Воздействие радиочастотных электромагнитных полей на насекомых в диапазоне от 2 до 120 ГГц

Насекомые

Австралийская пчела без жала (Tetragonula carbonaria)

Эта пчела (Tetragonula carbonaria) родом из Австралии.Отсканированное насекомое имело длину примерно 4,5 мм, ширину 3,0 мм и массу 2,5 мг.

Западная медоносная пчела (Apis mellifera)

Эта пчела (Apis mellifera) возникла в Европе. Это самая обычная пчела. Исследуемый образец имел длину примерно 11,0 мм, ширину 5,0 мм и массу 900 мг.

Пустынная саранча (Schistocerca gregaria)

Изученная саранча (Schistocerca gregaria) имела длину примерно 55,0 мм, ширину 18,0 мм и приблизительную массу 3.5 г.

Жук (Geotrupes stercorarius)

Изучаемый жук – дор-жук (Geotrupes stercorarius) . Жук был найден и просканирован (см. Ниже) в Абердинском университете в Шотландии. Длина жука составляла 8,01 мм, ширина – 4,5 мм. Масса насекомого во время сканирования не измерялась. Средняя масса дор-жука 220 мг ³⁰ .

Методы сканирования

Австралийская пчела без жала

МикроКТ-сканирование выполняли с помощью системы MicroCT высокого разрешения Skyscan 1172 (Bruker MicroCT, Контич, Бельгия).Эта система имеет герметичную микрофокусную рентгеновскую трубку с размером фокусного пятна 5 мкм м. Рентгеновские лучи получали, подвергая анод воздействию 40 кВ при 100, мкм, А. Перед сканированием образец, содержащий насекомое, помещали на подставку между источником рентгеновского излучения и детектором CCD. После позиционирования образца было получено 600 двумерных рентгеновских изображений под углом 180 ° путем экспонирования образца и его последующего поворота в следующую позицию экспонирования с расстоянием поворота от среза к срезу 2 мкм м и общим временем сбора данных. примерно 60 мин: каждое 2D-изображение представляет один срез.Затем программное обеспечение сканера преобразовало каждый срез в осевую ориентацию и создало 998 растровых изображений (16-битная шкала серого), которые были сохранены для 2D-просмотра и 3D-реконструкции в виде набора данных размером 983 МБ. Полученный размер изотропного вокселя составил 5 мкм мкм.

Western Honeybee

Настольный сканер MicroCT (система визуализации Quantum GX MicroCT, PerkinElmer, Хопкинтон, Массачусетс, США) в Национальном центре визуализации Университета Западного Сиднея (Сидней, Австралия) использовался для сканирования пчелы. Были использованы следующие параметры: 50 кВп, 80 мкм, А, матрица изображения высокого разрешения 2048 × 2048 пикселей, размер изотропного вокселя 20 мкм м.Время сканирования составляло 3,0 с для каждой из 180 проекций с вращением 3,0 с между каждой проекцией. Общее время сканирования составляло примерно 18 минут на целую пчелу. Программное обеспечение настольного сканера MicroCT Quantum GX использовалось для восстановления 180 проекционных изображений и последующего преобразования их в стек 2D-визуализированных изображений из 512, 16-битных растровых изображений. Затем были получены объемные данные пчел путем загрузки стека изображений в программное обеспечение объемного рендеринга BeeView (DISECT Systems Ltd, Саффолк, Великобритания).

Desert Locust

Саранча была подвешена вертикально в 30-миллиметровой акриловой трубке, которая была плотно закреплена на наклонной платформе micro-CT.Этот столик использовался для обеспечения того, чтобы ось вращения находилась под углом 90 ° к источнику рентгеновского излучения. Факторы воздействия были: 50 кВп и 198 мкм A. Данные были изотропными 16-битными 2000 × 2000 пикселей с 1048 строками. Размер пикселя составил 10,469 мкм м. Программное обеспечение Skyscan NRecon версии 1.5.1.4 (Bruker, Kontich, Бельгия) использовалось для восстановления данных проекции ³¹ . Получив данные проекции в виде стека изображений из двухмерных файлов TIFF, данные просматривали как трехмерную модель с помощью программного обеспечения Disect, DISECT Systems ²⁹ .

Beetle

Жук был отсканирован в Абердинском университете на Micro-CT сканере Skyscan 1072 (Bruker, Kontich, Бельгия) с использованием 50 кВ и 197 μ A, 10,46 μ мкм пикселей изотропно. Затем изображения были преобразованы в аксиальные срезы с использованием программного обеспечения Skyscan NRECON (версия 1.4). Полученный стек аксиальных изображений был дополнительно обработан и проанализирован с использованием программного обеспечения Tomomask (www. tomomask.com) перед просмотром в разрезе.

Разработка 3D-моделей

3D-модели насекомых были созданы с помощью программы TomoMask (www.tomomask.com). Стек изображений для каждого насекомого сначала был импортирован в программное обеспечение вместе с деталями пикселей и расстоянием между срезами. Области, которые необходимо преобразовать в 3D-модель, определяются в TomoMask путем рисования маски требуемых областей на каждом срезе. Это можно сделать автоматически с помощью функции маски яркости, которая создает маску на основе уровня серого пикселей. Пороговые значения для маски устанавливаются так, чтобы включать всю ткань насекомого, но исключают воздушные полости и очень мелкие структуры, такие как крылья.Трехмерная модель (сгенерированная алгоритмом маршевых кубов ³² ) экспортируется как файл формата STL (STereo Lithography) ³³ . Файлы STL описывают только геометрию поверхности трехмерного объекта без какого-либо представления цвета или текстуры. Обычно требуется некоторое сглаживание моделей, которое реализуется с помощью схемы сглаживания Taubin λ / μ ³⁴ , реализованной в MeshLab ³⁵ . Метод Таубина хорошо удаляет шум, сохраняя при этом формы и особенности.Окончательно размеры моделей и целостность сетки проверяются (и при необходимости корректируются) с помощью Netfabb (Autodesk, Сан-Рафаэль, Калифорния, США).

