Tích hợp graphene, giảm oxit graphene trên chip silicon ở nhiệt đ�� phòng

vật liệu nghiên cứu tại Đại học bang Bắc Carolina đã phát triển một khoa học cho phép họ tích hợp graphene, oxit graphene (GO) và giảm graphene oxide (RGO) trên những đế silicon ở nhiệt độ phòng bằng bí quyết tiêu dùng nano giây xung ủ laser. Việc tạm thời ứng khiến cho tăng khả năng tạo ra những thiết bị điện tử mới, và những nhà nghiên cứu đã lập mưu hoạch để sử dụng công nghệ này để đáp ứng các cảm biến y sinh vật học sáng tạo.

Trong công nghệ mới, các nhà nghiên cứu khởi đầu với 1 chất nền silicon. Họ đầu rằng sở hữu 1 lớp titanium nitride đơn tinh thể, dùng hài hòa miền epitaxy để đảm bảo cấu trúc tinh thể của nitride titan được phù hợp có cấu trúc của silicon. các nhà nghiên cứu sau chậm tiến độ đặt một lớp đồng-carbon (Cu-2.0 nguyên tử trăm C) hợp kim trên đầu trang của những nitrua titan, một lần nữa dùng phối hợp miền epitaxy. rút cuộc, những nhà nghiên cứu khiến cho tan chảy bề mặt của những hợp kim với những xung laser nano giây, mà kéo carbon lên bề mặt.

nếu như thời kỳ này được thực hành trong chân ko, các hình thức carbon trên bề mặt như graphene; nếu nó được thực hành trong oxy, nó hình GO; và nếu như được thực hành trong không khí ẩm theo sau là một chân ko, nó dường như RGO. Trong cả ba trường hợp, cấu trúc tinh thể của carbon được liên kết với những hợp kim đồng-carbon bên dưới.

"Chúng ta sở hữu thể kiểm soát xem các bon tạo một hoặc hai đơn lớp trên bề mặt của nguyên liệu bằng cách thức điều khiển cường độ của laser và độ sâu của sự tan chảy", Jay Narayan, John C. Fan Thưa chủ toạ Giáo sư công nghệ và kỹ thuật vật liệu nhắc tại NC Nhà nước và là tác kém chất lượng của 1 bài báo thể hiện công tác.

"Quá trình này có thể thuận tiện được nhân rộng," Narayan cho biết. "Chúng tôi đã thực hiện tấm với hai inch vuông, và với thể tiện dụng khiến cho chúng lớn hơn phổ thông, sử dụng laser sở hữu cao Hertz. Và đây là phần nhiều được thực hành ở nhiệt độ phòng, trong ngừng thi côngĐây ổ đĩa giảm giá tiền."

Graphene là một nhạc trưởng tuyệt vời, nhưng nó chẳng thể được dùng như là một chất bán dẫn. ngoài ra, RGO là một vật liệu bán dẫn, với thể được dùng để làm cho những trang bị điện tử như bộ cảm biến thông minh tích hợp và những trang bị quang-điện tử.

"Chúng tôi đã mang bằng sáng chế kỹ thuật và đang mang kế hoạch để sử dụng nó để phát triển các cảm biến y sinh sáng tạo tích hợp với những chip máy tính," Narayan cho biết.

nền móng optofluidic mới mang ���ng kính quang quẻ du dương và ti��u thuyết 'lightwaves'

Trong hơn 1 thập kỷ, kỹ sư điện Holger Schmidt đã phát triển những vật dụng Đánh giá quang học của các cái trên nền tảng dựa trên chip tích hợp, sở hữu những vận dụng trong những lĩnh vực như các cảm biến sinh vật học, phát hiện virus, và Đánh giá hóa học. các đồ vật mới nhất trong khoảng ​​phòng thí điểm của ông được dựa trên công nghệ mới phối hợp microfluidics hiệu suất cao cho xử lý mẫu với chỉnh năng động quang đãng và chuyển mạch, gần như trên 1 chi phí rẻ "chip" làm bằng chất liệu silicone mềm mỏng.

Trong những đồ vật trước đây từ phòng thí điểm của Schmidt, chức năng quang đãng học đã được vun đắp thành các chip silicon bằng cách sử dụng công nghệ chế tác cùng được dùng để chế tạo những chip máy tính. thiết bị mới được làm cho hoàn toàn bằng polydimetylsiloxan (PDMS), 1 vật liệu mềm, linh hoạt sử dụng trong microfluidics cũng như trong những sản phẩm như kính áp tròng và các thiết bị y tế.

