平面波方程的推导。电磁平面波的横向性质，电场和磁场之间的关系，电场和磁场的相位振荡。11。平面谐波的极化状态。椭圆形，圆形和线性极化。偏振和自然光，MALUS定律，极化程度。12。光的衍射。 huygens-fresner原理：定义和数学表述。 菲涅耳螺旋，菲涅耳区板。 13。 通过圆形孔和圆形屏幕（菲涅耳区，菲涅耳螺旋）衍射14。 在不透明屏幕的直线边缘处的衍射。 cornu螺旋。 15。 fraunhofer衍射。 衍射模式的属性。 16。 光的干扰。 干扰形成，基本关系和干扰场的特征的条件。 干扰条纹的类型。 17。 电磁波的折射。 Snell定律的推导。 总内部反射。 18。 菲涅尔公式。 19。 20。光的衍射。huygens-fresner原理：定义和数学表述。菲涅耳螺旋，菲涅耳区板。13。通过圆形孔和圆形屏幕（菲涅耳区，菲涅耳螺旋）衍射14。在不透明屏幕的直线边缘处的衍射。cornu螺旋。15。fraunhofer衍射。衍射模式的属性。16。光的干扰。干扰形成，基本关系和干扰场的特征的条件。干扰条纹的类型。17。电磁波的折射。Snell定律的推导。总内部反射。18。菲涅尔公式。19。20。在反射和折射过程中电磁波极化。电磁表面波。使用菲雷斯公式的应用：布鲁斯特定律。在两个介质边界处电磁波的相位关系。光的分散。频率和空间分散。频率分散的电子理论。频率频率依赖性。在分散介质中电磁波包的传播。组速度。瑞利公式。21。培养基的非线性极化。 非线性光学现象（频率的谐波产生，加法和减法，自我关注，刺激散射）。 22。 电磁波在介电波导中传播的特征。 23。 光学平面波导。 介绍波导模式。 24。 光纤。 纤维结构。 光纤中的光传播。 25。 激光的分类（类型）。 各种类型激光器的特征。 激光辐射的主要特征及其评估方法。 26。 半导体中的吸收和光辐射的产生。 发光二极管。 最简单的半导体激光器的设计和操作。 27。 光子晶体。 使用光子晶体用于信息传输，存储和处理。 光子晶体中带结构的形成。培养基的非线性极化。非线性光学现象（频率的谐波产生，加法和减法，自我关注，刺激散射）。22。电磁波在介电波导中传播的特征。23。光学平面波导。介绍波导模式。24。光纤。纤维结构。光纤中的光传播。25。激光的分类（类型）。各种类型激光器的特征。激光辐射的主要特征及其评估方法。26。半导体中的吸收和光辐射的产生。发光二极管。最简单的半导体激光器的设计和操作。27。光子晶体。使用光子晶体用于信息传输，存储和处理。光子晶体中带结构的形成。