Диэлектрические свойства

Распространение ЭМП внутри и вокруг полученных трехмерных фантомов насекомых будет зависеть от их диэлектрических свойств: относительной диэлектрической проницаемости ( ε _r ) и проводимости ( σ ). В этом исследовании мы выполнили и полагались на обзор литературы предыдущих измерений диэлектрических свойств насекомых, преимущественно с использованием метода зонда коаксиальной линии ³⁶ .Существуют альтернативные методы. Тороидальный резонатор использовался для определения диэлектрических свойств двух насекомых на частоте 2370 МГц ³⁷ . Диэлектрические свойства рисового долгоносика (Sitophilus oryzae) получены с помощью метода коаксиального зонда для частот 5 × 10 ⁴ –2 × 10 ¹⁰ Гц ² . Тот же метод был использован на трех других насекомых: красный мучной жук (Tribolium castaneum) , пилообразный зерновой жук (Oryzaephilus surinamensis) и малый мотылек (Rhyzopertha dominica) , начиная с 0.2–20 ГГц ³⁶ . Тот же метод был использован для измерения диэлектрических свойств четырех насекомых: плодовой бабочки (Cydia pomonella) , индийской мучнистой бабочки (Plodia interpunctella) , мексиканской плодовой мухи (Anastrepha ludens) и пупочного апельсинового червя. (Amyelois transitella) в диапазоне 27–1800 МГц ⁶ . Коаксиальные измерения на Colorado Beetle (Leptinotarsa ​​decemlineata) были выполнены в диапазоне 0,1–26,5 ГГц и использованы для получения соответствия данным измерений ³⁸ .

Мы объединили ряды данных, действительную и мнимую части ε _r как функция частоты, полученная с помощью ^6,36,38 и интерполированная из 2–120 ГГц с шагом 0,1 ГГц. Затем мы усреднили все доступные данные на всех частотных шагах, учитываемых при моделировании.

Численное моделирование

Метод конечных разностей во временной области (FDTD), реализованный в коммерческой программе моделирования Sim4life (ZMT, Цюрих, Швейцария), используется для оценки поглощения RF-EMF внутри насекомых как функции частоты.Этот метод обычно используется для определения поглощения RF-EMF в гетерогенных моделях человеческого тела ³ . Метод FDTD требует дискретизации области моделирования с использованием трехмерной сетки. Область моделирования разделена на несколько кубов (дискретизированных) с пространственными протяжениями, которые определяются шагами пространственной сетки в области моделирования. RF-EMF могут падать с любого направления. Поэтому мы выбрали работу с 12 падающими плоскими волнами со среднеквадратичной напряженностью электрического поля 1 В / м, показанной на рис.1, вдоль 6 направлений, определяемых декартовыми осями, с двумя ортогональными поляризациями падающих РЧ-ЭДС вдоль каждой оси.

Иллюстрация установки воздействия RF-EMF. Насекомое (Жук показан здесь розовым) подвергается воздействию двенадцати плоских радиочастотных волн, падающих с шести направлений вдоль положительного и отрицательного направлений декартовых осей, показанных слева внизу, с двумя ортогональными поляризациями для каждого направления. Двенадцать волновых векторов \ ({\ overline {k}} _ {i / j} \) обозначены синим цветом (пунктирные стрелки), а поляризация падающих электрических полей \ ({\ overline {E}} _ {i } \) отмечены красным. i и j обозначают номер конфигурации от 1 до 12.

Воздействие моделировалось с использованием одночастотных синусоидальных (гармонических) непрерывных плоских волн. Мы не принимали во внимание потенциальную модуляцию волн, которая может присутствовать в реальных телекоммуникационных сигналах. Этот же метод ранее использовался для оценки частотной зависимости поглощения РЧ в организме человека ³ . Моделирование проводилось для синусоидальных плоских волн на 7 гармонических (одиночных) частотах: 2, 3, 6, 12, 24, 60 и 120 ГГц.Это привело к набору данных 4 (насекомые) × 7 (частоты) × 12 (плоские волны: 6 углов падения × 2 поляризации) = 336 симуляций.

Австралийская безжальная пчела, западная медоносная пчела и жук были дискретизированы с шагом 0,05 мм в каждом направлении, в то время как более крупная саранча была дискретизирована с шагом 0,2 мм в каждом направлении на частотах ниже 60 ГГц и шагом 0,1 мм на 60 ГГц и 120 ГГц. Эти пространственные шаги обеспечивали баланс между временем моделирования (которое зависит от количества шагов сетки и относительного размера шага сетки по сравнению с длиной волны) и пространственным разрешением особенностей насекомых.Стабильное моделирование FDTD дает воспроизводимые результаты, которые сходятся во времени. Величины, определенные с помощью алгоритма FDTD, должны сходиться к постоянному значению по мере продвижения моделирования во времени. По прошествии определенного времени моделирования эти значения останутся постоянными, это называется устойчивым состоянием. Шаг сетки меньше одной десятой наименьшей длины волны в области моделирования необходим для стабильного моделирования FDTD ³⁹ . Это требование алгоритма FDTD ³⁹ и остается в силе во всех наших симуляциях.Наименьшая длина волны в ткани \ ((\ lambda / \ sqrt {{\ varepsilon} _ {r}}) \) составляет 1,1 мм на частоте 120 ГГц. На этой частоте мы использовали шаг сетки 0,05 мм \ ((\ le 0,045 \ times \ lambda / \ sqrt {{\ varepsilon} _ {r}}) \) для всех насекомых, кроме саранчи, где мы использовали 0,1 мм \ ((\ le 0,09 \ times \ lambda / \ sqrt {{\ varepsilon} _ {r}}) \).

