Hz范围[1-3]。这些可以保持极小,并以空间分辨率向下降至原子大小[4-7]。此传感器技术还可以非常准确地与低能和空间需求相结合[8]。NV中心也可以用于测量温度[9-12],电场[13],并且在量子计算的字段中也有应用[14,15]。使用NV中心的其他磁传感协议包括使用NV基态以自旋混合[16-18]或测量红外线的旋转混合的全光方法,并具有接近Shot-Noise Noise Limited敏感性[19]。由于它们是钻石中的固态系统,因此可以在室温下操作传感器。因此,由于不需要低温温度,因此结构可以保持不那么复杂。NV中心是钻石中的点缺陷。钻石晶体结构如图1 a所示。两个碳原子被氮原子(红色)和相邻空位代替。对于固体钻石中的NV中心的合奏,钻石四面体结构内的所有四个方向都是可能的(用黄色原子表示)。带负电荷的NV中心是一个自旋s = 1系统,带有旋转三重态处于基态基态(3 a 2)和激发态(3 e)(参见图1 b)基态的光激发是自旋的。m s = 0自旋状态引线中电子的衰减
随着人们对电子产品微型化的不懈追求,纳米科学有望催生影响我们生活方方面面的新技术。这一迅速发展的领域探索着几纳米尺度系统的物理特性。一纳米,举个例子,是 10 -9 米,它是如此之小,以至于这个逗号的宽度就有 50 万纳米。只有在我们充分了解纳米系统的物理特性之后,应用开发才能全速进行。Chakraborty 的研究涉及解释纳米结构系统的物理特性。他的研究重点很广泛,包括 DNA 分子的新型电子和磁性以及半导体中的自旋输运——这是开发自旋电子器件的重要一步。 (自旋电子学是一门新兴技术领域,利用电子自旋。)他还是快速发展的石墨烯领域的领军研究员。石墨烯是 2004 年首次分离出来的单层碳原子,由于其许多独特的电子特性,随着硅的性能逐渐被推向极限,它有望取代当今的硅微电子学。查克拉博蒂在印度长大,并在那里开始了他的学术研究,在迪布鲁加尔大学获得了硕士和博士学位。他于 1978 年完成学业,次年获得了德国科隆大学著名的亚历山大·冯·洪堡基金会奖学金,后来成为该校的科学助理。
碳纳米管已被广泛研究。它们的直径和手性赋予它们半导体和金属特性,使其在单电子晶体管、气体存储材料和磁制冷机等纳米级器件中具有吸引力 [1]。此外,一些研究集中于氮化硼 (BN) 纳米材料,包括 BN 纳米管、BN 纳米胶囊、BN 纳米颗粒和 BN 簇。BN 纳米管的结构类似于碳纳米管,由交替的硼原子和氮原子组成,它们完全取代石墨状薄片中的碳原子,原子间距变化很小。1981 年,Ishii 等人报道发现了具有竹子状结构的一维氮化硼 (BN) 纳米结构,他们将其称为 BN 晶须 [2]。然而,直到 1994 年,才首次在理论研究中提出了具有完美管状结构的 BN 纳米结构的存在 [3],之后才于 1995 年通过电弧放电合成。在随后的几年中,大部分研究都集中在合成氮化硼纳米管 (BNNT) 和表征其结构上。近年来,人们对氮化硼纳米管 (BNNT) 的兴趣日益浓厚,因为它们在所有配置中都具有半导体特性,具有较宽的带隙。这些特性使它们特别适合开发紫外发光装置和太阳能电池中的各种应用。此外,它们在极端条件下保持稳定光电特性的能力为新材料开辟了新方向。
