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尤立星* 用于量子信息的超导纳米线单光子探测器
摘要：超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是基于单光子库珀对破缺效应的量子极限超导光探测器，与其他同类探测器相比，具有更高的探测效率、更低的暗计数率、更高的计数率和更低的时间抖动。SNSPD在量子密钥分发、光量子计算等量子信息处理领域有着广泛的应用。本文从量子信息的角度介绍了单光子探测器的要求，以及SNSPD的原理、关键指标、最新性能研究进展等，并介绍了SNSPD在量子信息领域的代表性应用。
![基于苯基丁二烯衍生物 [2+2] 光二聚化的光机械分子晶体和纳米线组装](/simg/6\614f5ae5855ab59b25e2e701461c7264fbb18274.webp)
基于苯基丁二烯衍生物 [2+2] 光二聚化的光机械分子晶体和纳米线组装
完整作者列表： Tong, Fei；加州大学河滨分校，化学 Xu, Wenwen；马萨诸塞大学阿默斯特分校，聚合物科学与工程 Guo, Tianyi；肯特州立大学，先进材料与液晶研究所 Lui, Brandon；加州大学河滨分校，Hayward, Ryan；马萨诸塞大学，聚合物科学与工程 Palffy-Muhoray, Peter；肯特州立大学，先进材料与液晶研究所 Al-Kaysi, Rabih；沙特·本·阿卜杜勒阿齐兹国王健康科学大学，基础科学 Bardeen, Christopher；加州大学河滨分校，化学
按需单光子产生和相干控制...
图 1：(a) 纳米线的 SEM（左）和纳米线结构示意图（右）。由于 QD 嵌入纳米线内，因此在 SEM 图像中不可见。(b) 实验装置示意图。图像的测量部分（最右边的两个部分，在图中也标记为“测量”）显示了互相关测量的方案。绿色和粉色箭头分别表示用于进行自相关和光谱仪测量的光纤重新连接。对于带上激发，切片机被绕过，来自激光器的光直接通过纳米线发送到低温恒温器。(c) 在共振激发下从纳米线反射的泵浦激光的数值模拟“花”状轮廓。
电驱动铜纳米线催化剂定向演化用于高效硝酸盐还原为氨
在环境条件下将硝酸盐（NO3−）电催化转化为NH3（NO3RR）为哈伯-博施法提供了一种有希望的替代方案。优化NO3−向NH3的有效转化的关键因素包括增强中间体在催化剂表面的吸附能力和加快加氢步骤。在此，基于定向演化策略设计了Cu/Cu2O/Pi NWs催化剂，以实现NO3−的有效还原。受益于定向演化过程中形成的富OV的Cu2O相和原始Cu相的协同作用，该催化剂对各种NO3RR中间体表现出更好的吸附性能。此外，在定向演化过程中锚定在催化剂表面的磷酸基团促进了水的电解，从而在催化剂表面产生H+并促进NO3RR的加氢步骤。结果显示，Cu/Cu 2 O/Pi NWs 催化剂表现出优异的 NH 3 FE（96.6%）和超高的 NH 3 产率，在 1 m KOH 和 0.1 m KNO 3 溶液中，在 − 0.5 V 相对 RHE 下为 1.2 mol h − 1 g cat. − 1。此外，催化剂的稳定性因磷酸基对 Cu 2 O 相的稳定作用而增强。这项工作突出了定向演化方法在设计 NO 3 RR 催化剂中的前景。
InP 纳米线中 InAsP 双量子点间隧道耦合的磁调谐
嵌入纳米线波导的外延量子点 (QDs) 是单个光子和纠缠光子的理想来源，因为这些设备可以实现高收集效率和发射线纯度 1 – 4 。此外，这种架构有可能通过在纳米线内串联耦合量子点来形成量子信息处理器的构建块。具有清晰分子键合和反键合状态特征的量子点分子已被证明，其中可利用量子限制斯塔克效应 5、6 调整载流子群。这些光学活性量子点也是量子网络单元非常有希望的候选者，因为它们可以将光子量子比特中编码的量子信息传输到固态量子比特并在耦合的量子点电路中处理该信息 7 – 9 。控制点之间的隧道耦合是适当调整和执行量子比特之间量子门所需的关键特性。例如，在静电定义的量子点中，可通过为此目的设计的电门实现点间隧道耦合，并且已实现多达 9 个量子比特的线性阵列 10 。在外延量子点中，隧道耦合由量子点之间的距离决定，该距离在生长过程之后无法改变 7 、 11 – 13 。由于原子级外延生长的不确定性，这会产生可重复性问题。