"Chúng tôi sở hữu thể tiêu dùng cách thức chế tác này ngay hiện nay để vun đắp một tất cả-trong-một thiết bị cho phép chúng ta khiến cho xử lý cái sinh học và phát hiện quang quẻ trên 1 con chip," Schmidt, Giáo sư Kapany của Optoelectronics và giám đốc trọng tâm WM Keck cho nano nói Optofluidics tại UC santa Cruz.

Tính linh động của PDMS phép cho cuốn tiểu thuyết cách kiểm soát cả ánh sáng và chất lỏng trên chip. tiêu dùng công nghệ in thạch bản mềm đa lớp, sinh viên rẻ nghiệp cấp cao Joshua Công viên được xây dựng chip đựng ống dẫn sóng cả rắn cốt lõi và lõi rỗng để hướng dẫn những dấu hiệu ánh sáng, cũng như microvalves thể lỏng để kiểm soát sự vận động của mẫu chất lỏng. Schmidt và Công viên cũng lớn mạnh 1 microvalve đặc biệt với chức năng như 1 "lightvalve," kiểm soát dòng chảy của cả ánh sáng và chất lỏng.

"Điều chậm triển khai mở ra 1 tập hoàn toàn mới của chức năng mà chúng ta không thể làm trên một chip silicon", Schmidt kể. "Các lightvalve là yếu tố thú vị nhất. Trong thêm vào một switch thuần tuý on-off, chúng tôi xây dựng 1 loại bẫy quang đãng chuyển di để Nhận định các hạt sinh học như virus hoặc vi khuẩn."

Công viên và Schmidt đã Con số kết quả của các thí nghiệm ban sơ với các đồ vật mới trong một bài báo được ban bố ngày 06 tháng 9 Nature Con số công nghệ.

Trong 1 nghiên cứu trước ngừng thi côngĐây, Schmidt, Công viên, và những đồng nghiệp tại BYU và UC Berkeley đã chứng minh 1 trang bị lai trong ngừng thi côngĐây 1 PDMS con chip vi lỏng để chuẩn bị chiếc được tích hợp có 1 chip optofluidic silicon đối sở hữu phát quang quẻ của virus gây bệnh. trang bị mới phối hợp cả 2 chức năng trên cùng 1 chip. không những thế, Schmidt cho biết, những nguyên liệu hơi tốt tiền, cho phép tạo chiếc mau chóng của các trang bị.

"Chúng tôi sở hữu thể khiến cho những chuỗi phần đông những chế tác ở đây trong phòng thể nghiệm của chúng tôi, và chúng tôi sở hữu thể khiến những vật dụng mới rất nhanh", ông nhắc.

Schmidt cho biết các áp dụng tiềm năng cho khoa học này bao gồm 1 loạt những cảm biến sinh vật học và các thiết bị Nhận định. Đối mang xét nghiệm chẩn đoán virus, tỉ dụ, những kháng thể huỳnh quang đãng dán nhãn sở hữu thể được dùng để gắn thẻ chủng virus cụ thể để phát hiện quang quẻ. Trong một bài báo vừa mới đây, Schmidt và các đồng nghiệp đã chứng minh phát hiện và xác định các chủng cúm khác nhau dùng phát hiện huỳnh quang quẻ trong 1 chế độ đa can thiệp (MMI) ống dẫn sóng. có những đồ vật mới, họ đã cho thấy rằng họ với thể chủ động điều chỉnh 1 ống dẫn sóng MMI trên chip.

các điều chỉnh năng động của các trang bị optofluidic đạt được bằng cách thức ứng dụng áp lực để các kênh optofluidic, thay đổi kích thước của nó và thành ra khiến cho thay đổi tính chất quang quẻ của nó. "Chúng tôi thực sự có thể điều chỉnh các mô phỏng điểm thực hiện trong những kênh của ống dẫn sóng giao xoa, mà chúng ta chẳng thể khiến cho gì với các chip silicon", Schmidt đề cập.

Nghiên cứu Đánh giá màn hình in nhiệt

Điều gì nếu bạn có thể thuận tiện in 1 lớp mỏng của vật liệu - để tiêu dùng bất cứ nơi nào - mà sẽ cho phép bạn tạo ra thu hoạch năng lượng cởi mở hoặc khiến mát? chậm triển khai sở hữu thể sớm trở nên hiện thực.

Chuyển đổi nhiệt điện là 1 trạng thái rắn và kỹ thuật chuyển đổi năng lượng thân thiện mang môi trường với các ứng dụng nhiều bao gồm làm cho mát tình trạng rắn, thu hoạch năng lượng và thu hồi nhiệt thải.

trang bị nhiệt điện linh động là đặc thù hấp dẫn để thu hồi nhiệt thải dọc theo bề mặt các con phố viền và cho các ứng dụng thu năng lượng để các cảm biến điện, thiết bị y sinh vật học và vật dụng điện tử đeo trên người - 1 khu vực sở hữu tăng trưởng theo cấp số nhân. ngoài ra, mang được giá bán thấp, vật liệu nhiệt điện cởi mở và hiệu quả là hết sức cạnh tranh do phổ thông nguyên nguyên liệu và thách thức sản xuất.

