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如何测量突破的强度


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如何测量突破的强度

2020-12-27 来源:光明网-《光明日报》 作者:袁于飞

光明日报北京12月26日电(记者袁于飞)在浩瀚无垠的宇宙中,恒星发光发热的能量来自其内部发生的热核聚变反应,这不断发生的核过程为自然界所有化学元素提供了赖以生成的“土壤”,核天体物理就是探索这一奇妙过程及其内在规律的学科。核天体物理是基础科学研究的前沿领域之一,基于深地实验室的天体核反应测量能够提供最基础和精确的实验数据。12月26日,由中核集团原子能院和中科院近物所自主研制的世界上束流强度最高深地实验设施——锦屏深地核天体物理加速器成功出束,束流强度达到2mA,综合性能达到国际同类装置先进水平。这是我国核天体物理研究取得的重大突破,标志着我国完全掌握强流高压加速器制造技术,并将进一步推动中国锦屏地下实验室成为面向世界开放的国家级基础研究平台。

如何测量突破的强度

2020年10月,中国人民大学物理学系季威教授研究组及合作团队通过理论计算和实验测量发现了世界上首个单分子驻极体[email protected],在驻极体被人类合成100年后将其物理尺寸压缩到极致的单分子水平(~1 nm,十亿分之一米)。近日,他们与香港理工大学刘树平教授研究组及英国剑桥大学Manish Chhowalla教授等合作,在低维极化材料领域又获重要突破,通过理论计算和实验测量,国际上首次在仅有6个原子层厚的非转角二维双层异质结中发现了面外压电及铁电效应。该成果深化了对二维材料新奇物性的认识并扩展了铁电材料的家族成员,展示了二维铁电材料在未来信息存储应用中的潜力。相关研究成果以“Ferroelectricity in Untwisted Heterobilayers of Transition Metal Dichalcogenides”(非转角过渡金属硫族化合物双层异质结中的铁电性)为题发表在2022年5月27日出版的世界顶级科技期刊《科学》上。[ Science376, 973-978 (2022) DOI: 10.1126/science.abm57 ]

近些年来,以石墨烯、过渡金属硫族化合物等为代表的二维材料展现出大量不同于体相材料的新奇物性,打开了寻找低维铁电材料的新大门。不过,受限于难以破缺面外结构反演对称性,大部分二维铁电材料只能产生面内而非面外的自发极化,实际技术应用障碍大。得益于二维材料特有的机械强度各向异性,即较强的层内共价键和较弱的层间非共价相互作用,实验成功实现了在同种材料中引入一定角度的旋转来构筑摩尔超晶格,并在局部破缺其面外中心反演对称性,产生可切换的铁电畴,探索了在原子级尺度上制备新型铁电超薄材料的新途径。例如,2021年《科学》报道了转角双层六方氮化硼氮化硼(Science 2021, DOI: 10.1126/science.abe8177、10.1126/science.abd3230)的面外铁电性,《自然·纳米技术》也报道了小角转角过渡金属二硫化物同质(Nature Nanotech. 2022,10.1038/s41565-021-01059-z)中的相似性质。

图1. CVD法生长的MoS2/WS2双层异质结(a)双层异质结的光学显微镜图像(b)两种不同堆叠结构对应的二次谐波信号(SHG) (c)平面SEM图像,两个黄色的矩形框所选区域分别对应于(d-e)的横截面扫描透射电子显微镜图像

具体地,他们采用化学气相沉积法(CVD)生长出了厚度仅约1 nm的非转角双层MoS2/WS2异质结,该种异质结同时具有2H和3R两种堆叠结构,均破缺了双层膜的面外反演对称性(如图1)。压电力显微镜(PFM)测量结果表明材料具有面外铁电性,在改变外场方向的测量中展现了明显的铁电回滞线性(如图2),实验测量得到面外压电系数d33为1.95-2.09 pm/V,这一数值是此前已知二维铁电材料中具有最高面外极化强度的单层α-In2Se3数值的6倍左右。

此外,该铁电薄膜还被构筑成了铁电隧道结,展现出了103数量级的客观开关比。第一性原理计算搭建了与实验相同堆叠结构的双层异质结,探索了可靠的二维材料面外压电系数计算方法,得到了2.28~2.40 pm/V的计算值,并与实验结果高度一致。计算结果表明,该双层异质结中的面外非零极化强度来自于层间电荷转移(如图3),并可在电场诱导下,仅需克服16 meV/f.u的势垒,通过面内相对原子滑移即可改变层间电荷转移的方向,实现极化方向翻转,表明该异质结是一种面外铁电薄膜材料。

该研究工作无需借助复杂的转角调控,在非转角二维异质结中实现了宏观铁电性,提供了经济高效且可扩展的大批量制备高性能二维铁电材料的新途径,开拓了二维铁电材料家族的新成员。该研究成果于5月27日以“Ferroelectricity in Untwisted Heterobilayers of Transition Metal Dichalcogenides”为题发表在《科学》(Science)期刊上,物理学系博士生王侣锦和香港理工大学应用物理系博士后Lukas Rogée为该论文的共同第一作者。物理学系季威教授、香港理工大学刘树平教授和英国剑桥大学Manish Chhowalla教授为论文的通讯作者。该工作的理论计算部分由中国人民大学完成,实验部分由合作单位完成。在人民大学完成的工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、中国科学院战略重点研究项目、中国人民大学科研基金等项目的资助。

如何测量突破的强度

如何测量不同光源的光强度?

一只红光、绿光、蓝光LED。

然而,红光、绿光和蓝光二极管的相对灵敏度是不同的,因此每级的增益必须通过反馈电阻 RFB单独确定。为此,必须从数据手册中获取每个二极管的短路电流 (ISC)),然后在由其确定的工作点处获得灵敏度 S (pA/lux)。RFB计算如下:

VFS,P-P 表示所需的全输出电压范围(满量程、峰峰值);INTMAX 表示最大光强度,对于直射阳光,其为120,000 lux。

高质量的电流-电压转换要求运算放大器的偏置电流尽可能小,因为光电二极管的输出电流在皮安范围,偏置电流较大会造成相当大的误差。失调电压也应很小。ADI公司的 AD8500 是此类应用的理想选择,其偏置电流典型值为1pA,失调电压最大值为1 mV。

如何利用相对强度进行技术性股票市场分析

相对强弱INTC股票图表01相对强弱MXIM股票图表02

相对强度Semicondutors sector chart 03


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