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微电子与能量传输修订版
课程简介：学生将通过实践和模拟活动探索电路中的能量传递。绩效期望：HS-PS3-1：创建一个计算模型，当已知系统中其他组件的能量变化和流入和流出系统的能量时，计算系统中一个组件的能量变化。MS-PS3-2：开发一个模型来描述当远距离相互作用的物体的排列发生变化时，系统中会存储不同数量的潜在能量。具体学习成果：学生将能够 - 通过探索微电子在日常设备中的作用来吸引兴趣。 - 通过实践活动研究微电子元件如何管理和存储能量。 - 解释微电子系统中的能量关系并利用计算模型。 - 将他们对微电子能量管理的理解应用于实际问题。 - 评估他们对微电子中的能量传递、潜在能和计算建模的理解。叙述/背景信息 对于微电子 5E 课程计划，学生需要掌握基本电路概念的基础知识，包括了解电阻器、电容器和电源等组件。他们应该熟悉能量传递的原理，包括势能和动能的作用，以及欧姆定律与电压、电流和电阻的关系。了解能量如何存储（在电容器中）和耗散（在电阻器中）很重要，以及微电子如何在智能手机或计算机等日常设备中发挥作用。熟悉电子表格或电路仿真软件等基本计算工具也将有助于学生在课堂上模拟电路中的能量关系。 科学与工程实践：开发和使用模型 开发一个模型来描述不可观察的机制。（MS-PS3-2） 使用数学和计算思维 创建现象、设计设备、过程或系统的计算模型或模拟。（HS-PS3-1）
压缩空气能量传输 - 奖学金@Western
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利用特斯拉线圈在外太空进行能量传输..
摘要：虽然在太空中传输电力正在成为改进的重要角色，但无线系统也变得越来越必要。从理论上讲，特斯拉线圈是最便宜、最简单的方法之一。基本上，有三个主题至关重要。特斯拉线圈的运输就是其中之一。此外，特斯拉线圈的运输系统与卫星几乎相同。因此，我们的目标是以低成本制造它。其次，由于火星的大气层和特斯拉线圈的功率，在轨道和火星表面之间发电是另一个问题。我们的目标是在低压下探测特斯拉线圈的功率。正如本文将提到的，从理论上讲，我们的论文是成功的，证明了我们的理论是可行的。第三，远距离发电是我们定理的基础。我们正在改变公式中的结构变量，使其更有利于实现主要目的。
通过不完善的智能反射表面实现无需信道状态信息的大规模无线能量传输
摘要 — 智能反射面 (IRS) 利用低成本、无源反射元件来增强无源波束增益、提高无线能量传输 (WET) 效率，并使其能够部署到众多物联网 (IoT) 设备中。然而，IRS 元件数量的增加带来了相当大的信道估计挑战。这是由于 IRS 中缺少有源射频 (RF) 链，而导频开销变得难以忍受。为了解决这个问题，我们提出了一种无信道状态信息 (CSI) 的方案，该方案最大化特定方向的接收能量并通过相位波束旋转覆盖整个空间。此外，我们考虑了不完善的 IRS 的影响，并精心设计了有源预编码器和 IRS 反射相移以减轻其影响。我们提出的技术不会改变现有的 IRS 硬件架构，允许在当前系统中轻松实现，并且无需额外成本即可访问或移除任何能量接收器 (ER)。数值结果证明了我们的无 CSI 方案在促进大规模 IRS 方面非常有效，并且不会因过多的导频开销而影响性能。此外，在涉及大规模 ER 的场景中，我们的方案优于基于 CSI 的方案，使其成为物联网时代的一种有前途的解决方案。
用于集成数据和能量传输的无细胞网络