Trong công tác dẫn dắt bởi giáo sư Yanliang Zhang tại Đại học Boise State, hiệu suất cao và giá tiền phải chăng nhiệt phim cởi mở và những vật dụng được chế tạo bằng một trật tự in lưới đương đại cho phép chuyển đổi trực tiếp những tinh thể nano vào các thiết bị nhiệt điện linh động.

Việc kiểm soát xác thực hình dạng và bề mặt hóa học các tinh thể nano bắt đầu 'và tối ưu hóa những mực nano và giai đoạn in lưới là những yếu tố quan yếu dẫn tới các màn biểu diễn chưa từng sở hữu trong các nguyên liệu nhiệt điện in ra.

Bài báo về việc này, "hiệu suất cao và bộ phim nhiệt linh hoạt bằng phương pháp in ấn màn hình giải pháp xử lý-crystalsis nanoplate", được công bố trên trang web của Con số công nghệ. Sự hợp tác với các doanh nghiệp khởi động khoa học cao ThermoAura, tập hợp vào sự tổng hợp tinh thể nano, cũng góp phần vào sự thành công của công tác này.

Dựa trên Đánh giá giá thành ban sơ, các bộ phim màn hình-in sở hữu thể nhận ra những trang bị nhiệt điện trong khoảng 2-3 cent mỗi watt, một quy trình cường độ phải chăng hơn so có nhà nước-of-the-nghệ thuật những đồ vật thương nghiệp ngày nay. giảm chi phí tương tự sẽ khiến nhiệt điện là một khoa học chuyển đổi năng lượng rất cạnh tranh rất mang thể mở ra những thị trường cốt yếu underexplored thu hồi nhiệt thải.

cách thức in ấn phụ gia này không chỉ có lợi nhiệt điện, mà còn dẫn tới một phương pháp tiếp cận sản xuất gây rối cho những trang bị điện tử khác và chuyển đổi năng lượng hoặc các kỹ thuật lưu trữ giá bán cực thấp và tính cởi mở.

Tầm nhìn của Zhang về thành thân có cung cấp phụ gia và khoa học năng lượng hiện đại để cho phép các đột phá khoa học lớn cũng đã được công nhận bởi một cơ quan liên bang tài trợ chính. vừa qua ông đã nhận được 1 giải thưởng hạ tầng hạ tầng trong khoảng Bộ Năng lượng Hoa Kỳ để đầu cơ một đồ vật in ấn phụ gia đương đại và thiết lập khả năng cung cấp chất phụ gia nhà nước-of-the-nghệ thuật tại Boise State.

Khả năng mới này sẽ cho phép học sinh để thực hiện cắt nghiên cứu cạnh về phụ gia phân phối và áp dụng của họ trên cảm biến in ấn, điện tử linh hoạt và chuyển đổi năng lượng và hệ thống lưu trữ.

những nhà vật lý tạo ra vật dụng có kích cỡ nano có tiềm n��ng rất lớn trong ngành điện toán lượng tử

các thiết bị phức tạp điêu khắc được làm cho bởi Paul Barclay và lực lượng của ông của những nhà vật lý là như vậy nhỏ nó chỉ mang thể được trông thấy dưới kính hiển vi. Nhưng microdisk xoàn của họ mang thể dẫn tới các tiến bộ rất to trong máy tính, viễn thông và những ngành khác.

Barclay và nhóm nghiên cứu của ông - một phần của Đại học Viện Calgary cho công nghệ và khoa học lượng tử và Viện kỹ thuật nano - đã làm cộng hưởng trước nhất với kích cỡ nano quang (hoặc khoang quang quẻ học) từ một đơn tinh thể xoàn cũng là một cộng hưởng cơ khí.

lực lượng nghiên cứu cũng đo - trong những khớp nối của ánh sáng và chuyển động cơ học trong vật dụng - những tần số cao, trong khoảng thời gian dài nao núng cơ học gây ra bởi năng lượng của ánh sáng bị mắc kẹt và nảy bên trong khoang quang đãng kim cương microdisk.

"Diamond trang bị kính hiển vi sản xuất 1 nền móng để nghiên cứu hành vi của những đối tượng lượng tử vi," Barclay, giáo sư vật lý và thiên văn học và Alberta Innovates Scholar trong Quantum công nghệ nano tại Khoa kỹ thuật nhắc.

