#郑在播报#【郑州大学在非平衡过程《熵增-时间》的普适性测不准关系研究方面取得突破性进展】
近日,郑州大学物理学院与中科院精密测量研究院等单位合作,利用超冷40Ca+离子所构造的量子模拟实验平台,精巧设计并实现了可控的量子体系非平衡热力学过程,首次在单原子层面上准确验证了量子开放体系的操控速度与体系的熵增加率必须受一个内禀的测不准关系制约,并且有望将该测不准关系普适性从量子拓展到经典体系。相关研究成果以“Experimental Verification of Dissipation -Time Uncertainty Relation”为题发表在物理学国际权威期刊《Physical Review Letters》上,并入选编辑推荐文章及物理《PHYSICS》亮点推介。物理学院闫磊磊研究员为论文第一作者,苏石磊副教授和中科院精密测量研究院周飞、冯芒研究员为共同通讯作者,物理学院贾瑜教授与梁二军教授为论文重要作者。
对于量子力学而言,测不准原理是其基石之一。在实际量子操控过程中,会不可避免地受到环境因素影响,尽管在某种程度上,这种影响对量子测量、量子初态制备和量子信息读取等有积极作用,但其噪声使量子操控的保真度大大减弱。因此,快速操控真实体系的量子态除了需要量子技术的提升,也要考虑其它非量子因素。
闫磊磊研究员、苏石磊副教授研究团队与中科院精密测量研究院等单位合作,基于40Ca+离子的精密操控关键技术,由单个超冷40Ca+离子构造的量子模拟实验平台,精巧设计了四个独立可控的耗散通道,实现了对热力学过程速度的精准操控。同时,研究人员还自主发展了数据处理方法,使整个热力学过程的细节可以通过实验测量和数值处理精确地呈现出来。基于这些成果,他们演示了系统熵流对过程实现速率的限制,并最终直接验证了“耗散-时间不确定关系”在量子体系中完全成立。本工作有助于理解真实量子操控的速度限制,对进一步优化量子测量、量子初态制备和量子信息读取等技术有重要价值。尤为重要的是,该工作展示了单个离子构成的量子模拟器就能精确可信地模拟难以真实观察到的量子非平衡热力学过程,再次表明量子技术的巨大潜力和作为一项颠覆性技术的未来前景。
该研究成果不仅涉及量子力学的基本问题,而且对于正确认识量子测量、量子态制备具有重要指导作用。论文发表后被《Physical Review Letters》被编辑推选为本期“Editors’ Suggestion”(编辑推荐)高亮点论文,同时被编辑部推选为“Featured in Physics”(物理特色论文)。成果受到了国际同行和知名专家的关注,其中英国著名学者Philip Ball教授以“Speed Limit>
每日必看!精选【农业】,【半导体】等今日热点题材研报
2021-9-13
芯片:万业企业(600641):离子注入机经营拐点,半导体平台化不断拓展。
农业:登海种业(002041):半年业绩同比大增,种子价格蓄势待涨。
医药:佐力药业(300181):“稳经营,强招商”成效显著,全年增长或超预期。
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基于石墨烯晶体管阵列的集成生物传感器平台,用于实时高精度离子传感
智能传感器,例如汗液传感器,可以针对生物流体中各种生理相关的生物标志物进行检测,因而在健康跟踪和医学诊断方面显示出巨大的潜力。石墨烯等二维材料在用于智能传感器制备方面具有良好的的前景,但由于材料合成和器件制备技术的一致性问题,器件之间存在较大的差异。