Мы позаботились о том, чтобы шаги сетки были достаточно малыми, чтобы предотвратить отключение моделей. Считалось, что все насекомые состоят из однородной ткани с частотно-зависимыми диэлектрическими параметрами, полученными как среднее значение значений, найденных нами в литературе (предыдущий раздел).Это приблизительное значение, поскольку настоящие насекомые обладают неоднородными тканевыми свойствами. Каждое моделирование выполнялось до достижения устойчивого состояния. Количество периодов, необходимых для достижения стационарного решения, зависело от исследуемого насекомого и частоты и составляло от 20 до 80. Это контролировалось с помощью временного мониторинга напряженности электрического поля вдоль линии в области моделирования, пока она не достигла установившегося состояния. Кроме того, выбранное количество периодов моделирования позволяло распространяться по крайней мере в 3 раза длиннее диагонали насекомых (см. Таблицу 1).

После каждого моделирования поглощенная мощность РЧ-ЭДС ( P _абс ) в насекомое. Модель P _абс рассчитывается как произведение проводимости и квадрата напряженности электрического поля, интегрированного по объему насекомого. Усредненную удельную скорость абсорбции для всего тела можно получить, разделив P _абс по массе насекомых (при условии однородной массовой плотности).Поглощенная мощность RF-EMF обычно используется в качестве заместителя для диэлектрического нагрева ткани ¹⁰ . Мы не выполнили полное тепловое моделирование из-за неопределенности в отношении удельной теплоемкости насекомых и механизмов рассеивания тепла.

Радиочастотные переключатели с нулевым статическим напряжением на основе атомристоров MoS 2

Характеристики материалов и структура устройства

На рисунке 1 показана структура устройства металл – изолятор – металл (MIM) и оптические характеристики однослойного MoS ₂ RF коммутатора изготовлены на стекле Corning Willow толщиной 100 мкм с использованием электронно-лучевой литографии (EBL) и электронно-лучевого испарения металла.Блок переключателей состоит из золотых (Au) электродов 70 и 60 нм, которые служат в качестве верхнего и нижнего электродов, соответственно, оба с адгезионными слоями хрома (Cr) 2 нм, соединяющими электроды с листом MoS ₂ . Все металлические слои формируются путем отрыва после формирования рисунка, а перекрытие между электродами определяет зону переключения. Атомные листы MoS ₂ синтезированы методом химического осаждения из паровой фазы (CVD) ^15,16 и интегрированы на предварительно нанесенный нижний электрод с использованием методов сухого или влажного переноса ¹⁷ .На рисунке 1а изображена структура устройства, разрешающая (ВКЛ.) Или запрещающая (ВЫКЛ.) Передачу РЧ-сигнала в зависимости от состояния переключателя постоянного тока (DC). Для радиочастотных измерений использовалась конфигурация устройства земля-сигнал-земля (GSG) (рис. 1b) для облегчения определения характеристик S-параметров, которые необходимы для анализа вносимых потерь и развязки на частотах ГГц. Рамановская и фотолюминесцентная спектроскопия атомных листов MoS ₂ , выращенных методом CVD, выявила четкое свидетельство характеристики монослоя ¹⁸ , как показано на рис.1c и дополнительный рис. 1.

Свойства энергонезависимого резистивного переключения

Первоначальные измерения были сосредоточены на электрических исследованиях постоянного тока, которые проводились на устройствах энергонезависимой памяти, состоящих из однослойного или двухслойного MoS ₂ , зажатого между нижней и верхней частью Au электроды. Вначале атомристоры MoS ₂ обычно находятся в состоянии высокого сопротивления до подачи напряжения SET (~ 1–1,2 В для монослоя), которое переключает устройство на LRS.Затем переключатель остается в LRS до тех пор, пока не будет приложено отрицательное смещение для его СБРОСА, как показано на рис. 2a. Эта особая характеристика I – В известна как биполярное переключение, и во время процесса SET применяется ток согласования, чтобы защитить устройство от повреждения из-за чрезмерного тока. В конечном итоге ток податливости определяет сопротивление в открытом состоянии (дополнительный рисунок 2), явление, связанное с расширением площади поперечного сечения проводящей (одиночной) нити или с образованием нескольких нитей ¹⁹ .С точки зрения РЧ, такие программируемые состояния сопротивления могут использоваться для аттенюаторов с электронным управлением или перестраиваемых резисторов. Кроме того, значения сопротивления в открытом состоянии <~ 10 Ом критичны для энергонезависимых РЧ-переключателей с низкими потерями.

Характеристики переключения постоянного тока атомристоров MoS ₂ . a Типичный I – В кривая эффекта переключения биполярного сопротивления в монослое MoS ₂ ВЧ-переключатель с поперечной площадью 0.5 × 0,5 мкм ² . Шаг 1: напряжение увеличивается с 0 В. При ~ 1,4 В ток резко увеличивается до податливого тока, указывая на переход (SET) из состояния с высоким сопротивлением в состояние с низким сопротивлением. Шаг 2: напряжение снижается с 2 до 0 В. Устройство остается в низкоомном состоянии. Шаг 3: напряжение уменьшается от 0 до -1 В. При примерно -0,7 В ток резко уменьшается, указывая на переход (RESET) от LRS к HRS. Шаг 4: напряжение возвращается к 0 В. Устройство остается в режиме HRS до следующего цикла. b Представитель I – В кривая эффекта переключения биполярного сопротивления в двухслойном MoS ₂ ВЧ-переключатель с боковой площадью 0,5 × 0,5 мкм ² , показывающий аналогичный профиль переключения. c Измерение удерживания однослойного переключателя MoS ₂ с боковой площадью 0,5 × 1 мкм ² при комнатной температуре, показывающее стабильную работу. Сопротивление HRS и LRS определяется путем измерения тока при небольшом смещении 0.1 В. d Типичное чередование постоянного тока однослойного MoS ₂ энергонезависимых резистивных переключателей