"Những vật dụng này cũng với nhiều áp dụng tiềm năng, bao gồm Các bạn nước-of-the-nghệ thuật cảm biến, công nghệ cho việc chuyển đổi màu sắc của ánh sáng, và thông báo lượng tử và công nghệ máy tính."

công việc nghiên cứu được ban bố trên tin báo peer-xem xét quang đãng, "Single-Crystal kim cương Low-tán hốc Optomechanics."

thúc đẩy khoa học và nghiên cứu lượng tử

Nanophotonics Quantum can hệ đến việc phát triển vi mô và nano mạch cho các thao tác ánh sáng (khoảng 100 nhỏ hơn chiều rộng của một sợi tóc con người lần).

Thay vì Mạch vi trong chậm triển khai điện được thực hành bằng dây - được tậu thấy trong máy tính, điện thoại di động và kỹ thuật viễn thông khác - Nanophotonics can hệ tới việc truyền ánh sáng qua sợi dây. Nó giống như công nghệ sợi quang đãng, nhưng ở quy mô nhỏ hơn đa dạng và với khả năng phức tạp hơn, cho phép thông báo được truyền đi đông hơn và hiệu quả hơn.

công nghệ Nanophotonic cũng là một ích lợi cho những nhà nghiên cứu khám phá chế độ mới của vật lý lượng tử - bản chất của vật chất và năng lượng ở cấp độ nguyên tử và hạ nguyên tử.

"Khả năng sáng bẫy trong khối lượng kích thước nano trong một khoang quang quẻ tạo ra cường độ điện từ cao trong khoảng 1 lượng nhỏ ánh sáng, và khuếch đại tương tác ánh sáng vật chất mà thường gần như chẳng thể để nghiên cứu," Barclay kể.

Diamond: 'bạn thân nhất' 1 nhà nghiên cứu lượng tử

hàng ngũ Barclay sử dụng xoàn để khiến microdisk của họ, trông giống như một hockey vi nhỏ (khoang quang) được tương trợ bởi 1 rường cột đồng hồ cát hình chữ rất nhỏ ở trọng điểm.

hàng ngũ đã sử dụng ánh sáng rung đĩa để 1 tần số GHz, tần số được sử dụng trong máy tính và truyền chuyên chở điện thoại di động. "Nó cho thấy rằng kim cương với số đông tiềm năng như một nguyên liệu để làm cho ngả nghiêng cơ ở mức độ này," Barclay đề cập.

"Hãy hình dong chụp một âm xoa làm bằng xoàn và chuông nó. Nó sẽ đổ chuông vào tần số rất cao trong một thời gian rất dài. Điều này cũng giúp chúng ta đo lường các hiệu ứng lượng tử tinh tế."

Sinh viên chế tác trang bị

sinh viên Barclay của tiến sĩ, bao gồm Matthew Mitchell và Behzad Khanaliloo, tác fake chính của nghiên cứu, chế tác các microdisk từ thương nghiệp tổng hợp, chip kim cương đơn tinh thể. các sinh viên cũng được ngoài mặt và vun đắp hệ thống để đo lường đặc tính quang quẻ học và cơ khí của vật dụng.

các đội ngũ, trong chậm triển khai bao gồm David Hồ sinh tiến sĩ, sinh viên Tamiko Masuda thạc sĩ và học nhái sau tiến sĩ J.P. Hadden, sử dụng cơ sở tại Viện quốc gia về kỹ thuật nano (NINT) và Đại học nanoFAB Alberta.

"Bằng bí quyết cơ bản phát minh ra 1 trật tự chế tác nano mới cho kim cương đơn tinh thể, chúng tôi đã chứng minh một vật dụng được đẩy nhà nước của nghệ thuật trong optomechanics khoang," Mitchell kể. "Nó hứa xuất sắc để thực hiện 1 nền tảng trên chip để điều khiển sự tương tác của ánh sáng, rung động và điện tử."

Khanalioo nói: "Chúng tôi rất vui về việc tiêu dùng các vật dụng này để nghĩ ra cách thức để phục vụ các kết nối cho máy tính lượng tử."

"Chỉ cần làm cho vật dụng, trong Nanophotonics cộng đồng nghiên cứu, là một thành tựu," Barclay ghi nhận. "Tôi sẽ kể rằng chúng ta là 1 trong các lực lượng rẻ nhất trên toàn cầu, nhờ vào công việc của những sinh viên, trong việc tạo ra các đầu dò quang đãng học để sở hữu được ánh sáng vào và ra của những thiết bị này."

Độc photon điốt phát quang quẻ để hội nhập trên chip

các nhà nghiên cứu từ Graphene Flagship sử dụng vật liệu nhiều lớp để phục vụ 1 ánh sáng lượng tử toàn điện điốt phát quang quẻ (LED) sở hữu phát xạ đơn photon. các đèn LED mang tiềm năng là nguồn photon trên chip trong những vận dụng thông tin lượng tử.

