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2025-01-21 09:34:12波導超晶格: 波導超晶格是一種結合波導結構與超晶格特性的先進材料。它通過周期性調制材料的折射率或其他光學性質，形成類似晶格的結構，在光波導中實現光的布拉格散射、模式轉換等特殊光學效應。波導超晶格在光通信、光子集成、光信息處理等領域有重要應用，可用于制作高性能的光濾波器、光開關、光延遲線等器件。其獨特的光學特性為光子學技術的發展提供了新的思路和方法。

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基于波導超晶格的光學相控陣為激光雷達等應用提供新思路

南京大學現代工程與應用科學學院的江偉課題組報道了基于波導超晶格的半波長間距的光學相控陣，為高性能光學相控陣及相關激光雷達等應用開辟了道路。

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2021-09-05
波導超晶格光學相控陣激光雷達

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波導超晶格問答

2023-06-14 15:01:54【新品】第三代紅外探測器：高動態范圍二類超晶格T2SL

2020-08-19 09:37:25Nature：WSe2/WS2超晶格中低溫光電與磁光性質進展: 20世紀60年代物理學家約翰·哈伯德提出的Hubbard模型是一個簡單的量子粒子在晶格中相互作用的物理模型，該模型被用于描述高溫超導，磁性絕緣體，復雜量子多體中的物理機制。Hubbard模型在二維材料中的驗證可以當做是量子模擬器，用以解釋強關聯量子粒子中的問題。近期，美國康奈爾大學的Jie Shan課題組在《自然》雜志上發表了WSe2/WS2超晶格中的低溫光電與磁光性質新進展，驗證了Hubbard模型在二維材料體系中的實用性。文章通過對對角相排列的二硒化鎢（WSe2）與二硫化鎢（WS2）的研究，得到二維三角晶格Hubbard模型的相圖。如圖1a所示，由于雙層WSe2/WS2的4%晶格失配而形成三角形的莫爾超晶格。通過調控雙層WSe2/WS2器件的偏置電壓來調控載流子濃度與填充因子，從而研究其電荷和磁性能。值得注意的是，WSe2/WS2之間的扭轉角不同，兩者的反射光譜展現出不同的性質（見圖1d與圖1e）。同時，在反射對比中觀察到準周期調制，這可能與半整數莫爾代填充有關。圖1. WSe2/WS2超晶格晶胞(a)，能帶(b)與器件示意圖(c), WSe2/WS2扭轉角分別為20度（d）與60度（e）時候的反射光譜數據。通過測量WSe2/WS2超晶格器件的電阻，作者發現當填充因子是0.5（半填充）或者1（完全填充）時，電阻變化最大（見圖2c），該結果表明該器件在半填充與完全填充的時候具有絕緣態。圖2. a: 溫度1.65K，WSe2/WS2超晶格反射光譜隨載流子濃度調控變化圖。b: 反射光譜強度與填充因子的關系圖。c: 不同溫度下，器件電阻與填充因子曲線(內置圖，電阻隨溫度變化圖）。圖3. a: 溫度1.65K，WSe2/WS2超晶格圓偏振反射光譜隨磁場變化。b: 不同填充因子情況下反射光譜塞曼分裂結果。c-d: g因子隨溫度變化結果。在半填充狀態下，左旋圓偏振與右旋圓偏振測量的WSe2/WS2超晶格反射光譜在磁場下具有不同峰位（圖3a）。該峰位差即是反應了磁場引入的塞曼分裂現象。通過分析g因子隨溫度變化的結果，確認溫度高于4K時，WSe2/WS2超晶格的磁化率與溫度關系符合居里-韋斯定律（Curie–Weiss law）。對以上磁化率與溫度結果的進一步分析可以證實在WSe2/WS2超晶格中Hubbard模型完全適用。文章中，作者使用了德國attocube公司的attoDRY2100低溫恒溫器來實現器件在極低溫度1.65K下通過電場與磁場調控的低溫光學實驗。該工作成功地表明莫爾超晶格是很好的研究強關聯物理并適用Hubbard模型的平臺。圖4：低振動無液氦磁體與恒溫器—attoDRY系列，超低振動是提供高分辨率與長時間穩定光譜的關鍵因素。attoDRY2100+CFM I主要技術特點：+ 應用范圍廣泛: PL/EL/ Raman等光譜測量+ 變溫范圍：1.5K - 300K+ 空間分辨率：< 1 μm+ 無液氦閉環恒溫器+ 工作磁場范圍：0...9T (12T, 9T-3T，9T-1T-1T矢量磁體可選)+ 低溫消色差物鏡NA=0.82+ 精細定位范圍： 5mm X 5mm X 5mm @4K+ 精細掃描范圍：30 μm X 30 μm @4K+ 可進行電學測量，配備標準chip carrier+ 可升級到AFM/MFM、PFM、ct-AFM、KPFM、SHPM等功能參考文獻：[1]. Yanhao Tang et al, Simulation of Hubbard model physics in WSe2/WS2 moiré superlattices, Nature, 579, 353–358(2020)