Двухслойные MoS ₂ MIM-устройства имеют аналогичное свойство биполярного переключения (рис. 2b) с обычно более высоким коммутируемым напряжением из-за более толстой пленки ¹³ . Измерения, зависящие от времени, предполагают хорошее сохранение данных при сохранении высокого отношения ВКЛ / ВЫКЛ (> 1000) в условиях окружающей среды (рис. 2c), что полезно для экономии энергии в статические периоды. Надежность однослойного ВЧ-устройства MoS ₂ была протестирована при качании постоянного напряжения и показала срок службы> 20 циклов (рис.2d) и более 100 циклов в нашем предыдущем отчете ¹³ . Показатели долговечности еще не достаточны для удовлетворения жестких требований к переключению радиочастот, и необходимы дальнейшие исследования для разработки материалов и интерфейсов для повышения долговечности. Например, долговечность может быть улучшена за счет допирования или оксигенации с использованием технологии интерфейса, как было ранее показано для устройств изменения сопротивления аморфного углерода, где долговечность улучшилась за 10 000 циклов ²⁰ . Сейчас мы активно используем этот путь частичного окисления как метод повышения выносливости.Однако частичное окисление монослоя является более сложной задачей, чем недавний отчет о высокопрочном частично окисленном многослойном MoS ₂ ²¹ ; следовательно, этот вопрос является предметом текущих исследований, которым будет посвящен следующий отчет. (Ограниченное) статистическое распределение сопротивления HRS / LRS, напряжения SET / RESET и тока за 20 циклов показывает, что переходы RESET в LRS более стабильны, чем переходы SET (дополнительный рисунок 3). Кроме того, импульсное переключение указывает время переключения <30 нс (дополнительный рис.4).

Исследования радиочастотных характеристик

Для целей коммутации были проведены исследования радиочастотных характеристик атомристоров MoS ₂ на частотах до 50 ГГц с использованием векторного анализатора цепей (ВАЦ) Keysight. Чтобы избежать нелинейных эффектов, входная ВЧ-мощность была установлена ​​на -20 дБмВт, что находится в диапазоне слабого сигнала для измерений S-параметров. Чтобы получить точные результаты и устранить влияние паразитных импедансов, возникающих от кабелей и станции пробников, была проведена стандартная калибровка сквозной нагрузки при коротком замыкании (SOLT).Впоследствии внутренний S-параметр устройств MIM MoS ₂ получается после извлечения контактных площадок и сопротивлений межсоединений с использованием тестовых шаблонов, изготовленных на той же подложке (дополнительный рисунок 5) ²² .

Собственные экспериментальные ВЧ характеристики однослойного переключателя MoS ₂ показывают многообещающие результаты: вносимые потери ~ 0,3 дБ во включенном состоянии (рис. 3a) и изоляция <20 дБ в выключенном состоянии (рис. 3b) на частотах до 50 ГГц. Эти результаты выгодно отличаются от недавних мемристивных РЧ-переключателей ¹⁰ с преимуществом более простого и воспроизводимого процесса изготовления, основанного на быстро созревающей платформе наноматериалов.Двухслойный переключатель MoS ₂ RF показывает аналогичные, но более высокие вносимые потери (рис. 3c) и изоляцию (рис. 3d) в состояниях ВКЛ и ВЫКЛ соответственно. Первое понятно из-за более длинного транспортного канала. Вносимые потери можно уменьшить, ослабив податливый ток; тем не менее, необходимо тщательно продумать узкие межблочные питающие линии, чтобы убедиться, что они могут выдерживать плотность тока. В выключенном состоянии были статистически извлечены нормализованные средние емкости однослойных и двухслойных ВЧ-переключателей (дополнительный рис.6). ВЧ-переключатели на основе однослойных и двухслойных атомристоров MoS ₂ 0,5 × 0,5 мкм имеют среднюю емкость 28 и 21 фФ / мкм ² соответственно. Более того, однослойные переключатели MoS ₂ имеют большие вариации из-за большей чувствительности диэлектрической проницаемости к эффектам толщины, деформации, границы раздела фаз и плотности носителей ^23,24,25 . Это исследование подчеркивает важность толщины активного материала для энергонезависимых РЧ-переключателей MIM.Монослой и, возможно, бислой являются наиболее подходящими из-за низких вносимых потерь. Более толстые пленки из MoS ₂ и, соответственно, TMD, имеют R _ON , который приблизительно увеличивается с количеством слоев ¹³ и становится чрезмерно потерянным для высокопроизводительных систем связи.

Радиочастотные характеристики MoS ₂ RF-переключателей. a , b Экспериментальные данные S-параметра (рассеяние) как во включенном (вносимые потери), так и в выключенном состоянии (изоляция) РЧ-переключателя на основе 0.5 × 0,5 мкм ² монослой MoS ₂ атомристор. Извлеченные значения R _ON и C _OFF составляют 4,2 Ом и 6,5 фФ соответственно. c , d Данные о вносимых S-параметрах и изоляции ВЧ-переключателя на основе двухслойного атомристора MoS ₂ 0,5 × 0,5 мкм. R _ON составляет 5,3 Ом, а C _OFF составляет 5,4 фФ. Пунктирные линии получены для модели эквивалентной схемы