LED nguyên tử mỏng phát ra 1 photon ở 1 thời gian đã được lớn mạnh bởi những nhà nghiên cứu từ Graphene Flagship. Cấu tạo bằng lớp nguyên liệu nguyên tử mỏng, bao gồm dichalcogenides kim khí chuyển tiếp (TMDS), graphene, và boron nitride, những đèn LED siêu mỏng cho thấy tất cả-điện thế hệ photon đơn lẻ sở hữu thể là trên chip nguồn ánh sáng lượng tử xuất sắc cho 1 loạt các áp dụng lượng tử ánh sáng cho truyền thông lượng tử và màng lưới. những nghiên cứu, Thống kê trên báo chí Nature Communications, được dẫn dắt bởi Đại học Cambridge, Vương quốc Anh.

những trang bị siêu mỏng Con số trong bài báo được xây dựng của các lớp mỏng của nguyên liệu lớp khác nhau, xếp chồng lên nhau với nhau để tạo thành một dị thể. dòng điện được tiêm vào những vật dụng, đường hầm trong khoảng đơn lớp graphene, thông qua vài lớp boron nitride hoạt động như 1 rào cản trục đường hầm, và vào mono- hoặc hai lớp TMD vật chất, chả hạn như vonfram diselenide (WSe2), trong Đó các electron tái hợp với lỗ để phóng thích photon đơn lẻ. Ở loại cao, tái tổ hợp này xảy ra trên đầy đủ bề mặt của vật dụng, trong khi loại điện tốt, tính lượng tử là rõ ràng và sự tái tổ hợp tụ họp ở bộ phát lượng tử nội địa hóa cao.

All-điện phát xạ photon đơn lẻ là một dành đầu tiên quan trọng cho quang điện tử học lượng tử tích hợp. bình thường, hệ photon đơn lẻ dựa trên kích thích quang học và đòi hỏi quy mô lớn quang đãng set-up có laser và sự liên kết chính xác của những thành phần quang học. Nghiên cứu này mang lại khí thải đơn photon trên chip cho truyền thông lượng tử một bước gần hơn. Giáo sư Mete Atatüre (Cavendish Laboratory, Đại học Cambridge, Vương quốc Anh), đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích "Cuối cộng, trong 1 mạch mở rộng, chúng tôi cần những vật dụng tích hợp đông đảo mà chúng ta với thể điều khiển bằng xung điện, thay vì một laser tụ hội vào phân đoạn khác nhau của một mạch tích hợp đối có truyền thông lượng tử sở hữu các photon đơn lẻ, và những mạng lượng tử giữa các nút khác nhau -. tỉ dụ, để vài qubit - chúng tôi muốn để có thể chỉ cần lái xe hiện giờ, và sở hữu được ánh sáng ra sở hữu toàn bộ phát thải ngừng thi côngĐây. là quang đãng dễ bị khích động, nhưng chỉ có một số ít được điều khiển bằng điện "trong những thiết bị của họ, một hiện khiêm tốn dưới 1 μA đảm bảo rằng các hành vi đơn photon chi phối các đặc điểm khí thải.

Cấu trúc phân tầng của TMDS làm chúng hoàn hảo để dùng trong heterostructures siêu mỏng để dùng trên chip, và cũng cho biết thêm ích lợi của lớp interfacing nguyên tử chuẩn xác. các phát thải lượng tử cũng được diễn ra trong lớp TMD và mang phổ phát xạ quang phổ sắc nét. thực chất lớp cũng cung ứng một lợi thế hơn một số bộ phát đơn photon khác để tích hợp khả thi và có hiệu quả vào những mạch nanophotonic. Giáo sư Frank Koppens (ICFO, Tây Ban Nha), lãnh đạo làm việc trọn gói 8 -. Optoelectronics và quang quẻ tử, cho biết thêm "bằng điện điều khiển nguồn photon đơn lẻ là rất cần thiết cho đa dạng áp dụng, và thực hành trước tiên này với các vật liệu phổ quát lớp là một cột mốc quan trọng thực này siêu mỏng và nền tảng cởi mở sản xuất chừng độ cao của tunability, tự do mẫu mã, và khả năng tích hợp có nền nano-điện tử bao gồm cả CMOS silicon ".