2023-05-18 16:59:34全共線多功能超快光譜儀與高精度激光掃描顯微鏡，二維材料與超快: 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT MONSTR Sense Technologies是由密歇根大學研究人員成立的科研設備制造公司。該公司致力于研發為半導體研究應用而優化的超快光譜儀和顯微鏡，突破性的技術可將光學器件和射頻電子器件耦合在一起，以穩健的方式測量具有干涉精度的光學信號，真正實現一套設備、一束激光、多種功能。圖1. 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT不僅兼具共振和非共振超快光譜探測，還可以兼容瞬態吸收光譜（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光譜(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多維相干光譜探測(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。開創性的全共線光路設計，使其可以與該公司研發的高精度激光掃描顯微鏡（NESSIE）聯用，實現超高分辨超快光譜顯微成像。全共線多功能超快光譜儀的開發也充分考慮了用戶的使用體驗，系統軟件可自動調控參數，光路自動對齊、無需校正等特點都使得它簡單易用。全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT主要技術參數：高精度激光掃描顯微鏡NESSIE MONSTR Sense Technologies的高精度激光掃描顯微鏡NESSIE可用入射激光快速掃描樣品，在幾秒鐘內就能獲得高光譜圖像。該設備可適配不同高度的樣品臺和低溫光學恒溫器，物鏡高度最多可變化5英寸，大樣品尺寸同樣適用。NESSIE顯微鏡是具有獨立功能，可以與幾乎任何基于激光測量與高分辨率成像的設備集成在一起，也非常適合與該公司研發的全共線多功能超快光譜儀集成。圖2. 高精度激光掃描顯微鏡NESSIE 高精度激光掃描顯微鏡-NESSIE的輸入信號為單個激光光束，輸出信號為樣品探測點收集的單個反向傳播光束，這樣的光路設計確保了反傳播信號在掃描圖像時不會相對于輸入光束漂移，因而非常適用于激光的實驗中的成像顯微鏡系統。圖3. 使用NESSIE在室溫下測量的GaAs量子阱的圖像。a）用相機測量的白光圖像。b）用調諧到GaAs帶隙的80MHz激光器（5mW激光輸出）進行激光掃描線性反射率測量。c）同時測量的激光掃描四波混頻圖像揭示了影響GaAs層的亞表面缺陷 BIGFOOT+NESSIE應用案例：1. 高精度激光掃描顯微鏡用于材料表征美國密歇根大學課題組通過使用基于非線性四波混頻（FWM）技術的多維相干光譜MDCS測量先進材料的非線性響應，利用激子退相和激子壽命來評估先進材料的質量。課題組使用通過化學氣相沉積生長的WSe2單分子層作為一個典型的例子來證明這些功能。研究表明，提取材料參數，如FWM強度、去相時間、激發態壽命和暗/局部態分布，比目前普遍的技術，包括白光顯微鏡和線性微反射光譜學，可以更準確地評估樣品的質量。在室溫下實時使用超快非線性成像具有對先進材料和其他材料的快速原位樣品表征的潛力。圖4. (a)通過擬合時域單指數衰減得到的樣本的去相時間圖，在圖(a)中用三角形標記的選定樣本點處的FWM振幅去相曲線【參考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022). 2.二維材料中激子相互作用和耦合的成像研究過渡金屬二鹵代化合物（TMDs）是量子信息科學和相關器件領域非常有潛力的材料。在TMD單分子層中，去相時間和非均勻性是任何量子信息應用的關鍵參數。在TMD異質結構中，耦合強度和層間激子壽命也是值得關注的參數。通常，TMD材料研究中的許多演示只能在樣本上的特定點實現，這對應用的可拓展性提出了挑戰。美國密歇根大學課題組使用了多維相干成像光譜（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 簡稱MDCS），闡明了MoSe2單分子層的基礎物理性質——包括去相、不均勻性和應變，并確定了量子信息的應用前景。此外，課題組將同樣的技術應用于MoSe2/WSe2異質結構研究。盡管存在顯著的應變和電介質環境變化，但相干和非相干耦合和層間激子壽命在整個樣品中大多是穩健的。圖5. （a）hBN封裝的MoSe2/WSe2異質結構的白光圖像。（b）MoSe2/WSe2異質結構在圖（a）中的標記的三個不同樣本點處的低功率低溫MDCS光譜。（c）圖（b）中所示的四個峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混頻積分圖。（d）MoSe2/WSe2異質結構上的MoSe2共振能量圖。（e）MoSe2/WSe2異質結構的WSe2共振能量圖。（f）所有采樣點的MoSe2共振能量與WSe2共振能量【參考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022) 3. 摻雜MoSe2單層中吸引和排斥極化子的量子動力學研究當可移動的雜質被引入并耦合到費米海時，就形成了被稱為費米極化子的新準粒子。費米極化子問題有兩個有趣但截然不同的機制： (i)吸引極化子（AP）分支與配對現象有關，跨越從BCS超流到分子的玻色-愛因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），這是斯通納流動鐵磁性的物理基礎。二維系統中的費米極化子的研究中，許多關于其性質的問題和爭論仍然存在。黃迪教授課題組使用了Monstr Sense公司的全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT研究了摻雜的MoSe2單分子層。課題組發現觀測到的AP-RP能量分裂和吸引極化子的量子動力學與極化子理論的預測一致。隨著摻雜密度的增加，吸引極化子的量子退相保持不變，表明準粒子穩定，而排斥極化子的退相率幾乎呈二次增長。費米極化子的動力學對于理解導致其形成的成對和磁不穩定性至關重要。圖6. 單層MoSe2在不同柵極電壓下的單量子重相位振幅譜【參考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)

