量子点阵列几何构型对电子跃迁输运的调控

摘要：硅基纳米结构中杂质原子量子点阵列因其在量子计算、量子模拟等领域的巨大应用潜力而备受关注. 基于线形、环形和网状等不同几何结构排列的量子点阵列因拓扑特性的差异以及长程库仑相互作用的影响, 展现出各异的电子输运特性. 同时, 通过调控电子隧穿和波函数相位相干性, 可以深刻影响电子的跃迁输运行为. 本文致力于构建硅基纳米结构中杂质原子量子点阵列的通用Fermi-Hubbard 模型, 探讨量子点分布的几何构型对电子的跃迁输运行为的调控机制. 特别以环形量子点阵列为例, 深入分析了不同几何结构和电子跃迁模式下的电子添加能谱与电导特性, 揭示了在位电子库仑排斥能、位间电子库仑排斥能、电子-离子实长程库仑吸引能与量子点耦合对电子跃迁行为的影响, 为理解量子点阵列几何分布对跳跃电子输运特性的调控机制提供了基本理论框架.

交叉 2026年04月01日 1 点赞 0 评论 381 浏览

飞秒激光赋能精准微创牙科治疗：原理、进展与挑战

摘要：飞秒激光具有超短脉冲和极高的峰值功率，其独特的“冷烧蚀”作用机制，可在极小的热影响区内实现高精度去除，从而避免传统激光和机械钻头所导致的牙髓热损伤、牙体微裂纹及碳化等问题。凭借这一特性，飞秒激光在牙科治疗中展现出卓越的微创性与精确性。文中综述了飞秒激光与牙体硬组织及其他相关材料的相互作用原理，系统梳理了飞秒激光在牙科治疗核心领域的最新应用进展，包括牙体龋坏组织的高效清除和牙体的再矿化，高精度制备修复体和种植体空腔，以及种植体表面微纳结构的诱导。此外，飞秒激光在根管消毒、龈上洁治、牙石检测等其他牙科治疗领域也展现出了优越的应用潜力。尽管如此，飞秒激光技术在牙科的临床转化中仍然面临作用机理复杂、装备成本较高、操作流程未标准化及长期疗效验证不足等挑战。未来的研究可聚焦于作用机理探究、自动化智能化设备研发、临床方案优化及长期效果验证等方面，以加速飞秒激光在精准、微创牙科治疗中的广泛应用。

交叉 2026年09月09日 1 点赞 0 评论 81 浏览

脑机接口研究态势分析

摘要：[目的/意义]脑机接口（brain-computer interface, BCI）作为实现脑信号与外部设备直接交互的前沿技术，近年来在神经康复、辅助控制及智能交互等领域取得快速发展。分析BCI国际发展态势可为我国BCI科学研究和科技布局提供参考。[方法/过程]基于Web of Science 核心合集数据库，检索了2016—2025 年的11237篇BCI相关论文，采用科学计量、网络可视化和BERTopic主题模型等分析方法，对BCI领域的研究产出、学科结构、国际合作、科研机构及研究热点进行了系统分析。[结果/结论]全球BCI研究呈现多学科融合趋势，工程学、计算机科学与神经科学为核心学科；中国在发文量和高被引论文数量上均位居全球首位，并与美国、英国等主要科研大国保持紧密合作；科研机构集中在少数高校和研究所，呈现显著集聚效应。在研究主题方面，当前研究热点主要集中在脑电图运动想象分类、中风后运动功能与脑重塑、神经电极与信号记录技术、功能性近红外光谱技术，以及想象语音解码等领域，这些方向共同涵盖了BCI技术的硬件层、算法层及应用层3个关键层次。综合上述分析，本研究系统揭示了BCI领域的发展脉络与前沿热点，以期为未来研究、技术应用及产业化探索提供参考。