石墨烯及相关材料石墨烯及相关材料包括单层石墨烯 (SLG)、双层石墨烯 (BLG)、多层石墨烯 (MLG)、氧化石墨烯 (GO) 及其与金属、聚合物和陶瓷的复合材料[Pasricha, R. 等人,一种基于 Ag-石墨烯的纳米复合材料的简便新型合成方法。Small (2009) 和 Ferrari, AC 等人,石墨烯、相关二维晶体和混合系统的科学和技术路线图。Nanoscale (2015)]。石墨烯是一种 sp2 键合材料,其碳原子排列成六边形结构。SLG 是一种零带隙材料,因为 π 和 π* 带在狄拉克点相切。在狄拉克点,石墨烯电子的行为类似于无质量费米子,这导致其具有高导电性和迁移率。石墨烯是有史以来测试过的最坚固的材料之一;它表现出高导热性和润滑性。此外,以 AB 配置堆叠两个 SLG 层可生成 BLG,而 MLG 则包含多个堆叠在一起的 SLG。石墨烯的电子结构会随着层数的增加而变化,从而改变其性质。GO 是一种含有多个功能部分的氧化物石墨烯片。与石墨烯不同,GO 具有
DNA中的氮基碱包括腺嘌呤,鸟嘌呤和胞嘧啶,而RNA含有尿嘧啶而不是胸腺素。解旋启动DNA合成,而聚合酶是负责通过在生长链中添加核苷酸来复制DNA的主要酶。DNA的糖磷酸主链由磷酸二酯键一起保持。一个称为复制起源的特定序列是染色体上DNA合成的起点。DNA的双螺旋结构具有主要和次要凹槽,这对于其功能很重要。双螺旋的每个转弯都有这些凹槽,从而允许复制过程发生。在DNA复制过程中,氮基碱的正确配对对于维持遗传信息的完整性至关重要。此过程发生在细胞分裂之前,涉及DNA双螺旋的放松形成两个模板链。领先链是连续合成的,而滞后链则形成短片段,然后通过连接酶将其连接在一起。在复制位点形成Y形结构是过程中的重要一步。RNA或DNA的引物序列是DNA合成的模板,并且在复制完成后必须去除这些引物。参与DNA复制的键酶包括解旋酶,聚合酶和连接酶。旋转酶放松双螺旋,而聚合酶为生长链增添核苷酸。连接酶将滞后链的短片段连接在一起。连接5'和3'时,会形成磷酸酯主链。与DNA复制有关的一些重要术语包括前导链,滞后链,复制的起源和滑动夹具蛋白。DNA复制过程对于忠实地从一代细胞到下一个细胞的遗传信息传播至关重要。仅在RNA中发现的化合物被称为** uracil **,而** okazaki碎片**请参阅滞后链上的短段或片段。DNA的基本三维形状是A **双螺旋**结构,而RNA是单链,不稳定的,并且可以离开细胞核。基因由DNA组成,代表遗传的基本物理和功能单位。通过破坏弱氢键解解酶的酶称为**解旋酶**。平行但在相反方向的两个侧面称为**反平行**。嘧啶由单个碳环组成,而核苷酸由磷酸盐,糖和氮碱组成。DNA是双链,稳定的,并且保持在核内。根据夏尔加夫的统治,鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对。核糖是RNA核苷酸中发现的糖,而脱氧核糖是DNA核苷酸中存在的5-碳糖。氢键将DNA的两条链组合在一起,** primase **是负责放下RNA底漆的酶。互补意味着一侧可以与另一侧配对或补充另一侧。由重复核苷酸制成的长聚合物称为DNA。五个氮基是腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶,胞嘧啶和尿嘧啶。双螺旋的“主链”是磷酸骨架。** DNA聚合酶**是促催化DNA分子合成的酶中的一种酶。嘧啶衍生物包括三个氮基碱 - 尿嘧啶,胸腺嘧啶和胞嘧啶 - 它们是DNA和RNA的基础。复制涉及半守则复制,其中双螺旋分裂为两个不同的链。嘌呤分子由四个氮原子和六个碳原子组成。嘧啶由一个六元环和两个氮原子和四个碳原子组成。核苷酸是DNA和RNA的构件。** DNA解旋酶**是一种在DNA复制中起重要作用的酶,而氢键在解螺旋酶放松时会破裂。