2023-03-28 09:14:23人到中年，超一半食道細胞攜帶基因突變: “平均而言，在人20多歲時的食道組織中，每個健康細胞攜帶至少幾百個突變，隨著年齡的增長，這一突變值會增加至超2000個！”——這是發表《Science》期刊上一篇文章的***新結論，它揭示了一個“隱藏的世界”。這一研究由Wellcome Sanger研究所和劍橋大學MRC癌癥研究中心的科學家們完成，他們發現：當步入中年，健康人超一半的食道組織都已被攜帶致癌基因突變的細胞所占據！也就是說，與癌癥相關的基因突變在正常組織中廣泛存在。科學家們在正常的食道組織中發現一組密集的突變細胞群，而且它們攜帶的突變基因在之前都被認為與食道癌有關。他們揭示了在整個生命過程中體細胞突變發生的趨勢，而結局只有“適者生存”（only the fittest mutations survive）——突變細胞占據主要組成。DOI: 10.1126/science.aau3879突變數遠超預期基因突變發生于細胞***的時候。隨著年齡的增長，細胞***次數變多，突變也隨之累積。這些發生在正常組織中的突變，被稱為“體細胞突變”（somatic mutations），也是理解癌癥以及可能引發衰老的***步。但是限于技術，這些突變仍屬于未知領域。在這項新研究中，科學家們招募了9名參與者（年齡范圍在20 - 75歲），使用靶向和全基因組測序技術，繪制了他們正常食道組織突變細胞的圖譜。這些食道組織被認為是健康的，因為參與者沒有已知的食道癌病史，也沒有服用與食道有關的藥物。團隊負責人、來自Wellcome Sanger研究所和MRC癌癥研究中心的Phil Jones教授表示：“在顯微鏡下，來自于健康個體（沒有癌癥跡象）的食道組織看起來完全正常。但是，細致到遺傳層面，我們發現健康的食道充滿了突變。”http://www.giant-bio.com/home-newsinfo-id-4255.html 研究人員發現，在幾乎所有食道癌中都存在的一種突變基因——TP53，已經在5-10%的正常細胞中發生了突變。這表明，癌癥的發生來源于這一小部分突變細胞。正常細胞中突變率更高相比于正常細胞，中年人可能攜帶更多的突變細胞。這項研究***揭示，20多歲時，人的每一個健康食道細胞平均至少攜帶幾百個突變，而且，這一突變數會在以后的生活中增加至超2000個。更意外的是，人至中年，控制基因***的NOTCH1基因被發現幾乎在一半的食道細胞中都出現了突變。相比于癌變細胞，該基因在正常組織中的突變頻率多出幾倍。核酸提取磁珠作為新冠病毒RNA提取的重要原料，是吉恩特生物自主研發生產的高分子材料，將均一的分子材料的粒徑控制在合理的范圍內，加入磁性，再引入配基，從而使分子材料具備磁響應性和生物吸附性能，在核酸提取的過程中可以得到良好的應用，尤其是GNT-108磁珠，更是對新冠病毒的RNA提取具有較高的特異性，提取結果可直接應用與下游定量檢測。