据麦姆斯咨询报道,近日,美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)及国际商业机器公司(IBM)研究中心的研究人员联合开发了一个强大的生物电子传感平台,该平台由200多个集成传感单元、定制的高速读出电子器件和机器学习推理系统组成,从而克服了传感器间的一致性问题,实现了快速、便携和可靠的测量功能。
离子选择膜(ISM)功能化石墨烯传感器阵列
该研究中使用的石墨烯传感芯片是在4英寸、200 μm厚的玻璃晶圆上制造而成的。每个传感单元由一个30 μm × 30μm石墨烯通道和两个Ti(5 nm)/Au(150 nm)源/漏电极组成。由定制印刷电路板(PCB)和微控制器组成的测量系统允许以便捷的方式从大量传感器中快速获取高质量数据(图1b、c)。测量系统还包含一个外部薄型Ag/AgCl参考电极,为数据采集提供稳定的参考电位。
图1 高度集成的传感系统
轮廓匹配校准
校准对于几乎所有传感系统都是必不可少的,因为传感器会因磨损、老化和环境影响而退化。同样地,电解质门控石墨烯场效应晶体管(EGFET)由于石墨烯在环境空气中的性质变化,会不可避免的发生漂移超时,因此也需要重新校准。通常用于校准EGFET的方法,需要在跨越整个意向研究浓度范围的多重稀释下对器件进行完整的I-V特性表征。然而,轮廓匹配方法只需要使用一种已知浓度的校准溶液对器件I-V特性进行一次测量。由于离子传感器的灵敏度漂移在六个月内可忽略不计,传感器可以通过轮廓匹配方法轻松校准,以在多个测试情景中实现相同的传感精度。
图2 离子选择膜(ISM)功能化石墨烯传感芯片和轮廓匹配校准
用于多路复用传感的高度集成阵列
为了进一步推动传感系统的功能,研究人员开发了一个集成传感芯片,该芯片集成了K⁺、Na⁺和Ca²⁺ ISM(图3a)。接着,研究人员使用集成传感芯片进行了两组测量。第一组被称为“纯溶液”,包含15种电解质溶液,其中只有一种类型的分析物离子,其浓度跨越几个数量级。第二组被称为“混合溶液”,包含在去离子水中具有多种类型分析物离子的电解质溶液。研究人员使用来自测量的单个器件的狄拉克点(以纯溶液作为特征)执行主成分分析(PCA),以在较低维空间下可视化多变量数据,同时保留最大方差。前两个主成分(PC)占数据总方差的92.1%。PC1和PC2的得分绘制在图3d中。结果显示,K⁺、Na⁺和Ca²⁺离子簇分离良好,表明传感器能够区分不同类型电解质中的离子。通过使用单个传感器的离子灵敏度作为特征集,可以实现进一步的分离。
图3 具有K⁺、Na⁺和Ca²⁺ ISM的高度集成传感芯片
算法增强的传感精度
最后,基于随机森林算法,研究人员用纯溶液测试的数据训练了一个分类器,在对离子类型的存在进行分类时达到97.6%的准确率,如图4a所示。另外,尽管确定纯溶液中的离子类型和浓度很重要,但实际应用需要在多离子溶液中具有高性能。因此,研究人员使用多离子溶液进行了第二组实验,其中K⁺、Na⁺和Ca²⁺三种离子同时存在。训练多类随机森林分类器以预测K⁺、Na⁺和Ca²⁺的浓度,每个离子的准确度分别为90.6%、82.6%和61.7%(图4c-e)。这些结果显示了多路复用传感芯片在复杂的现实环境中表现良好的潜力。
图4 使用来自高度集成传感芯片的数据的随机森林模型
综上所述,研究人员开发了一种基于石墨烯的高度集成传感平台,该平台解决并克服了当前二维材料技术的局限性,实现了高性能和增强的功能。其可扩展的制造工艺为未来的传感器提供了一种有前景的实现卓越性能和低成本的方法。该便携式传感平台使用200多个石墨烯传感器来实现对简单电解质、人工尿液和人工外分泌汗液中K⁺、Na⁺和Ca²⁺的准确检测。所提出的传感平台结合了统计学上显著的样本量和校准方法,以克服传感器间的差异,并展示了出色的灵敏度和可逆性。随机森林算法显示出了准确的离子类型分类、浓度预测以及在电解质失衡相关疾病诊断中的潜在应用,并在传感器性能增强方面证明了将大型数据集与统计数据和机器学习相结合的重要性和有效性。另外,该传感平台可以很容易地用于其他感兴趣的分析物以及其他先进的二维材料,以实现生物医学应用的准确可靠的多路传感。
