調制電場的案例
基于COMSOL的空間調制電場誘導聚合物微納米結構成型
在聚合物微納米結構制造方法中，空間調制電場誘導聚合物流變成形技術由于在材料普適性、結構均勻性等方面的獨特優勢，獲得了學術界的關注。“空間調制電場誘導聚合物流變成形”工藝采用結構化導電模板與涂覆有聚合物薄膜的導電襯底作為對電極，形成誘導模板/空氣/聚合物/導電襯底的多層結構。電極對之間施加電壓后，因模板結構的調制，在空氣-聚合物界面處形成隨空間位置變化的電場。這種“空間調制電場”產生的 Maxwell 應力張量驅動聚合物朝向誘導模板運動，形成具有一定形貌或尺寸的聚合物微納米結構。
數值模擬：針對目前線性穩定分析方法在空間調制電場誘導聚合物流變成形方面的不適用性，本章兼顧微納米尺度效應，建立了基于電流體動力學的兩相流動力學模型，并從力學分析角度出發研究了聚合物在空間調制電場作用下的流動成形機理，探討了成形過程中電場與聚合物流場間的耦合關系，深入理解空間調制電場誘導聚合物流變成形的本質原因。
兩相流動力學模型 ：由于聚合物復形過程中誘導模板與導電襯底的固定性，聚合物誘導流變過程的動態演變可歸結于外加電場作用下聚合物氣液界面的動態追蹤，在此，采用兩相流模型描述氣液界面形貌的演變狀態。在描述空間調制電場誘導聚合物流變行為中，需要解決的關鍵問題為：（1）電場與流場的耦合，即電場如何對流場產生作用力，流場如何影響電場分布；（2）準確的追蹤氣液界面，即如何展現電場誘導聚合物流變成形的動態過程。為實現上述目標，兩相流模型包括以下三個方面：（1）電場，即 Maxwell 方程，描述外加電壓下聚合物與空氣內部的空間調制電場分布；（2）流場，即 Navier-Stokes方程，描述流體（包含空氣與聚合物）的流變狀態；（3）相場，即 Cahn-Hilliard 方程，描述流體狀態屬性以及氣液界面的運動過程。
展開 COMSOL電場力誘導聚合物成型 ￥500
在聚合物微納米結構制造方法中，空間調制電場誘導聚合物流變成形技術由于在材料普適性、結構均勻性等方面的獨特優勢，獲得了學術界的關注。“空間調制電場誘導聚合物流變成形”工藝采用結構化導電模板與涂覆有聚合物薄膜的導電襯底作為對電極，形成誘導模板/空氣/聚合物/導電襯底的多層結構。電極對之間施加電壓后，因模板結構的調制，在空氣-聚合物界面處形成隨空間位置變化的電場。這種“空間調制電場”產生的 Maxwell 應力張量驅動聚合物朝向誘導模板運動，形成具有一定形貌或尺寸的聚合物微納米結構。
數值模擬：針對目前線性穩定分析方法在空間調制電場誘導聚合物流變成形方面的不適用性，本章兼顧微納米尺度效應，建立了基于電流體動力學的兩相流動力學模型，并從力學分析角度出發研究了聚合物在空間調制電場作用下的流動成形機理，探討了成形過程中電場與聚合物流場間的耦合關系，深入理解空間調制電場誘導聚合物流變成形的本質原因。
兩相流動力學模型 ：由于聚合物復形過程中誘導模板與導電襯底的固定性，聚合物誘導流變過程的動態演變可歸結于外加電場作用下聚合物氣液界面的動態追蹤，在此，采用兩相流模型描述氣液界面形貌的演變狀態。在描述空間調制電場誘導聚合物流變行為中，需要解決的關鍵問題為：（1）電場與流場的耦合，即電場如何對流場產生作用力，流場如何影響電場分布；（2）準確的追蹤氣液界面，即如何展現電場誘導聚合物流變成形的動態過程。為實現上述目標，兩相流模型包括以下三個方面：（1）電場，即 Maxwell 方程，描述外加電壓下聚合物與空氣內部的空間調制電場分布；（2）流場，即 Navier-Stokes方程，描述流體（包含空氣與聚合物）的流變狀態；（3）相場，即 Cahn-Hilliard 方程，描述流體狀態屬性以及氣液界面的運動過程。
展開 今日Nature: 鐵電疇壁再發正刊，調制微波器件
因此，在傳統鐵電體微波電容中，質量因子Q和電容調制比n總是相互制約，限制了其進一步的應用。5G通訊技術以及物聯網的興起，對頻譜的更精細化使用和信號傳輸質量提出了更高的技術要求，采用傳統壓電效應工作機制的器件已經很難達到要求。
圖1：（a）Ba0.8Sr0.2TiO3關于溫度T和應力us的相圖；（j）實驗測得微波頻率下（100 MHz — 15 GHz）的電容調制比n，以及和其他最好性能的薄膜微波可調電容的比較。
為了解除Q和n的互相限制，通過選取合適的襯底對Ba-0.8Sr0.2TiO3施加微弱的拉伸應力，在薄膜中形成了90°頭尾相接的平行于薄膜平面的鐵電疇（圖1a中的示意圖所示）。在室溫下，因為薄膜被施加的應力值極小并且十分接近居里相變溫度，電容調制比n值在100 MHz至10 GHz間，其平均值高于13，數倍于之前報道的其他鈣鈦礦薄膜的可調電容（圖1j所示）。
圖2：(a)(b)薄膜樣品在不同電極尺寸下，1 GHz至10 GHz測得的質量因子Q關于電場E的諧振譜；(c)圖a和b中在每個頻率的質量因子Q的最大值.