2023-05-26 11:43:55全共線多功能超快光譜儀與高精度激光掃描顯微鏡，二維材料與超快光學實驗必備！: 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOTMONSTR Sense Technologies是由密歇根大學研究人員成立的科研設備制造公司。該公司致力于研發為半導體研究應用而優化的超快光譜儀和顯微鏡，突破性的技術可將光學器件和射頻電子器件耦合在一起，以穩健的方式測量具有干涉精度的光學信號，真正實現一套設備、一束激光、多種功能。圖1. 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT不僅兼具共振和非共振超快光譜探測，還可以兼容瞬態吸收光譜（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光譜(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多維相干光譜探測(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。開創性的全共線光路設計，使其可以與該公司研發的高精度激光掃描顯微鏡（NESSIE）聯用，實現超高分辨超快光譜顯微成像。全共線多功能超快光譜儀的開發也充分考慮了用戶的使用體驗，系統軟件可自動調控參數，光路自動對齊、無需校正等特點都使得它簡單易用。全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT主要技術參數：若您對設備有任何問題，歡迎掃碼咨詢！高精度激光掃描顯微鏡NESSIEMONSTR Sense Technologies的高精度激光掃描顯微鏡NESSIE可用入射激光快速掃描樣品，在幾秒鐘內就能獲得高光譜圖像。該設備可適配不同高度的樣品臺和低溫光學恒溫器，物鏡高度最多可變化5英寸，大樣品尺寸同樣適用。NESSIE顯微鏡是具有獨立功能，可以與幾乎任何基于激光測量與高分辨率成像的設備集成在一起，也非常適合與該公司研發的全共線多功能超快光譜儀集成。圖2. 高精度激光掃描顯微鏡NESSIE高精度激光掃描顯微鏡-NESSIE的輸入信號為單個激光光束，輸出信號為樣品探測點收集的單個反向傳播光束，這樣的光路設計確保了反傳播信號在掃描圖像時不會相對于輸入光束漂移，因而非常適用于激光的實驗中的成像顯微鏡系統。圖3. 使用NESSIE在室溫下測量的GaAs量子阱的圖像。a）用相機測量的白光圖像。b）用調諧到GaAs帶隙的80MHz激光器（5mW激光輸出）進行激光掃描線性反射率測量。c）同時測量的激光掃描四波混頻圖像揭示了影響GaAs層的亞表面缺陷若您對設備有任何問題，歡迎掃碼咨詢！BIGFOOT+NESSIE應用案例：01高精度激光掃描顯微鏡用于材料表征美國密歇根大學課題組通過使用基于非線性四波混頻（FWM）技術的多維相干光譜MDCS測量先進材料的非線性響應，利用激子退相和激子壽命來評估先進材料的質量。課題組使用通過化學氣相沉積生長的WSe2單分子層作為一個典型的例子來證明這些功能。研究表明，提取材料參數，如FWM強度、去相時間、激發態壽命和暗/局部態分布，比目前普遍的技術，包括白光顯微鏡和線性微反射光譜學，可以更準確地評估樣品的質量。