Nghiên cứu này là 1 ví dụ lý tưởng của các khả năng sở hữu thể được mở ra sở hữu các khám phá mới về nguyên liệu. các chấm lượng tử được phát hiện còn đó trong TMDS lớp chỉ rất mới đây, có nghiên cứu được công bố song song vào đầu năm 2015 bởi đội ngũ nghiên cứu khác nhau bao gồm những nhóm hiện đang khiến cho việc trong Graphene Flagship. tấn sĩ Marek Potemski và đồng nghiệp khiến việc tại CNRS (Pháp) hài hòa với những nhà nghiên cứu tại Đại học Warsaw (Ba Lan) đã phát hiện ra bộ phát lượng tử ổn định ở các cạnh của lớp đơn WSe2, hiển thị phát sáng quang quẻ khu biệt mang các đặc tính phát xạ đơn photon. Giáo sư Kis và những đồng nghiệp làm việc tại ETH Zurich và EPFL (Thụy Sĩ) cũng Nhìn vào bộ phát photon đơn sở hữu linewidths hẹp trong WSe2. cùng lúc, giáo sư van der Zant và các đồng nghiệp trong khoảng Đại học khoa học Delft (Hà Lan), khiến cho việc với các nhà nghiên cứu tại Đại học Münster (Đức) Quan sát thấy rằng những phát thải cục bộ trong WSe2 là do exciton bị mắc kẹt, và gợi ý rằng họ với căn do trong khoảng khiếm khuyết cấu trúc. các phát thải lượng tử có khả năng thay thế nghiên cứu về truyền thống chấm lượng tử đối vì phổ quát ích lợi của họ trong các đồ vật siêu mỏng của những cấu trúc phân lớp.

có nghiên cứu này, phát thải lượng tử đang trông thấy trong 1 tài liệu TMD, disulphide cụ thể là vonfram (WS2). Giáo sư Atatüre nói "Chúng tôi đã chọn WS2 bởi vì nó mang bandgap cao hơn, và chúng tôi muốn xem nếu chất liệu khác nhau được phân phối những phần khác nhau của quang phổ phát xạ photon đơn lẻ. có điều này, chúng tôi đã chỉ ra rằng sự phát xạ lượng tử không hề là một tính năng độc đáo của WSe2, điều này cho thấy phổ quát nguyên liệu nhiều lớp khác sở hữu thể với thể để lưu trữ lượng tử tính năng chấm giống như là thấp. "

Giáo sư Andrea Ferrari (Đại học Cambridge, Vương quốc Anh), chủ tịch của Graphene Flagship Management Panel, và Cán bộ khoa học và khoa học của Flagship, cũng là đồng tác kém chất lượng của nghiên cứu. Ông cho biết thêm: "Chúng tôi chỉ trầy xước bề mặt của nhiều ứng dụng có thể có của những trang bị chuẩn bị bằng bí quyết phối hợp graphene có bí quyết điện khác, bán dẫn, siêu dẫn hoặc kim khí vật liệu lớp. Trong trường hợp này, không chỉ với chúng tôi chứng minh nguồn photon điều khiển được, nhưng chúng tôi cũng đã biểu thị rằng ngành khoa học lượng tử rất với thể thừa hưởng lợi từ những nguyên liệu lớp. Chúng tôi kỳ vọng điều này sẽ đem lại sự phối hợp giữa các Graphene Flagship và những nhà nghiên cứu của mình, và vừa mới đây đã ban bố Quantum Technologies Flagship, do khởi đầu trong vài năm đến. phổ quát kết quả thú vị hơn và các áp dụng cứng cáp sẽ làm cho theo. "

không dây, tự do hành xử đ��ng vật gặm nhấm lồng giúp các nhà công nghệ thu thập dữ liệu đáng tin cậy hơn

Thay vì vun đắp một loại bẫy chuột thấp hơn, Georgia Institute of Technology nhà nghiên cứu đã xây dựng được 1 loại lồng chuột rẻ hơn. Họ đã tạo ra 1 hệ thống gọi là EnerCage (Energized Cage) cho các thử nghiệm kỹ thuật trên tỉnh táo, tự do hành xử động vật nhỏ. Nó ko dây, quyền hạn những thiết bị điện tử và cảm biến truyền thống sử dụng trong những thí điểm nghiên cứu động vật gặm nhấm, nhưng ko dùng dây kết nối hoặc pin cồng kềnh. chỉ tiêu của họ là tạo ra như là tự dưng 1 môi trường trong lồng như có thể cho chuột nhắt và chuột để cho các nhà công nghệ để mang được kết quả nhất quán và đáng tin cậy. Hệ thống EnerCage cũng tiêu dùng công nghệ video game của Microsoft Kinect để theo dõi các động vật và nhận mặt những hoạt động của họ, tự động hoá là 1 thời kỳ mà thường đòi hỏi các nhà nghiên cứu đứng và Quan sát trực tiếp các loài gặm nhấm hay xem vô thiên lủng giờ của đoạn phim ghi lại để xác định bí quyết họ bức xúc với những thí điểm.

