摘要:在电信 C 波段中,1550 nm 处的纠缠光子生成至关重要,因为它能够利用已部署的电信基础设施实现长距离量子通信协议。InAs 外延量子点最近已实现在此波长范围内按需生成纠缠光子。然而,由精细结构分裂引起的时间相关状态演化目前将保真度限制在特定的纠缠态。在这里,我们展示了使用微机械压电致动器对 InAs 量子点的精细结构抑制,并演示了在 1550 nm 处生成高度纠缠的光子。在最低精细结构设置下,我们获得了 90.0 ± 2.7% 的最大保真度(同时率为 87.5 ± 3.1%)。对于中等(弱)时间滤波,同时性仍然很高,值接近 80%(50%),分别对应于收集到的光子的 30%(80%)。所提出的精细结构控制为在基于光纤的量子通信协议中利用量子点的纠缠光子开辟了道路。关键词:半导体量子点、纠缠光子、应变调谐、精细结构分裂、量子态层析成像、电信波长、单光子源
接触模式 接触模式是 AFM 中最容易理解的模式,也是扫描电容模式 (SCM)、扫描扩展电阻模式 (SSRM) 等附加模式的基础。图 3 显示了一个典型的 AFM 悬臂。悬臂和尖端通常作为一个单元用硅制造而成。常见尺寸为悬臂长度约为 100µm,尖端半径 <10nm,弹簧常数从 10mN/m 到 100N/m。1 尖端本身可以具有各种涂层,以便能够测量其对某种相互作用的灵敏度 - 从用于导电性的金属到用于生物特异性的配体。通过监测所连接悬臂的自由端的位移来测量尖端和样品表面之间的任何相互作用。有几种方案可以完成该任务,包括光束反弹、电容传感器、干涉法。光束反射方案,即激光束从悬臂反射到分段光电探测器,可以说是最常见的方案,并且由于各种原因而建立。2 悬臂的固定端可以静态安装,也可以安装在小型致动器上,以实现动态成像模式。在操作过程中,悬臂/探针是经过改进的经典闭环反馈系统的一部分(见图 2)。
碳聚合物广泛应用于航空航天、电子、[1–4] 太阳能电池技术、[5–9] 太阳能水净化、[10] 电池(如超级电容器)[11–14] 和生物医学工程(如记录和刺激电极涂层、药物输送、组织工程支架)。[15–21] 这些聚合物固有的导电性来源于它们的化学结构,该结构由重复的单键和双键(π-π)碳键交替链组成,允许电子沿着聚合物主链自由移动。此外,这些材料可以通过几种工艺(如化学、电化学、光子)进行掺杂,通过极化子的积累有效地提高它们的电导率。[22] 除了出色且可调的电性能外,碳聚合物还是一种经济高效的金属替代品,可生物降解、生物相容性好,可以通过多种工艺合成,并可以涂覆在不同类型的基材上。在研究最多的 CP 中,我们发现了聚吡咯 (PPy)、聚苯胺 (PANI) 和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐 (PEDOT/PSS)。所有这些 CP 都已广泛应用于生物医学应用,用于生物电测量、电刺激、药物输送以及生物致动器和生物传感器。[23–27] 特别是,由于 PEDOT 的高电化学稳定性和三维结构,在过去十年中,将其用作刺激电极涂层一直是研究的中心。
摘要 - 已提出了无线贝叶斯神经网络(WBNNS),以解决能源效率和设计复杂性的问题,以在资源约束边缘设备中进行培训和分类。通过引入热激活的DNA致动器和磁性旋转旋转振荡器(STOS),WBNN能够从小型数据集中学习并解决过度拟合的问题,以实现准确的分类结果。为了有效地生成高斯变量,这项工作提出了电磁耦合的stos,可以固有地创建可编程频谱分布,以用于贝叶斯神经网络(BNNS)的变异推断。具体而言,通过使用最大量的高斯变量,与BNN进行单层将DNA折纸与STO进行单层整合的纳米级异质结构,以执行乘法和积累(MAC),包括:1)具有加权偏置电流的STOS,以将概率分布和生成振动范围设置为频率范围,通过频率进行频率范围,通过频率进行频率范围,以使oscilly oscill osscill频率通过频率进行频率范围。 (2)可以选择性地整合来自各种STO的无线信号以将接收到的能量转换为可编程磁场的DNA折纸。仿真结果表明,所提出的WBNN可以在消耗625 µW时获得高于96%的精度。
液晶弹性体 (LCE) 表现出一些显著的物理特性,例如在不同性质的适当环境刺激(如热刺激)下可引起可逆的较大机械变形,这使得它们可以用作软致动器。LCE 所表现出的独特特性源于它们的各向异性微结构,其特点是嵌入聚合物网络中的液晶原分子的优先取向。LCE 设计中的一个悬而未决的问题是如何控制它们的驱动效率:液晶原分子的数量、它们如何连接到网络、有序度、交联密度是一些可控参数,然而,除了最后一个参数外,它们的空间分布一般无法调整。在本文中,我们开发了一个基于微机械的理论框架来模拟和探索网络交联密度对液晶弹性体元件机械驱动的影响。在此背景下,用于获得弹性体交联网络的光诱导聚合(光聚合)尤其令人感兴趣,它适用于精确调整材料内的交联密度分布;该技术能够获得分子级架构的 LCE,从而实现可获得驱动的最佳设计。在智能结构元件(LCE 微结构设计和优化)内正确设置交联密度排列的可能性代表了一种创建具有材料微结构编码所需驱动能力的分子级工程 LCE 元件的有趣方法。