. Было реализовано почти два десятка однослойных атомристоров MoS ₂ , и их зависимость от площади исследована для энергонезависимых ВЧ переключателей с результатами, представленными на рис.4. Широко используемая, простая, но точная модель эквивалентной схемы с сосредоточенными элементами (дополнительный рисунок 7 и дополнительное примечание 1) использовалась для извлечения трех важных показателей производительности: R _ON , C _OFF и f _c ^10,26 . Вкратце, R _ON определяется из вносимых низкочастотных потерь во включенном состоянии и представляет собственные потери переключателя, в то время как C _OFF извлекается в выключенном состоянии и происходит из-за Емкость MIM, ограничивающая максимальную частоту работы.Как и ожидалось, сопротивление в открытом состоянии показывает незначительную зависимость от площади, подтверждая одномерный нитевидный (или мостовой) механизм проводимости (рис. 4a). Наименьшее из достигнутых значений R _ON составляет около 4 Ом, что является благоприятным значением для переключателей с уменьшенными вносимыми потерями. Напротив, C _OFF зависит от площади (рис. 4b) из-за соотношения пропорциональности емкости параллельных пластин ( C ~ A ) (дополнительное примечание 2). Данные площади емкости были извлечены статистически: C _OFF ~ 28 фФ / мкм ² .Учитывая, что эффективная толщина между электродами составляет около нанометра, исходя из толщины монослоя и ван-дер-ваальсова зазора на границах раздела ²⁷ , извлеченная емкость соответствует эффективной диэлектрической проницаемости ~ 3,2, что согласуется со значительно уменьшенным значением для монослой по сравнению с массивным MoS ₂ ²⁸ . Результирующая зависящая от площади статистика частоты среза FOM показана на рис. 4c. Для экспериментального набора атомристоров с площадью изготовления от 0.125–9 мкм ² , максимальное значение f _c составляет ~ 11 ТГц. Это значение выше или сопоставимо с более совершенными коммутационными устройствами, включая транзисторные, ВЧ-переключатели MEMS и PCM (дополнительные таблицы 1 и 2) ^4,29,30,31 , с дополнительным преимуществом масштабируемости по частоте за счет уменьшения площади для достижения более высоких частот без потери вносимых потерь. Выражение «площадь – частота» может быть получено из формулы FOM, где только C _OFF показывает зависимость площади, следовательно, f _c ∝ 1/ C _OFF ∝ 1/ A .Таким образом, f _c ∙ A является постоянным, уникальным и полезным свойством атомристорных MIM-переключателей. Из обратной линейной аппроксимации экспериментальных данных f _c (рис. 4c), f _c ∙ A ~ 1 ТГц-мкм ² . Это многообещающая перспектива, например, атомристорный переключатель 0,01 мкм ² будет иметь частоту среза 100 ТГц, что примерно на порядок выше FOM, чем у транзисторных, MEMS и PCM-переключателей ^8,32,33 .Другие однослойные полупроводниковые или изолирующие TMD обеспечивают дополнительную степень дизайна по отношению к их зависящей от материала диэлектрической проницаемости ³⁴ , которая напрямую определяет емкость MIM и может обеспечивать еще более высокие частоты среза. Для работы на более высоких частотах атомристор может быть увеличен до меньших размеров <0,1 мкм ² ; однако соответствующие масштабированные металлические соединительные линии могут выйти из строя из-за джоулева нагрева от высоких токов. В результате ведутся исследования стратегий управления температурой для решения этой проблемы, в частности, исследование диэлектрических слоев с высокой теплопроводностью и оптимизация размеров межсоединений.

Масштабируемость устройства RF-переключателей на основе атомристора MoS ₂ . Эквивалентные параметры модели с сосредоточенными элементами: a сопротивление в открытом состоянии, b емкость в закрытом состоянии и c зависимости частоты среза от площади. Полоса ошибок указывает стандартное отклонение. Нормированная добротность, f _c ∙ A ~ 1 ТГц-мкм ² . В то время как сопротивление в открытом состоянии не зависит от площади, емкость в выключенном состоянии зависит от боковой площади устройства и имеет нормированную емкость ~ 28 фФ / мкм ² .Линии на рисунках представляют собой направляющие для масштабирования площади, а наклон b , c основан на статистически усредненном значении емкости

Обработка ВЧ-мощности и самопереключение

Важным показателем производительности для практических ВЧ-переключателей является Точка сжатия 1 дБ ( P _{1 дБ} ) ^1,9 , которая является индикатором максимальной допустимой входной мощности переключателя во включенном состоянии. Чтобы оценить этот параметр, были проведены измерения вносимых потерь в зависимости от мощности (рис.5a), который показал, что компрессия выходной мощности более 0,25 дБ не наблюдалась при входной мощности до 20 дБмВт, предельной для коммерческого источника ВАЦ. Следовательно, мы можем сделать вывод, что P _{1 дБ} превышает 20 дБм. Несомненно, для точного измерения этого предела мощности потребуются более сложные измерения с использованием специально разработанной экспериментальной установки большой мощности.

Обработка мощности сигнала MoS ₂ RF-переключателей. a Типичное включенное состояние P _{1 дБ} и нормализованные вносимые потери, измеренные на частоте 1 ГГц в монослое MoS ₂ ВЧ-переключатель с боковой площадью 0.25 × 0,5 мкм ² . b Обработка мощности в выключенном состоянии, измеренная на частоте 1 ГГц в монослое MoS ₂ ВЧ-переключатель с боковой площадью 0,5 × 0,5 мкм ² . c Спектр передачи однослойного выключателя MoS ₂ RF-переключатель при различных входных мощностях RF. На вставке показана эквивалентная модель схемы с сосредоточенными элементами, включающая емкость в выключенном состоянии (~ 13 фФ) параллельно с переменным сопротивлением в выключенном состоянии. d Сопротивление в выключенном состоянии имеет экспоненциально убывающую зависимость от входной мощности РЧ, которую можно смоделировать как диодоподобное сопротивление, зависящее от напряжения (модельная линейка).Полоса ошибок указывает на стандартное отклонение.