Hệ thống ko dây lồng năng lượng đã được miêu tả trong tháng này tại Hội nghị Quốc tế về công nghệ IEEE trong y khoa và sinh vật học thị trấn hội (EMBC) tại Orlando, Florida.

Georgia Tech EnerCage được gói có dải định hướng một bí quyết chăm chút các lá đồng sở hữu quy nạp sở hữu thể phân phối năng lượng lồng và các trang bị điện tử cấy vào, hoặc gắn vào, một hoặc phổ thông đối tượng động vật bên trong lồng. Hệ thống với thể chạy vô thời hạn và thu thập dữ liệu mà không cần sự can thiệp của con người, vì truyền thông ko dây và truyền vận chuyển điện.

"Nó xoành xoạch tốt hơn để giữ một con vật trong môi trường tự dưng của nó sở hữu gánh nặng tối thiểu hoặc bít tất tay để cải thiện chất lượng của 1 thí nghiệm," Maysam Ghovanloo, 1 giáo sư tại Trường điện và khoa học Máy tính, người đã tăng trưởng EnerCage đề cập. "Bất cứ điều gì là bất thường hoặc ko khi không may thiên tính thí nghiệm, không mang vấn đề gì nghiệm trong ngành nào. Điều Đó bao gồm lấy động vật để gắn hay toá dây điện, pin đổi thay hoặc chuyển nó trong khoảng 1 lồng khác."

Ghovanloo tiêu dùng bốn cuộn dây đồng cùng hưởng để đáp ứng một từ trường đồng nhất bên trong lồng. Việc vun đắp trong vòng khép kín cung cấp cơ chế kiểm soát quyền lực đủ sức mạnh để bù đắp cho toàn bộ những hoạt động chủ đề động vật tự do hành xử, cho dù họ đang đứng lên, cúi mình xuống, hoặc đi bộ xung quanh lồng. những headstage nhỏ cho những động vật cũng được bọc bằng cùng hưởng để sản xuất điện cho một cuộn dây thu.

Kinect bị đình chỉ khoảng ba feet trên lồng. Nó có một camera độ nét cao, camera sâu hồng ngoại, và bốn micro để ghi lại và Tìm hiểu hành vi động vật. Nó sở hữu thể chụp cả một hình ảnh mang độ phân giải cao 2 chiều của vị trí của chuột và một hình ảnh ba chiều mà sẽ xác định tư thế cơ thể của nó.

"Chúng tôi đang xây dựng thuật toán máy tính để xác định xem con vật đang đứng, ngồi, ngủ, chải chuốt, ăn, uống hay làm cho gì," Ghovanloo đề cập. "Chúng tôi kỳ vọng sẽ khiến cho giảm giá tiền đắt đỏ của loại thuốc mới và vững mạnh vật dụng y tế bằng cách thức cho phép máy móc để làm phàm tục, nhiệm vụ lặp đi lặp lại tại giao cho con người." Viện khoa học Georgia đang khiến việc trong hiệp tác có trường Đại học Emory, hy vọng sẽ tác động tới hiệu quả lâm sàng của kích thích não sâu (DBS). một số lượng lớn các thể nghiệm lâm sàng được sử dụng để điều trị DBS rối loàn của hệ tâm thần trung ương, chả hạn như bệnh Parkinson, trầm cảm và rối loạn ám ảnh cưỡng chế. các cơ chế tế bào góp phần vào hiệu quả lâm sàng của DBS vẫn không rõ ràng, tuy nhiên.

Donald (Tig) Rainnie Emory và nghiên cứu của ông đội sử dụng tự do di chuyển mô phỏng động vật gặm nhấm để rà soát ảnh hưởng của DBS trên các mạch tâm thần được cho là làm đứt quãng trầm cảm. Họ đã thử nghiệm những hệ thống EnerCage.

"Các buộc phải để tiêu dùng một headstage tethered để ghi lại dữ liệu thần kinh và ứng dụng những DBS đã cản trở sự tiến bộ trong ngành này", Rainnie, 1 nhà nghiên cứu tại trọng tâm Nghiên cứu Emory của Yerkes quốc gia linh trưởng và là giáo sư tại Khoa thần kinh học và kỹ thuật hành vi đề cập. "Chúng tôi phân phối thông tin phản hồi quan trọng, qua thử nghiệm phiên bản beta của hệ thống EnerCage, khiến cho thế nào để tối đa hóa những nhân tiện ích của hệ thống cho các vận dụng hành vi khác nhau. Chúng tôi tìm thấy 1 lợi thế quan trọng của hệ thống EnerCage là nó sẽ cho phép những nhà nghiên cứu tiến hành mãn tính DBS và theo dõi những liên đổi thay hành vi trong rộng rãi ngày, ví như không tuần, mà không khiến cho phiền những động vật thử nghiệm. "

Cho tới hiện giờ, Rainnie nói, điều chậm tiến độ chẳng thể thực hành được, và nó là chìa khóa để hiểu những lợi ích trong khoảng thời gian dài của DBS ở bệnh nhân.

các bước tiếp theo tại Georgia Tech được bề ngoài tương xứng sở hữu EnerCage cấy ghép, chả hạn như một cho việc phân phối các chiếc thuốc, và mở rộng hệ thống mang mạng của hàng chục lồng nuôi với thể thu thập dữ liệu từ rộng rãi loài động vật tại một thời điểm.