采用傳統壓電效應的可調電容中，質量因子Q的諧振峰均為分立，且在電場調制作用下一般只有幾百MHz的變化。作為對比，鐵電相Ba0.8Sr0.2TiO3薄膜的質量因子Q在1 GHz至10 GHz的測量頻譜內，其平均值在100至1000之間，受電場作用連續可調；并且其諧振峰不隨電極尺寸而變化，進一步驗證了其工作機制不是壓電效應（圖2a，2b所示）。
為了解釋試驗中觀察到的高電容比率n和連續的質量因子Q諧振譜，利用分子動力學模擬了BaTiO3薄膜在微波頻率下，稍低于居里相變溫度時的原子運動軌跡。
展開 科學家開發出一種新的偏振異質結構發光材料！2D材料和0D量子點的“結合”，為未來新型顯示器帶來可能
此外，基于這種0D/2D納米異質結構發光材料的多功能設備能夠無縫融合光發射、調制和光檢測的功能。
資料來源：Xu HongWei等
圖2. a、集成器件中0D/2D構型復合材料的光學性能示意圖；b、紫外波長范圍內檢測性能的比較分析；c、電場調制（E=6V/mm）下，不同偏振角下發光強度的比較。
構建0D/2D異質結構偏振發光材料的關鍵，不僅在于用不同尺寸的材料有效地錨定組件，還在于確保它們的光學特性能夠無縫協調。為了避免2D材料對0D發光材料激發和發射光之間的潛在吸收猝滅，研究團隊采用了具有寬帶隙和高場靈敏度的鈷摻雜二氧化鈦（CTO）作為基礎色散元件。
通過化學吸附誘導Ti-O-C鍵的形成，該團隊成功合成了CDs/CTO異質結的膠體溶液。這種膠體溶液剛好保留了CTO的光學各向異性特性和CDs的有效藍色發光特性，這也就意味著研究人員成功構建了一款全無機CDs/CTO異質結構的偏振發光材料。
基于上述所開發的異質結構發光材料，研究人員利用光學器件異質結的二向色吸收特性成功實現了360 nm至385 nm范圍內的紫外光的檢測。這其中，CDs的偏振光發射是通過CTO誘導的定向排列實現的，這標志著研究人員基于上述方案成功開發出一種無縫集成調制、發射和檢測的多功能光學控制原型裝置。
該研究成果不僅為偏振發光材料家族引入了一個新成員，還為開發各種異質結構發光材料提供了新的視角和創新的方法。這些特性的融合為光學調制和檢測，以及對偏振發光的調制提供了一種有形的原型器件。這一發現將有可能應用于光催化、生物醫學應用、顯示和光通信等多個不同領域。
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西交大Advanced Materials：電場可調低功耗可穿戴自旋電子器件
這樣，我們獲得了許多相同的小樣本，這確保了樣本的一致性以做不同的實驗；
圖3 不同曲率下電壓對柔性人工反鐵磁的調控效應
(a) 平面狀態離子膠電場調控示意圖； (b) 曲率為1/5 mm-1 (c) 曲率為1/3 mm-1時的示意圖；裝置的結構可以表述為Au電極/離子膠/人工反鐵磁/基底；(d-f)是tRu=9.85 ?的人工反鐵磁在不同曲率下的電場調控作用；(g-i) 是tRu=9.9 ?的人工反鐵磁在不同曲率下的電場調控作用；外加磁場沿著磁易軸方向，即面外方向；結果顯示了在離子膠調控過程當中人工反鐵磁具有豐富的磁學行為，可以實現雙-三回線之間的轉換，表明人工反鐵磁可以實現鐵磁-反鐵磁耦合之間的轉變；對于9.9?具有臨界效應的人工反鐵磁，其對應力效應比9.85 ?更加敏感。
展開 奧胡斯大學NPG Asia Materials：WSe2晶體管的雙極性輸運行為和他在模擬電路中的應用
【本文亮點】
（1）利用電場力顯微鏡研究了1-40層WSe2的電場屏蔽效應，發現1-3層WSe2屏蔽行為與二維模式的非線性Thomas-Fermi理論相符合；而4-40層WSe2的屏蔽行為則趨向于三維Thomas-Fermi理論，呈現了WSe2的維度效應。
（2）研究了1-40層WSe2場效應晶體管的電學性質，對其載流子濃度，遷移率，雙極性行為進行了深入的分析討論。
（3）研究了WSe2厚度與金半接觸勢壘的依賴關系，發現肖特基勢壘主要體現在空穴區域，且隨著層數的增加，空穴導電的肖特基勢壘逐漸降低。
（4）將WSe2晶體管與Kelvin力顯微鏡相結合，研究了WSe2功函數與外電場的依賴關系，揭示了外電場對WSe2費米能級的調制效應及WSe2雙極性場效應的本質。
（5）構建了基于雙極性WSe2晶體管的模擬電路，呈現出由門電壓可調節的同向/反向電路。
【引言】
相對于單極性晶體管而言，雙極性晶體管能夠很容易的通過調節門電壓使其工作在n-type半導體或者p-type半導體。因此雙極性晶體管有望更高效地簡化電路設計并節約CMOS設計空間。石墨烯和黑磷具有雙極性電場效應。然而石墨烯受限制于其零帶隙的特點而很難應用于邏輯器件中。黑磷雖然具有可觀的帶隙，但是其對大氣比較敏感而較難應用于實際器件中。
【成果簡介】
近日，丹麥奧胡斯大學的Dong Mingdong教授（通訊作者）團隊，深入研究了一種新型的雙極性WSe2半導體的電輸運性質。他們采用電場力顯微鏡，表面電荷顯微鏡等技術對1-40層厚度的WSe2開展了一系列的研究。
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