克服这些问题的尝试包括旨在引入受控结构变化的措施，例如激光诱导混合 14 、将发射器放置在光子腔中 13 或调整点附近的应变场 15 。这些过程可提高量子点发射器的均匀性，但是它们无法实现时间相关的调整和可寻址性。为了实现这一点，通过金属栅极将外部电场施加到量子点上，从而控制电荷状态 16 、通过斯塔克位移 5 进行光谱调谐以及通过四极场 17 控制激子精细结构。此外，最近在外延量子点中进行的电子传输实验已经证明了隧道耦合的电调谐 18 – 20 。然而，这些方法需要复杂的设备设计和工程。在本信中，我们通过施加垂直于点堆叠方向的磁场来演示点间耦合的可调谐性。我们首先对 InP 纳米线中的 InAsP 双量子点 (DQD) 进行光学磁谱分析，并确定了逆幂律，该定律控制每个点的 s 壳层发射之间的能量差，该能量差是点间距离的函数。发射能量受点成分和应变差异的影响，而点之间的耦合则在生长阶段由分隔它们的屏障厚度决定。但是，我们将证明我们可以调整对于特定状态，通过施加平行于量子点平面的磁场（即 Voigt 几何），发射能量差可在约 1 meV 的范围内按需变化。正如我们将要展示的，如果没有点之间的量子力学耦合，这种能量转移就不可能实现，我们将此结果解释为点间隧道耦合的磁场调谐是由于经典洛伦兹力的量子类似物而发生的。
栅极金属功函数对无结 (JL) 纳米线 GAA MOSFET 性能的影响
进一步扩展工作，以匹配 nMOS 和 pMOS 的阈值电压，从而实现反相电路。阈值电压匹配是通过校准金属功函数和器件沟道长度来匹配阈值电压来实现的。计算了不同栅极长度匹配的阈值电压，其中 nMOS 为 60nm，而 pMOS 为 47nm。nMOS 的功函数值为 4.3eV，pMOS 为 4.461eV。此时的阈值电压几乎
利用电化学技术对纳米微电子应用的半导体化合物进行工程设计
通常，半导体纳米线是通过众所周知的技术来制备的，例如多孔模板中的电化学沉积、化学传输、使用金催化种子的化学气相沉积等[3-5]，这些技术代表了自下而上的技术。在过去的二十年中，已经证明，电化学蚀刻大块半导体晶体可作为纳米结构的一种经济有效的方法[6-8]。此外，通过优化电化学参数可以制备大量垂直于晶体表面的半导体纳米线。通过阳极氧化制备纳米线具有一些优点：蚀刻时间短；阳极氧化在室温下进行；不需要昂贵的设备；电解质用量少等。此外，已经证明了通过“快速电化学蚀刻”InP半导体化合物来经济高效地制备InP纳米线的可能性[9]。使用这种方法，作者在3秒的电化学蚀刻期间制备了长度为2μm的半导体纳米线，蚀刻速率达到约40μm/min。
通过调整像素密度优化同轴平面栅极氧化锌纳米线场发射阵列的性能
摘要：门控ZnO纳米线场发射阵列在平板X射线源、光电探测器等大面积真空微电子器件中有着重要的应用。由于应用需要高像素密度的场发射阵列，因此需要研究像素密度对门控ZnO纳米线场发射性能的影响。本文模拟了在保持横向几何参数成比例的情况下不同像素尺寸下同轴平面门控ZnO纳米线场发射阵列的性能，获得了发射电流和栅极调制随像素尺寸的变化曲线。利用所获得的器件参数，制备了同轴平面门控ZnO纳米线场发射阵列。场发射测量结果表明，当栅极电压为140 V时，制备的ZnO纳米线场发射阵列的电流密度为3.2 mA/cm 2，跨导为253 nS，表明栅极控制有效。性能的提高归因于优化的栅极调制。
基于聚多巴胺/羟基磷灰石纳米线的双层膜用于光热驱动膜蒸馏
完整作者列表： Cao, Sisi；华盛顿大学圣路易斯分校，机械工程与材料科学系 Wu, Xuanhao；华盛顿大学圣路易斯分校，能源、环境与化学工程 Zhu, Yaguang；华盛顿大学圣路易斯分校，能源、环境与化学工程 Gupta, Rohit；华盛顿大学圣路易斯分校，机械工程 Tan, Albern；华盛顿大学，能源、环境与化学工程系 Wang, Zhongyang；华盛顿大学圣路易斯分校，能源、环境与化学工程 Jun, Young-Shin；华盛顿大学，能源、环境与化学工程 Singamaneni, Srikanth；华盛顿大学，机械航空航天与结构工程系
重新定义纳米级高 k 介电材料在储能领域的应用：一种新型电化学活性保护屏障
关键词：能源材料、纳米级效应、高 k 电介质、隧道传导、电化学储能。缩写：（第一页脚注） ALD：原子层沉积 Si NWs：硅纳米线 Si NTs：硅纳米树 Al@SiNWs：氧化铝涂层硅纳米线 Al@SiNTs：氧化铝涂层硅纳米树 3 纳米 Al@SiNWs：3 纳米氧化铝涂层硅纳米线