基于CMOS有源超材料的生物分子的自旋太赫兹传感

基于互补金属氧化物半导体(CMOS)有源超材料,通过结合自旋太赫兹源,对生物分子的太赫兹频段指纹谱进行传感检测。对比基于自旋太赫兹源和基于光电导天线的太赫兹时域光谱系统测量的3种不同生物样品的指纹谱特征峰,验证了自旋太赫兹源测量生物样品的可行性。同时,提出一种基于CMOS有源超材料的生物分子太赫兹传感方案,仿真结果表明CMOS调控器件对生物样品的扫描测试表现为生物透射峰与器件谐振峰变化统一。当吸收峰位于器件的调控范围内时,随着加电压的增大,生物透射谱谐振频率减小,出现红移,最大红移量达到40 GHz。因为不同的生物样品有不同的吸收峰,根据不同的太赫兹指纹谱吸收峰的位置设计了5种对应中心频率的CMOS有源超材料,为实现生物分子太赫兹传感系统的小型化和集成化提供了理论及实验基础。

集成电路专业校企协同培养教学与实训体系的探索与实践

结合国家"十四五"规划中的人才培养和促进就业的相关规划,面向集成电路科学与工程学科的人才培养需求,分析了人才结构和校企联合培养现状,针对人才供给侧和产业需求侧的深层次体制机制难题,构建适应集成电路产业发展需求的校企协同人才培养模式,通过在学科教学实训全过程中融入集成电路领军企业的技术、管理和文化等关键要素,探索建设"企业引领、产教融合、协同育人"的集成电路科学与工程学科校企协同的高质量人才培养体系。

自旋太赫兹源发展及其在生物医学的应用前景分析

太赫兹(terahertz,THz)辐射的光子能量极低,不会对分子、晶格造成有害的电离,且生物大分子的振动和转动频率均在THz波段,因而THz在生物医学上的应用引起了广泛的关注。然而,目前的商用THz源无法兼顾室温工作、低成本、小型化等生物医学应用方面的需求。自旋THz源辐射效率高,可实现THz偏振调谐,有望打破生物医学领域的应用瓶颈。为系统全面地对自旋THz源的发射机理和调控方式进行研究,并对THz源在生物医学方面的应用展开分析,从光电流的来源入手梳理了THz产生机制并总结了其发射机理。根据生物医学的应用需求,分别从材料、生长条件等角度分析了多种自旋材料中的THz发射优化方式,揭示了THz发射与材料性质、外界环境等因素的依赖关系,探究了自旋THz源的优势和调控手段。结合生物医学检测的需求与特点,以铁磁/非铁磁金属异质结和铁磁/拓扑绝缘体异质结两种发射源为例介绍了自旋THz源在生物医学领域的初步探索,并对其未来的应用前景和发展方向做出展望。

高性能太赫兹发射:从拓扑绝缘体到拓扑自旋电子

利用飞秒激光脉冲激发铁磁/非磁异质结构有望实现高效太赫兹辐射,从而打破制约太赫兹技术快速发展的瓶颈.拓扑绝缘体是一种新型二维材料,其自旋霍尔角远大于重金属材料,可以与铁磁层结合构成自旋太赫兹发射器.为了研究拓扑绝缘体/非磁异质结中的太赫兹产生和调控机理,本综述从飞秒激光激发的超快光电流响应入手,结合拓扑绝缘体的晶体结构与电子结构,分析了拓扑绝缘体薄膜中的太赫兹发射机理,揭示了不同非线性效应产生的超快光电流随外界条件的依赖关系,证实了使用多种手段调控拓扑绝缘体出射非线性太赫兹辐射的可能性;以铁磁/重金属异质结为例,探究了自旋太赫兹发射器的优势与调控方法.结合这两种发射机理,通过非线性太赫兹与自旋太赫兹的合成作用,可以实现在拓扑绝缘体/铁磁异质结中偏振可调谐的太赫兹发射.

基于超快自旋电子学太赫兹发射源的研究与应用

太赫兹科学技术在生物传感、显微成像、无线通信、无损检测等领域展现出了巨大的研究潜力和应用价值.然而,目前制约太赫兹技术快速发展的瓶颈之一在于缺乏高效率、高集成度、低功耗以及易调制的太赫兹发射源器件.自旋太赫兹源基于铁磁层/非磁层异质结体系中的超快自旋-电荷转换产生太赫兹辐射,具有宽频带、低成本、易加工、高场强等优势,近年来吸引了许多国内外学者的研究兴趣.本文首先对基于超快自旋动力学的太赫兹发射机理进行了简要介绍,分析并综述了其效率调控与优化的可行方案;并进一步针对自旋太赫兹的新型发射机理及研究应用前景进行了重点分析,新型发射包括基于不同手性及偏振态自旋太赫兹的发射及基于新材料体系的自旋太赫兹发射源探索,应用前景包括自旋太赫兹光谱技术、自旋太赫兹成像技术及自旋太赫兹发射-调控一体化技术等;最后总结全文,并对未来基于超快自旋电子学太赫兹发射源的改善、探索及应用,以及基于太赫兹电磁脉冲研究自旋电子学的微观机理做出了展望.

近5年可穿戴技术在中医方面的应用

社会人口老龄化使传统的“以医院为中心的医疗保健”模式逐渐发生改变,中医药在慢性病诊疗方面有得天独厚的优势,但是传统的中医四诊模式、依靠医生主观经验、只能采集静态数据等束缚了中医长足发展。近年来,中医药发展已上升至国家战略,中医药产业势必要寻求新科技相结合发展。随着微纳技术、柔性电子、电子皮肤、可植入芯片、3D打印技术的不断发展和日趋完善,可穿戴技术已广泛应用于医疗健康领域,实现了远程医疗。可穿戴技术在中医诊断、疗效评价、养生、经络诊疗、治未病等方面均表现出强大的应用潜力。未来,医生和工程师通力合作,多学科交叉融合,必将推动中医药健康事业的飞速发展。本文对近5年国内外可穿戴技术在中医药领域的应用进行综述。

脾虚证腧穴信息与气血相关性及微纳检测技术应用

中医学认为经络是气血运行的道路,穴位是经络气血输注于体表的部位,当脏腑、气血状态发生改变时,会使穴位出现力学、热学、电学等信息的改变。脾脏功能的盛衰直接影响经脉中气血的充盛和运行,脾虚证同样会出现腧穴信息的改变。建立经脉气血运行的客观化半定量研究方法,定量和定性相结合研究脾虚证本质,将更有利于丰富和完善脾虚证的诊断及疗效评价。微纳传感器的诞生,突破了传统传感器的不足和局限,以其高灵敏、多功能等优异性能,集成、阵列、微型、智能和便携等优异特点,使得生命信息、腧穴信息连续、动态、实时、原位检测成为可能。文章阐述了现有经络腧穴信息检测技术的局限,将微纳检测引入脾虚证患者的经络腧穴检测,以期为临床提供可靠的数据支持。