交叉 2026年08月12日 1 点赞 0 评论 141 浏览

与硅基技术兼容的二维过渡金属硫族化合物电子器件

摘要：作为现代信息社会的物理基石, 以硅基材料为核心的集成电路极大推动了人类现代文明的进程. 但是, 随着晶体管特征尺寸微缩逐渐接近物理极限, 传统硅基材料出现了电学性能衰退、异质界面失稳等挑战, 导致集成电路数据处理能力提升难、功耗急剧增加等问题产生. 超薄二维过渡金属硫族化合物(transition metal dichalcogenides,TMDCs)具有表面平整无悬挂键、电输运性能优异、静电控制力强、化学性质稳定等优势, 可有效解决上述问题, 被认为是后摩尔时代集成电路的最具潜力候选材料之一. 目前, 二维TMDCs集成电路研究在多个关键领域均取得了突破性成果, 但距离产业化应用仍需要克服一些挑战. 本文着重介绍了二维TMDCs材料与电子器件在集成电路应用的各方面优势, 系统阐明了二维TMDCs集成电路在材料控制生长、范德华界面优化以及器件设计构筑等方面的关键科学问题, 提出了相应解决办法和应对措施, 分析了二维TMDCs集成电路产业化进程中的综合性挑战, 明确了“与硅基技术兼容”二维TMDCs集成电路发展路线的优势、可行性与突破方向.

交叉 2024年11月04日 1 点赞 0 评论 592 浏览

石墨烯增强铝基纳米复合材料扭转载荷下的微观变形行为

摘要：采用分子动力学模拟, 构建纯铝及含0.5%(体积分数) 的1—3 层石墨烯0°, 90°嵌入的石墨烯增强铝基纳米复合材料(Gr/Al nanocomposites) 的7 种模型, 探究Gr/Al 纳米复合材料扭转载荷下微观变形行为. 仿真结果表明, 石墨烯显著影响铝基的扭转力学响应: 石墨烯通过机械互锁与电子-声子耦合降低体系势能、平缓动能, 含石墨烯的纳米复合材料体系剪切应力波动更剧烈、极值更大; 0°嵌入时随层数增加影响更显著, 3 层石墨烯0°嵌入(3-Gr-0°) 在540°—610°附近应力极端值突出, 表明3-Gr-0°可承受更大的扭转载荷. 进一步研究发现, 3-Gr-0°中石墨烯对铝原子近短程和长程有序性的破坏作用更明显, 阻碍位错传播, 使初始位错角度增大, 位错类型仍以Shockly 为主. 本研究为该类复合材料结构设计与性能优化提供理论参考.

交叉 2026年09月10日 1 点赞 0 评论 82 浏览

电离辐射诱导金属有机框架的合成和功能化研究进展

摘要：金属有机框架（MOFs）主要由水热/溶剂热法合成，其反应过程涉及高温、高压、长时间和高能耗。尽管传统水热/溶剂热合成的MOFs具有高结晶性，但其内部的孔结构单一，且具有有限的或缺乏特异性的功能结构，极大限制其本征性能的提升和应用领域的拓展。因此，高效绿色合成具有高性能的功能MOFs仍具有挑战性。电离辐射技术凭借其独特的活化机制与刻蚀效应，在晶态多孔材料的高效合成和功能化方面展现出重要作用。本文概述了近年来基于电离辐射技术的MOFs合成与功能化的研究进展，重点涵盖伽马射线与电子束辅助的原位合成策略，包括富缺陷MOFs及其异质结构的构建；同时介绍基于伽马射线与电子束的后辐射改性方法，用于制备功能化MOFs并探讨其应用。