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赛微电子
chiplet芯片先进封装+第三代半导体+EDA概念+今日低位股
Chiplet概念
公司拥有目前业界领先的TSV绝缘层工艺和制造平台,已研发出包括深反应离子刻蚀等在内的100余项MEMS核心国际专利,可以为实现功能化晶圆级封装和三维集成提供保障。
EDA概念
公司参股子公司展诚科技从事EDA软件开发
第三代半导体
公司从事第三代半导体业务,主要是指GaN(氮化镓)材料的生长与器件的设计,公司已建成6-8英寸GaN外延材料产线(一期)的产能为1万片/年,且正在持续研发氮化镓器件;21年6月,公司GaN外延晶圆已开始批量生产、出货
光刻机
公司与ASML合作,在瑞典和北京分别拥有数台光刻机,此外公司一直为全球光刻机巨头厂商提供透镜系统MEMS部件的工艺开发与晶圆制造服务。
华为海思概念
公司为华为(海思)提供硅光子芯片的代工服务
公司是全球领先、国际化运营的高端集成电路晶圆代工生产商,也是国内拥有自主知识产权和掌握核心半导体制造技术的特色工艺专业晶圆制造商。公司在国内外拥有多座中试平台及量产工厂,业务遍及全球,服务客户包括国际知名的DNA/RNA测序仪、光刻机、元宇宙、计算机网络及系统、硅光子、红外、可穿戴设备、新型医疗设备、汽车电子等巨头厂商以及细分行业的领先企业,涉及产品范围覆盖了通讯、生物医疗、工业汽车、消费电子等诸多领域。公司同时在境内外布局中试线及量产线,以同时满足境内外客户的不同需求,致力于形成可支持“内循环”、兼顾“双循环”的代工服务体系,与此同时,公司正在打造先进的晶圆级封装测试能力,致力于为客户提供从工艺开发、晶圆制造到封装测试的一站式系统化高端制造服务,努力发展成一家国际化经营的知名半导体制造领军企业。
报告期内,公司从事的主要业务包括MEMS工艺开发及晶圆制造、GaN外延材料生长及芯片设计;与此同时,公司围绕半导体主业开展产业投资布局,对实体企业、产业基金进行参股型投资。
报告期内,为公司贡献业绩的具体业务主要为MEMS芯片的工艺开发及晶圆制造。
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大家好,我是学姐,很多人不想选择理科就是因为化学难学。高中化学知识涵盖的内容比较广泛,既包括了很多难以记忆的化学方程式,还有许多概念。学好高中化学不仅需要超强的记忆力,还需要有较好的理解能力,只有通过不断地记忆和理解才能最终学好高中化学。对于高中化学学习,学姐为大家整理了高考化学必备之离子共存问题!速刷秒杀技巧!建议收藏打印!共10页#高考##好平台好讲师##化学##中考化学##高中##学习##知识##学霸##逆袭#
据说这是美国最新的反重力飞行器?
TR-3B是美国上世纪80年代中期研制的反重力飞行器,这种三角形航空平台是美国大型“极光”秘密计划的组成部分。反重力原理是因为它利用“磁场中断器”产生的离子加速环,可产生一个磁旋涡场,以抵消地球引力的89%,因此可以做到快速移动和悬停。[呲牙][来看我]
我想问下车主朋友们,平台上显示E+的电池是锂离子电池,谁知道这电池到底是三元锂还是磷酸铁锂还是另一种离子电池?官方没明说。雷克萨斯的插混版本我看显示的是三元锂电池,为什么这款车直接写的锂离子电池。求解答