摘要 — 无蜂窝网络可实现分布式接入点 (AP) 之间的全面协作。本文重点研究如何降低无蜂窝网络在下行链路综合数据和能量传输 (IDET) 中的长期能耗，以实现能源可持续性。最终的设计包括大时间尺度上的 AP 分类和小时间尺度上的 AP 波束成形，以同时满足数据用户和能源用户的 IDET 要求。为了同时处理二进制整数动作 (AP 分类) 和连续动作 (波束成形)，我们创新地提出了一种稳定的双参数化深度 Q 网络 (DP-DQN)，该网络可以通过智能核心处理器 (ICP) 中运行的数字孪生 (DT) 来增强，从而实现更快、更稳定的收敛。因此，无蜂窝网络可以避免在训练过程中遭受性能波动。仿真结果表明，我们的 DP-DQN 在收敛性方面优于其他基准，同时保证了最优解。
Dicke 量子电池中的能量传输增强
我们从理论上研究了 Dicke 量子电池中充电功率的增强，该电池由耦合到单模腔光子的 N 个两能级系统 (TLS) 阵列组成。在 N 较小的极限下，我们解析地解决了完全充电过程的时间演化。发现驱动哈密顿量的特征向量是伪埃尔米特多项式，因此演化被解释为类似谐振子的行为。然后我们证明，在传输相同数量的能量时，使用集体协议的平均充电功率比并行协议大 N √ 倍。与之前的研究不同，我们指出这种量子优势不是源于纠缠，而是由于 TLS 之间的相干协同相互作用。我们的结果为 Dicke 电池的动态充电过程提供了直观的定量洞察，并且可以在真实的实验条件下观察到。
DNA 模板导向的二维激子网络作为高效模型光收集和能量传输系统
摘要：光合生物将离散的集光复合物组织成大规模网络，以促进高效的光收集和利用。受大自然的启发，本文使用合成的 DNA 模板引导染料聚集体与菁染料 K21 形成离散的分支光子复合物和二维 (2D) 激子网络。DNA 模板的范围从四臂 DNA 瓦片（每臂约 10 纳米）到具有不同几何形状和不同尺寸的二维线框 DNA 折纸纳米结构，最大可达 100 × 100 nm 2 。这些 DNA 模板染料聚集体表现出强耦合的光谱特征和离域激子特性，从而实现高效的光子收集和能量传输。与在单个 DNA 瓦片上模板化的离散分支光子系统相比，互连的激子网络的能量传输效率提高了约 2 倍。这种自下而上的组装策略为创建具有复杂几何形状和工程能量路径的二维激子系统铺平了道路。
提交给高能化学分子内振动能量传输如何随着分子的刚性和极性而变化
摘要。低聚聚乙二醇 (PEG) 链中的振动能量传输可以通过光学振动链带以弹道方式进行，表现出快速而恒定的传输速度和高传输效率，从而提供了将超过 1000 cm -1 的大量能量传输到超过 60 Å 的远距离的方法。我们报告了分子内能量传输时间、链间传输速度和端基冷却速率如何取决于环境的刚性和极性。实验使用端基标记的 PEG 低聚物和二维红外 (2DIR) 光谱进行。弹道能量传输在链的一端通过在约 2100 cm -1 处激发叠氮基部分来启动，并通过探测琥珀酰亚胺酯的羰基拉伸模式在链的另一端记录下来。我们发现环境的刚性（聚苯乙烯 (PS) 基质与极性相似的溶液）不会对能量传输时间和链传输速度产生太大影响。这些结果表明，在弱极性介质中，尽管溶液中存在快速松弛成分，但溶液中发生的动态波动（但在固体基质中基本冻结）并不是链状态失相的主要原因。不同介质中传输时间的相似性表明二级链结构对 PEG 链中的传输影响不大。溶剂极性显著影响分子内传输：极性 DMSO 中的传输效率比非极性 CCl 4 或 PS 中的传输效率小约 1.6 倍。在极性更强的溶剂中，琥珀酰亚胺酯端基的冷却时间缩短，影响等待时间依赖形状，从而影响能量到达报告器的时间。本文分析了从数据中提取能量到达时间的不同方法。观察到的链间传输时间对溶剂极性的依赖性表明存在多个以不同群速度在 PEG 链中传播的波包。1. 简介。