交叉 2026年08月13日 1 点赞 0 评论 131 浏览

三端晶体管的人工突触器件: 材料、结构与系统

摘要：神经形态工程学旨在从硬件层面上构建人工仿生神经系统, 模拟人脑独特高效的运行机制, 进而实现神经形态感知和类脑计算功能. 生物突触是人脑学习和记忆的基本结构与功能单元. 因此, 构建类生物突触结构、功能的电子器件是实现神经形态感知与计算的关键. 相较于两端的阻变器件, 三端突触晶体管在实现多态调控和降低能量消耗上都具有优势. 此外, 三端突触晶体管还可以将压力、温度等外界物理刺激转化为电信号, 在采集视觉、听觉、嗅觉等信号来工作的人造感知神经系统方面有广阔的应用前景. 本文综述了三端突触晶体管的材料选择、器件结构以及功能应用, 并重点介绍了基于三端突触晶体管的人造视觉、听觉和嗅觉三种感知系统的最新进展. 最后, 总结了三端突触晶体管及其构建的人造感知系统面临的挑战, 并对其未来发展进行了展望.

交叉 2024年11月04日 1 点赞 0 评论 715 浏览

新型电化学传感器在生物分子检测中的研究进展

摘要：随着“提高全民健康素养”的号召深入人心，自主健康监测的需求也逐渐扩大，代谢物分析在健康管理过程中占据不可替代的重要作用。与质谱法、色谱法和光谱法等传统分析技术相比，电化学传感器因其选择性强、灵敏度高和检测范围宽，在生物医学、环境科学、材料科学等领域均显示出巨大的应用潜力。目前，科研工作者已经开发出多种面向生物代谢物检测的电化学传感器，用于确定离体体液中疾病标志物的水平或进行在体实时动态监测。以生物分子检测为切入点，综述了便携式、植入式和可穿戴式新型电化学传感器在疾病相关代谢物分析中的应用进展，并对这些传感装置进行总结和比较，以期为生物传感器的创新及临床应用拓展提供参考。

交叉 2024年11月05日 1 点赞 0 评论 424 浏览

基于石墨烯超材料的太赫兹五频段折射率传感器

摘要： 针对目前太赫兹折射率传感器波段单一且灵敏度低的问题，提出一种基于石墨烯超材料的五频段折射率传感器。通过CST电磁仿真软件对传感器结构进行模拟仿真，确定了可以同时提高吸收率和灵敏度的特征尺寸。与传统超材料折射率传感器相比，通过调整石墨烯层的化学势和弛豫时间即可实现石墨烯吸收体的可调谐性。仿真结果表明，该折射率传感器在频率为4.535、6.3681、8.253、10.395和11.321THz时达到折射率吸收峰值， 吸收率分别为92.2%、99.5%、99.9%、90%和99.1%，且5个波段中最高折射率灵敏度为436GHz/RIU。与其他折射率传感器相比，该折射率传感器波段多且灵敏度高，具有良好的传感性能，可应用于光学检测、医学成像、生物传感等领域。

交叉 2024年11月06日 1 点赞 0 评论 441 浏览

玻璃内部激光改性特征的定位检测技术研究

4杭州利珀科技股份有限公司；5浙江大学基础交叉研究院）摘要：玻璃内部改性特征的位置偏离会降低其物理特性，影响后续工艺流程，制约光学及半导体领域的加工制造技术发展。改性特征与玻璃表面在散射和反射特性上存在显著差异，导致一次性定位检测难以实现。因此，提出一种基于谱域光学相干层析（SD-OCT）与双目视觉的一次性无损定位检测系统。该系统通过SD-OCT 获取玻璃上下表面的三维信息，利用双目视觉系统捕捉改性特征的侧向投影。通过构建双系统联合标定框架，求解空间坐标关系，从而实现对改性特征的定位。通过双系统分别对改性特征及玻璃上下表面进行成像，有效解决了散射与反射特性不一致时的一次性定位成像问题。实验表明，该系统对改性特征定位的最大偏差小于4 μm，符合主流微米级改性特征的检测要求。研究结果为玻璃内部激光改性特征的定位检测提供了新方法，可为光学微纳加工领域的工艺改良提供指导。

交叉 2026年09月11日 1 点赞 0 评论 83 浏览