在室溫下實時使用超快非線性成像具有對先進材料和其他材料的快速原位樣品表征的潛力。圖4. (a)通過擬合時域單指數衰減得到的樣本的去相時間圖，在圖(a)中用三角形標記的選定樣本點處的FWM振幅去相曲線【參考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022).02二維材料中激子相互作用和耦合的成像研究過渡金屬二鹵代化合物（TMDs）是量子信息科學和相關器件領域非常有潛力的材料。在TMD單分子層中，去相時間和非均勻性是任何量子信息應用的關鍵參數。在TMD異質結構中，耦合強度和層間激子壽命也是值得關注的參數。通常，TMD材料研究中的許多演示只能在樣本上的特定點實現，這對應用的可拓展性提出了挑戰。美國密歇根大學課題組使用了多維相干成像光譜（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 簡稱MDCS），闡明了MoSe2單分子層的基礎物理性質——包括去相、不均勻性和應變，并確定了量子信息的應用前景。此外，課題組將同樣的技術應用于MoSe2/WSe2異質結構研究。盡管存在顯著的應變和電介質環境變化，但相干和非相干耦合和層間激子壽命在整個樣品中大多是穩健的。圖5. （a）hBN封裝的MoSe2/WSe2異質結構的白光圖像。（b）MoSe2/WSe2異質結構在圖（a）中的標記的三個不同樣本點處的低功率低溫MDCS光譜。（c）圖（b）中所示的四個峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混頻積分圖。（d）MoSe2/WSe2異質結構上的MoSe2共振能量圖。（e）MoSe2/WSe2異質結構的WSe2共振能量圖。（f）所有采樣點的MoSe2共振能量與WSe2共振能量【參考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022)03摻雜MoSe2單層中吸引和排斥極化子的量子動力學研究當可移動的雜質被引入并耦合到費米海時，就形成了被稱為費米極化子的新準粒子。費米極化子問題有兩個有趣但截然不同的機制：(i)吸引極化子（AP）分支與配對現象有關，跨越從BCS超流到分子的玻色-愛因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），這是斯通納流動鐵磁性的物理基礎。二維系統中的費米極化子的研究中，許多關于其性質的問題和爭論仍然存在。美國德克薩斯大學奧斯汀分校李曉勤教授課題組使用了Monstr Sense公司的全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT研究了摻雜的MoSe2單分子層。課題組發現觀測到的AP-RP能量分裂和吸引極化子的量子動力學與極化子理論的預測一致。隨著摻雜密度的增加，吸引極化子的量子退相保持不變，表明準粒子穩定，而排斥極化子的退相率幾乎呈二次增長。費米極化子的動力學研究對于理解導致其形成的配對和磁不穩定性至關重要。圖6. 單層MoSe2在不同柵極電壓下的單量子重相位振幅譜【參考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)若您對設備有任何問題，歡迎掃碼咨詢！