Người lớn tuổi không có ch���m hơn so sở hữu người to trẻ ��� việc kiểm soát của xe bán tự trị

1 nghiên cứu mới của Đại học bang Bắc Carolina thấy rằng người lớn tuổi với thời gian đáp ứng so sánh có người lớn trẻ lúc được giao nhiệm vụ có việc kiểm soát của một loại xe bán tự trị.

"Trước khi chúng tôi nhìn thấy loại xe hoàn toàn tự động nhập vào thị trường, chúng tôi với khả năng nhận ra xe bán tự trị trên đường; đến một chừng độ nhất quyết, chúng ta đang thấy các gợi ý này rồi", Jing Feng, giáo sư tâm lý học tại NC đề cập Nhà nước và là tác kém chất lượng của 1 bài báo về công việc. "Những dòng xe này sẽ xử lý phần lớn những lái xe của thời kì, nhưng sẽ yêu cầu trình điều khiển để kiểm soát mẫu xe trong một số trường hợp - như khi thời tiết ảnh hưởng tới tầm nhìn.

"Chúng tôi muốn biết liệu và cách thức tuổi tài xế ảnh hưởng đến khả năng của mình để kiểm soát của cái xe, và những cái thông báo trong khoảng máy tính là hiệu quả nhất trong việc điều khiển để kiểm soát một phương pháp an toàn và kịp thời", Feng nói . "Ví dụ, có các đổi thay trong thời gian đáp ứng của lái xe là một kết quả của tuổi?"

Để Phân tích vấn đề này, những nhà nghiên cứu đã thực hiện 1 thể nghiệm có 35 trình điều khiển: 17 trình điều khiển trong độ tuổi trong khoảng 18 và 35, và 18 trình điều khiển trong độ tuổi từ 62 và 81.

người tham dự nghiên cứu được đặt trong một mô hình tài xế và các định nghĩa về xe bán tự trị đã được giảng giải. những người tham gia biết họ sẽ cần phải kiểm soát của mẫu xe tại 1 số điểm, nhưng bị khác cho phép để tuyển lựa như thế nào để chiếm mình.

vi của tài xế đã được Quan sát bởi bốn máy quay video, cũng như thông qua những mô phỏng chính nó. những nhà nghiên cứu cũng sử dụng hai loại chỉ số cảnh báo, kể có lái xe lúc họ cần phải có để kiểm soát của loại xe: một chiếc chỉ thị cho trình điều khiển cảnh báo 4,5 giây trước khi hệ thống tự trị tắt; cái thứ 2 của chỉ thị cho trình điều khiển 1 cảnh báo 7,5 giây trước lúc hệ thống tắt.

Sau lúc Tìm hiểu những kết quả của thí nghiệm, những nhà nghiên cứu sắm thấy rằng những tài xế trẻ tuổi chủ yếu thực hiện tiêu dùng những trang bị điện tử, khi mà điều khiển cũ, cốt yếu là tham dự vào cuộc nói chuyện. những nhà nghiên cứu cũng nhận thấy rằng trình điều khiển cũ đáp lại những lời cảnh báo nhanh như trình điều khiển trẻ, mặc dầu trình điều khiển cũ ở trạng thái rẻ hơn một tí với cảnh báo thứ 2 trước Đó, 7.5. Cũng có 1 số dị biệt trong hành vi sau tiếp quản.

Trình điều khiển cũ, tỉ dụ, mang xu thế phanh khó hơn lái xe trẻ tuổi.

"Trong khi điều này chiếc hành vi phanh sở hữu thể gây ra những vấn đề liên lạc, rốt cuộc cả hai nhóm tuổi có khả năng tiếp quản dòng xe một cách an toàn và kịp thời", Feng nhắc.

"Đó là mặc dù thực tế rằng chúng ta tìm thấy trình điều khiển cũ tham dự vào trung học, hoạt động nhiều hơn so mang chúng tôi dự định ​​sẽ ko tài xế - mặc dù nó vẫn còn ít hơn so sở hữu lực lượng trẻ", Feng nhắc