这是文本的重写版本:** DNA结构** DNA的基本构件是由重复核苷酸组成的长聚合物。这些氮碱分为两个主要群体:嘌呤(腺嘌呤,鸟嘌呤)和嘧啶(胸腺胺,胞嘧啶,尿嘧啶)。酶,例如DNA聚合酶,促进了DNA分子的合成。**复制过程**在半守保持复制期间,双螺旋分裂为两个单独的链。这些链充当新DNA合成的模板。该双螺旋的“骨干”由磷酸盐组组成。**核苷酸特征**嘌呤(例如腺嘌呤和鸟嘌呤)由一个六元环组成,带有四个氮原子和六个碳原子,而嘧啶(例如胸腺胺和细胞儿童)具有两个六氮环,具有两个六氮气,带有两个硝基原子和四个碳原子的环。核苷酸是DNA和RNA的基本单位。**涉及的酶** DNA解旋酶通过放开双螺旋在复制过程中起着至关重要的作用,这最终导致链分离。**氢键**作为解旋酶放松DNA链,核苷酸之间的氢键被损坏,从而使链分开。
* 巴塞尔大学物理系,Klingelbergstrasse 82, 4056 Basel,瑞士(michel.calame@unibas.ch;blaise.jeanneret@metas.ch)摘要 — 石墨烯是一种由碳原子以六边形晶格排列的单原子厚度材料,由于其有趣的电气和机械特性而被广泛吹捧为新的神奇材料 [1]。特别是在石墨烯中观察到的量子霍尔效应 (QHE) 为新的量子电阻标准开辟了道路。我们的研究重点是化学气相沉积 (CVD) 石墨烯的 QHE 和拉曼表征。在本文中,我们描述了石墨烯薄膜的 CVD 生长、它们向基材的转移以及使用拉曼光谱和电传输测量对其进行表征。索引词 — 石墨烯 (G)、化学气相沉积 (CVD)、铜 (Cu)、量子霍尔效应 (QHE)。引言 2004 年发现石墨烯后不久 [2],石墨烯薄膜在室温和极高磁场中表现出非常清晰的 QHE 特征 [3]。这一观察结果引发了电工计量界的热烈讨论,人们设想开发一种新型初级电阻标准。如今,人们已经在石墨烯薄膜上实现了量子霍尔电阻 (QHR) 的精确测量,精度达到了前所未有的 8.6 × 10 -11 μΩ/Ω [4]。这些结果是在 Si/C 单晶基板上生长的石墨烯薄膜上获得的。另一个有前途的测量方法是使用
Vijaykumar Hulikal Bioorganics and Applied Materials Pvt Ltd. B64/1,Licross,III Stage,PIA,Peenya Bangalore-560 058 电子邮件:vijay.hulikal@bioorganics.biz 摘要 过去几十年来,稳定同位素标记化合物已被来自各个生物医学研究领域的科学家合成和利用。药物代谢科学家和毒理学家有效地利用了用氘和碳-13等稳定同位素标记的化合物来更好地了解药物的分布及其在目标器官毒性中的潜在作用。稳定同位素标记技术与质谱和核磁共振 (NMR) 光谱的结合可以快速获取和解释数据,从而促进了这些稳定同位素标记化合物在吸收、分布、代谢和排泄 (ADME) 研究中得到更广泛的应用。可以通过用氘原子直接交换氢原子(与碳原子结合)来标记分子。由于这些交换反应通常可以直接在目标分子或合成的后期中间体上进行,并且可以使用来自重水的含氘试剂作为氘源,因此该方法对于合成氘代有机化合物特别有效。可以通过卤素/氘交换、还原氘化和其他几种方法将氘插入分子中。近年来,实验室微波设备的发展导致了大量关于通过 H/D 交换制备氘代物质的研究。将介绍 H/D 交换反应和氘标记药物实体的示例。