Регулируемое самопереключение, индуцированное РЧ мощностью, является еще одним многообещающим применением атомристоров MoS ₂ из-за его низкого напряжения срабатывания. Возможность самопереключения была оценена в первоначально выключенном устройстве путем постепенного увеличения мощности РЧ с -20 до +20 дБмВт. Было обнаружено, что однослойное устройство можно переключать из выключенного в включенное состояние с помощью радиочастотных сигналов с уровнями мощности ~ 11 дБмВт (рис. 5b), что соответствует пиковому напряжению около 1,1 В и соответствует коммутируемому напряжению постоянного тока. .Это может быть полезным атрибутом для беспроводного переключения однослойного атомристора, который может обеспечить дистанционно управляемую реконфигурируемость системы. С другой стороны, мы не обнаружили никаких свидетельств переключения RF из включенного в выключенное состояние. В том же направлении мы также исследовали зависимость мощности однослойного устройства на более высокой частоте (3 ГГц), выявив аналогичное поведение самопереключения, которое подразумевает, что для беспроводного переключения можно использовать широкополосный диапазон частот (дополнительный рисунок 8).Впоследствии эффективность изоляции в выключенном состоянии была проанализирована при различной входной РЧ-мощности с использованием эквивалентной модели схемы с сосредоточенными элементами (рис. 5c). Модель эквивалентной схемы имеет переменное сопротивление в выключенном состоянии параллельно с емкостью в выключенном состоянии. Мы заметили, что сопротивление в выключенном состоянии имеет обратную экспоненциальную зависимость от среднеквадратичного значения напряжения входного сигнала (рис. 5d). Это соотношение приблизительно соответствует поведению сопротивления в открытом состоянии диода с PN переходом (дополнительное примечание 3) с коэффициентом идеальности ~ 7.9 и ток насыщения ~ 16 мкА при тепловом напряжении 25 мВ. С другой стороны, хотя двухслойный ВЧ-переключатель MoS ₂ показал аналогичное поведение в зависимости от мощности во включенном состоянии, мы не наблюдали самопереключения в выключенном состоянии (дополнительный рисунок 9), что является следствием более высокого срабатывания. напряжения для более толстых пленок MoS ₂ . Это намекает на важность количества слоев как критической степени свободы при проектировании ВЧ-переключателей MoS ₂ . Кроме того, более высокие напряжения срабатывания также наблюдались в однослойных атомристорах с уменьшающейся боковой площадью ¹³ , что указывает на сильную перспективу улучшения управления мощностью с масштабированием размеров в дополнение к преимуществам масштабирования от более высоких частот среза, обсужденных ранее.

Роль личности, высшие цели и рабочие характеристики

[JCT], Hackman & Oldham, 1975; теория вовлечения, Rich, LePine, Crawford, 2010; Тайлер и

Блейдер, 2003 г .; трудоустройство, Wrzesniewski & Dutton, 2001; осмысление, Weick, 1993, 1995) и теории

, основанные на взаимодействиях личности и ситуации (например, исследование ситуационной силы, Meyer et al.,

2010; теория активации черт; Tett & Burnett, 2003; теория соответствия личности работе Эдвардс, 2008).Ниже,

, мы рассматриваем эти теории и обсуждаем ключевые различия между нашей теорией и предыдущими подходами

и проясняем, как теория целенаправленного рабочего поведения основывается на существующей теории и расширяет ее.

Теории смысла труда. Осмысленность уже давно признана важным источником мотивации сотрудника на работе. Россо и др. (2010) определили различные

источников значения труда и в целом классифицировали их как сосредоточенные либо на внешних источниках,

, таких как рабочий контекст или социальные аспекты работы (Grant & Parker, 2009; Hackman & Oldham,

). 1976; Tyler & Blader, 2003), или внутренние источники, включая собственные мотивы и когнитивные карты

, разработанные с помощью сигналов, полученных от других (Wrzesniewski & Dutton, 2001; Wrzesniewski,

Dutton, & Debebe, 2003; Weick, 1993).Однако исследователи, как правило, сосредотачиваются исключительно на

, внутренних или внешних источниках, чтобы объяснить значение в работе, даже когда они признают влияние

другого источника. Например, расширенная теория характеристик работы утверждает, что значимость опыта

на работе в первую очередь определяется универсальными эффектами задачи и социальными характеристиками

(обсуждалось ранее). Сила потребности роста – единственный индивидуальный модератор

, который может усилить влияние этих внешних источников мотивации сотрудников.Однако даже здесь теория

не учитывает, как и почему индивидуальные различия могут способствовать целеустремленности человека

или как совместное взаимодействие может повлиять на развитие осознанности

. Аналогичным образом, модель группового взаимодействия (Blader & Tyler, 2009; Tyler & Blader,

2003) только подчеркивает роль социальных влияний (отношения с лидерами, социальная поддержка и организационная справедливость

) как основополагающую для формирования трудовой идентичности сотрудников и помолвка.

Теории осмысления (Weick, 1993) и создания рабочих мест (Wrzesniewski & Dutton, 2001)

рассматриваются как внутренне ориентированные теории, поскольку они признают, в той или иной степени, роль личности

при попытке понять смысл работы. Вейк прямо утверждал, что сотрудники

активно участвуют в процессе интерпретации, чтобы осмыслить свою работу, роли и себя на работе, by

Публикации | Лаборатория Андерсена

Ricciardi MJ, Magnani DM, Grifoni A, Kwon YC, Gutman MJ, Grubaugh ND , Gangavarapu K , Sharkey M, Silveira CGT, Bailey VK, Pedreño-Lopez N, Gonzalez-Nieto L, Gonzalez-Nieto L, Gonzalez-Nieto L, , Martins MA, Pham J, Weiskopf D, Altman J, Kallas EG, Andersen KG , Stevenson M, Lichtenberger P, Choe H, Whitehead SS, Sette A, Watkins DI
Онтогенез B- и T-клеточного ответа в a Первичная инфекция вирусом Зика у человека, ранее не инфицированного лихорадкой денге, во время вспышки 2016 г. в Майами, Флорида
PLOS Запущенные тропические болезни 11 (12): e0006000

Torkamani A, Andersen KG , Steinhubl SR, Topol EJ
Медицина высокого разрешения
Cell 170 (5): 828-843