水凝胶的独特性质使得设计栩栩如生的软智能系统成为可能。然而,刺激响应型水凝胶仍然受到驱动控制有限的困扰。直接电子控制电子导电水凝胶可以解决这一难题,并允许与现代电子系统直接集成。本发明展示了一种具有高平面电导率的电化学控制纳米线复合水凝胶,可刺激单轴电化学渗透膨胀。该材料系统允许在仅 -1 V 的电压下精确控制形状变形,其中水凝胶本体的电容充电导致高达 300% 的单轴膨胀,这是由于每个电子离子对约 700 个水分子的进入引起的。该材料在关闭时会保持其状态,这对于电调谐膜来说是理想的选择,因为膨胀和中孔率之间的固有耦合使得能够通过电子控制渗透性以实现自适应分离、分馏和分布。用作电化学渗透水凝胶致动器,它们可实现高达 0.7 MPa 的电活性压力(1.4 MPa vs 干燥)和 ≈ 150 kJ m − 3 的工作密度
设计关键的系统工程师必须能够证明,即使在对其某些动作者失去控制权后,他们的系统也可以继续执行其任务。这样的故障导致致动器产生可能不良的输入,而控制器具有实时读数,但没有控制。按定义,如果在部分损失控制授权后仍能达到目标,则系统是弹性的。但是,与其初始功能相比,在这种故障之后,弹性系统可能要慢得多。为了量化这种绩效的损失,我们将定量弹性的概念介绍为达到初始和故障系统的任何目标所需的最小时间比率。直接从定义的定量弹性计算是一项复杂的任务,因为它需要解决四个嵌套(可能是非线性的优化问题)。这项工作的主要技术贡献是提供一种有效的方法来计算具有多个集成器和非对称输入集的控制系统的质量弹性。依靠控制理论并取决于两个新的几何结果,我们将定量弹性的结合减少到线性优化问题上。我们在两个数值示例上说明了我们的方法:低促进航天器的轨迹控制器和一个带有八个螺旋桨的无人机。
摘要:本文介绍了一种用于治疗杜氏肌营养不良症 (DMD) 儿童的步态辅助外骨骼的机电一体化设计。这种类型的肌营养不良症是一种严重的疾病,会导致肌肉萎缩,从而导致活动能力逐渐丧失。临床研究表明,物理治疗有助于延长杜氏肌营养不良症患者的活动能力。然而,治疗过程是由高素质康复人员执行的繁琐活动,这使得为每位患者提供适当的治疗变得困难。本文开发了一种步态辅助外骨骼的机电一体化设计,以实现治疗过程的自动化。外骨骼设计使用适应性机制来根据患者的需求调整设备,并包括串联弹性致动器的设计,以减少外骨骼和患者之间旋转轴不对齐的影响。利用六岁儿童的人体测量数据,开发了外骨骼和儿童身体的数学动态混合模型。混合模型用于设计非线性控制策略,该策略使用微分几何进行反馈线性化并确保稳定的参考跟踪。所提出的控制律在模拟中进行了数字验证,以评估在使用轨迹跟踪程序进行治疗期间,控制系统在参数变化下的性能和鲁棒性。
数字光处理 (DLP) 是一种基于大桶光聚合的 3D 打印技术,可制造通常由化学交联聚合物制成的部件。快速增长的 DLP 市场对聚合物原材料的需求不断增加,同时人们对环境的关注也日益增加。因此,使用闭环可回收墨水进行循环 DLP 打印对于可持续发展至关重要。低温烷基取代的 𝜹 -戊内酯 (VL) 是一种工业上可获得的生物可再生原料,用于开发可回收聚合物。在这项工作中,通过 VL 的开环酯交换聚合合成的丙烯酸酯官能化聚(𝜹 -戊内酯)(PVLA)被用作平台光前体,以提高 DLP 打印中的化学循环性。一小部分光固化反应性稀释剂 (RD) 将不可打印的 PVLA 转变为 DLP 可打印墨水。各种光固化单体可用作 RD,以调节印刷结构的特性,用于牺牲模具、软致动器、传感器等应用。无论印刷聚合物是热塑性还是热固性,PVLA 的固有可解聚性都得到很好的保留。通过印刷结构的直接本体热解,原始质量 VL 单体的回收率为 93%。这项工作提出了可解聚光前体的利用,并强调了生物可再生 VL 作为循环 DLP 打印的多功能材料平台的可行性。
电场诱导转变发生在具有多种现象的无数系统中,由于其在许多应用中的重要性,引起了广泛的科学兴趣。本综述重点介绍钛酸铋钠 (BNT) 基材料中发生的电场诱导转变,BNT 基材料被认为是一类重要的无铅钙钛矿,是多种应用领域中铅基化合物的可能替代品。BNT 基系统通常被归类为弛豫铁电体,其特征是复杂结构会经历各种电场驱动现象。本综述讨论了晶体结构对称性、畴结构和宏观特性的变化与成分、温度和电负载特性(包括幅度、频率和直流偏置)的关系。八面体倾斜与极化和应变之间的耦合机制以及其他微观结构特征被认为是介导局部和整体电场诱导响应的重要因素。通过强调遍历性对双极和单极循环中域演变和抗疲劳性的影响,讨论了场诱导转变对电疲劳的作用。全面讨论了场诱导转变在关键应用(包括储能电容器、致动器、电热系统和光致发光设备)中的相关性,以确定材料设计标准。最后对未来的研究进行了展望。