近几十年来,科学家掌握了由单个原子或分子层组成的二维晶体的创建。当这些晶体被轻微的偏移或旋转堆叠时,它们会产生大规模的干扰模式,称为Moiré模式。在这样的莫伊尔材料中,电子状态与莫伊尔图案的周期性一致,而不是原始晶体的周期性,对材料的电子特性产生了深远的影响。扭曲的双层石墨烯(TBG),其中两层石墨烯略有扭曲,是这种现象的主要例子。石墨烯是一种二维晶体,该晶体由排列在蜂蜜梳子晶格中的单层碳原子形成。当以特定的扭曲角度堆叠(称为魔法角度)时,TBG具有显着的特性,包括非常规超导性和低能量处的电子带结构的区别。Tarnopolsky,Kruchkov和Vishwanath [TKV19]引入了TBG的手性连续体模型,该模型通过精确地展示了Bloch-Floquet乐队,从而捕捉了TBG魔法角度的这种基本性质。在[bewz21,bewz22]中显示,由于扭曲角度非常小,几乎每个接近零能量的频段基本上都是为此模型的。在本文中,我们研究了Timmel和Mele [TM20]引入的上述手性模型的类似物,其中Moiré-type结构通过应用物理菌株在一个维度中占据一维。虽然此模型确实
石墨烯是在二维蜂窝晶格中排列的单层碳原子,由于其出色的热和电性能,引起了人们的重大关注。其高热电导率(约5000 W/m·K)实现有效的散热,使其成为增强电子设备中热管理的理想材料。石墨烯有效地进行热的能力在各种应用中都利用,包括散布器,热界面材料和复合材料,改善了电子产品(例如处理器和LED)的性能和可靠性。除了其热益处外,石墨烯还具有非凡的电导率,电子迁移率达到200,000cm²/v·s。这种特殊的电导率是由于该材料的DELACALIGETINACTRAIGEDI-π电子和最小散射,从而显着增强了电子成分的性能。石墨烯用于导电油墨,晶体管,超级电容器和电池,推动柔性电子,高速晶体管和能量存储技术的进步。尽管有优势,但仍在大规模生产和将石墨烯集成到现有技术中的挑战。需要解决与生产成本,材料质量以及与其他物质兼容性相关的问题。正在进行的研究重点是改善合成技术和探索新的应用,并有望在各个行业中产生变革性的影响。简介石墨烯的优质热和电气性能可在热耗散和电子性能方面进行实质性改进,并可能扩大其应用并增强技术创新。
(1)晶体结构:识别分子和固体的结构对称性对于了解其物理和某些化学特性的性质很重要。分子对称性由一个点组总结,为此,所有对称元素(点,轴,平面)在一个固定点上相交,该固定点被分配为空间坐标系的起源。例如,考虑使用点组𝒟6h。起源在没有原子的分子中心。其一些对称元素包括六倍旋转轴和六个垂直镜面;相应的操作是由2π/6(60°)的倍数旋转和反射。晶体固体在空间中的多个点显示旋转对称性,因为这些结构也表现出转化周期性,这是由晶格描述的。旋转和翻译对称操作的组合产生了一个空间群。考虑石墨烯的结构,该结构由融合的六元环的平面网络组成。如果忽略了平面中结构的终止,则每个六角形的中心都有六倍的旋转轴,并且每个碳原子都与三倍的旋转轴相交。翻译周期性由连接每个六角形中心的单位单元(平行四边形)表示。作为另一个例子,Cenic 2的结构包含[NIC 2]的平面与[NIC 2]平面的七元环上方和以下的CE原子平面交替。在沿堆叠方向的该结构的投影中,单位单元格是一个矩形,垂直镜面显而易见。此外,这种晶体结构还有另一种类型的对称性操作,对于任何分子:滑动反射而不会发生,其中通过镜面的反射是平行于(沿着(沿着)反射平面的(“滑行”)的位移。自身反射或自身位移都不是对称操作,但是两个操作的组合是用于Cenic 2结构。