Grubaugh NDª , Ladner JTª, Kraemer MUG, Dudas Gª, Tan ALª, Gangavarapu Kª , Wiley MRª, White Sª, Thézé Jª, Magnani DM, Prieto K, Reyes D, Bingham AM, Paul Robles- Sikisaka R , Oliveira G , Pronty D, Barcellona CM, Metsky HC, Baniecki ML, Barnes KG, Chak B, Freije CA, Gladden-Young A, Gnirke A, Luo C, MacInnis B, Matranga CB, Park DJ, Ку Дж., Шаффнер С.Ф., Томкинс-Тинч К., Вест К.Л., Винницки С.М., Воль С., Йозвиак Н.Л., Квик Дж., Фаувер-младший, Хан К., Брент С.Е., Райнер Р.С. мл., Лихтенбергер П.Н., Риккарди М.Дж., Бейли В.К., Уоткинс Д. , Cone MR, Kopp EW 4th, Hogan KN, Cannons AC, Jean R, Monaghan AJ, Garry RF, Loman NJ, Faria NR, Porcelli MC, Vasquez C, Nagle ER, Cummings DAT, Stanek D, Rambaut A, Sanchez-Lockhart M, Sabeti PC *, Gillis LD *, Michael SF *, Bedford T *, Pybus OG *, Isern S *, Palacios G * º, Andersen KG * º
Геномная эпидемиология выявляет множественные интродукции вируса Зика в США
Природа 546 (7658): 401-405 [особенность]
(ªсопервые авторы; * соавторы; ºсо-корреспонденты)

Faria NR, Quick J, Claro IM, Thézé J, de Jesus JG, Giovanetti M, Kraemer MUG, Hill SC, Black A, da Costa AC, Franco LC, Silva SP, Wu CH, Raghwani J, Cauchemez S, du Plessis L, Verotti MP, de Oliveira WK, Carmo EH, Coelho GE, Santelli ACFS, Vinhal LC, Henriques CM, Simpson JT, Loose M, Andersen KG , Grubaugh ND , Somasekar S, Chiu CY, Muñoz-Medina JE , Gonzalez-Bonilla CR, Arias CF, Lewis-Ximenez LL, Baylis SA, Chieppe AO, Aguiar SF, Fernandes CA, Lemos PS, Nascimento BLS, Monteiro HAO, Siqueira IC, de Queiroz MG, de Souza TR, Bezerra JF, Lemos MR, Pereira GF, Loudal D, Moura LC, Dhalia R, França RF, Magalhães T, Marques ET Jr, Jaenisch T., Wallau GL, de Lima MC, Nascimento V, de Cerqueira EM, de Lima MM, Mascarenhas DL, Neto JPM , Levin AS, Tozetto-Mendoza TR, Fonseca SN, Mendes-Correa MC, Milagres FP, Segurado A, Holmes EC, Rambaut A, Bedford T, Nunes MRT, Sabino EC, Alcantara LCJ, Loman NJ, Pybus OG
Establishment and Cryptic Передача вируса Зика вир США в Бразилии и Америке
Nature 546 (7658): 406-410

Metsky HC, Matranga CB, Wohl S, Schaffner SF, Freije CA, Winnicki SM, West K, Qu J, Baniecki ML, Gladden-Young A, Lin AE, Tomkins-Tinch CH, Ye SH, Park DJ, Luo CY, Барнс К.Г., Шах Р.Р., Чак Б., Барбоса-Лима Дж., Делаторре Э, Виейра Ю. Р., Пол Л. М., Тан А. Л., Барселлона К. М., Порчелли М.С., Васкес К., Кэннонс А.С., Конус М.Р., Хоган К.Н., Копп Е.В., Анцингер Дж.Дж., Гарсия К.Ф., Пархам Л.А., Рамирес RMG, Монтойя MCM, Рохас Д.П., Браун С.М., Хенниган S, Сабина Б., Шотландия S, Гангаварапу К. , Грубо Н.Д. , Оливейра Г. , Роблес-Сикисака, , A, Герке Л., Смоле С., Халлоран М. Э., Вильяр Л., Маттар С., Лоренцана И., Цербино-Нето Дж., Валим С., Деграв В., Бозза П. Т., Гнирке А., Андерсен К.Г. * , Изерн С. *, Майкл С.Ф. * , Bozza FA *, Souza TML *, Bosch I *, Yozwiak NL *, MacInnis BL *, Sabeti PC *
Эволюция и распространение вируса Зика в Северной и Южной Америке
Nature 546 (7658): 411-415 [функция]
( * соавторы)

Quick J, Grubaugh ND , Pullan ST, Claro IM, Smith AD, Gangavarapu K , Oliveira G , Robles-Sikisaka R , Rogers TF, Beutler NA, Burton DR, Lewis-Ximenez LL, de Хесус Дж. Г., Джованетти М., Хилл СК, Блэк А, Бедфорд Т., Кэрролл М. В., Нуньес М, Алькантара ЛК младший, Сабино ЕС, Бейлис С.А., Фариа Н.Р., Свободный М., Симпсон Дж. Т., Пибус О.Г., Андерсен КГ , Ломан, штат Нью-Джерси
Метод мультиплексной ПЦР для MinION и Illumina секвенирования геномов вируса Зика и других вирусов непосредственно из клинических образцов
Природные протоколы 12 (6): 1261-1276

Dudas G, Carvalho LM, Bedford T, Tatem AJ, Baele G, Faria NR, Park DJ, Ladner JT, Arias A, Asogun D, ​​Bielejec F, Caddy SL, Cotten M, D’Ambrozio J, Dellicour S, Caro AD , Дикларо Дж. У., Дураффур С., Элмор М. Дж., Факоли Л. С., Фэй О., Гилберт М. Л., Гевао С. М., Гир С., Глэдден-Янг А., Гнирке А., Гоба А., Грант Д. С., Хаагманс Б. Л., Хискокс Дж. А., Джа У, Кугельман Дж. Р. , Лю Д., Лу Дж., Мальбёф К.М., Мате С., Мэтьюз Д.А., Матранга С.Б., Мередит Л.В., Ку Дж., Квик Дж., Па С.Д., Фан М.В., Поллакис Дж., Реускен С.Б., Санчес-Локхарт М., Шаффнер С.Ф., Шиффелин Дж.С. , Sealfon RS, Simon-Loriere E, Smits SL, Stoecker K, Thorne L, Tobin EA, Vandi MA, Watson SJ, West K, Whitmer S, Wiley MR, Winnicki SM, Wohl S, Wölfel R, Yozwiak NL, [PI алфавитный] Андерсен К.Г. , Блайден С.О., Болай Ф., Кэрролл М.В., Дан Б., Диалло Б., Форменти П., Фрейзер С., Гао Г.Ф., Гарри Р.Ф., Гудфеллоу I, Гюнтер С., Хаппи К.Т., Холмс Э.К., Каргбо Б. С., Келлам П., Купманс М. П., Кун Дж. Х., Ломан Н. Дж., Магассуба Н., Найду Д., Никол С. Т., Ниенсва Т., Паласиос Дж., Пибус О. G, Sabeti PC, Sall A, Ströher U, Wurie I, Suchard MA, Lemey P, Rambaut A
Вирусные геномы выявляют факторы, которые распространяли и поддерживали эпидемию Эболы
Nature 544 (7650): 309-315

Grubaugh ND, Andersen KG
Экспериментальная эволюция для изучения появления вируса
Cell 169 (1): 1-3

Saphire EO, Chandran K, Alter G, Aman MJ, Andersen KG , Branco LM, Doranz BJ, Feldmann H, Fusco ML, Garry RF, Geisbert TW, Halfmann PJ, Hensley LE, Kawaoka Y, Kobinger GP, Lai JR , Lobel L, Lutwama JJ, Olinger GG, Qiu X, Robinson JE, Sprecher A, Takada A, Ward AB, Whaley K, Zeitlin L, Chandran K, Dye JM
Как превратить конкурентов в сотрудников
Nature 541 (7637 ): 283-285

Replacing Place куратор Mk Guth – Anytime Dept.

Пожалуйста, присоединяйтесь к нам в 18:00 на шоу Constructed , организованном Кэндис Меллер (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк) в бальном зале Hoffner Lodge с последующим чтением книги Саманты Круковски Playa Dust: Сборник историй из Burning Man

«Письмо не имеет ничего общего со значением. Это связано с геодезией, картированием и даже с областями, которые еще не появились ».

—Deleuze, Gilles; Гваттари, Феликс 1988.Тысяча плато:

Капитализм и шизофрения. Лондон: Athlone Press

Anytime Dept. представляет групповую выставку Replacing Place, которую курирует художник М.К. Гут.

Replacing Place рассматривает художников, чьи работы происходят из определенного места, будь то физическое, культурное или психологическое. Эта группа художников обращается к месту как к расширенному полю, где вдохновение уникального места, момента времени или психологического состояния развивается, сдвигается, разрушается и распространяется в нечто новое.Временные, пространственные, повествовательные и физические модификации преобразуют произведение во что-то, связанное с местом катализатора, но в другое, эхо, предлагающее новое значение в связи со стремлением, памятью, тоской и желанием.

Среди художников-экспонентов:

Бет Кэмпбелл (Нью-Йорк, Нью-Йорк)

Сэмми Сетта (Портленд, Орегон)

Аманда Каррери (Цинциннати, Огайо)

Нан Кертис (Портленд, Орегон)

Раша Канзас-Сити, Миссури)

Рубен Гарсиа Марруфо (Портленд, Орегон / Мехикали, Мексика)

MK Guth

Небольшие сдвиги в знакомых вещах усиливают человеческое присутствие и говорят о тонкостях социальных отношений в визуальной и исполнительской работе М.К. Гута.Выпускница Высшей школы изящных искусств Нью-Йоркского университета, она выставляла свои работы во многих музеях, галереях и на фестивалях, включая Музей американского искусства Уитни, Центр искусств Йерба Буэна, Международный фестиваль искусств в Мельбурне, Nottdance. Фестиваль, Англия, Художественный музей Сономы, Центр современного искусства, Цинциннати, Художественный музей Бойсе, Галерея-Пфайстер, Гудхьем Дания, Галерея Франклина Парраша, Нью-Йорк, Швейцарский институт, Нью-Йорк, Белые колонны, Нью-Йорк, Художественный музей Фрая и Генри Арт Галерея Вашингтонского университета.Гут является одним из основателей RED SHOE DELIVERY SERVICE, совместного проекта перформанса с художниками Молли Дилворт и Крисом Мосс. Она является лауреатом нескольких наград, в том числе специальной награды Бетти Боуэн, учрежденной Художественным музеем Сиэтла, и стипендии Фонда семьи Фордов. Гут представлен галереей Элизабет Лич в Портленде, штат Орегон, и галереей Кристин Тирни в Нью-Йорке, а также доцентом в Тихоокеанском Северо-Западном колледже искусств в Портленде, штат Орегон.

Пятница, 10 ноября 2017 г. 18:00, бальный зал Hoffner Lodge

Построенный просмотр, куратор Кэндис Меллер (Нью-Йорк)

Клаудиа Битран, приветствие – 1:25 мин.

ors MK Guth, Waritriled ) – 5:00 мин.

Нина Катчадурян, Mystic Shark – 4:34 мин.

Клаудия Битран, Титаник: глубокие эмоции (трейлер) – 5:08 мин.

Молли Сурно, Два духа – 4:48 мин.

Джанет Биггс, «Предупреждающий выстрел» – 2:08 мин.

Малия Дженсен, «Прогресс медведя» – 9:00 мин.

Семь видеороликов исследуют понятие сконструированного или преднамеренно созданного объекта.Затронутые темы сильно различаются, но все они показывают, насколько легко места, личности и восприятия можно собрать или разобрать. Некоторые видеоролики исследуют наше понимание природы: «Предупреждающий выстрел» Джанет Биггс использует суровую среду арктической тундры, чтобы осветить контраст между человеческими действиями и гармонией природы, а «Два духа» Молли Сурно исследуют мифологию западного пейзажа через женщину-транс-навахо. . Титаник Клаудии Битран: глубокие эмоции (трейлер), с другой стороны, фокусируется на материальности, включая переработанные материалы, реквизит ручной работы и мусор, чтобы создать поэтапный римейк эпической истории любви Джеймса Кэмерона на непотопляемом корабле.Другие видео рассказывают о структуре убеждений и о том, как мы их принимаем. Сидя в гостиничном номере в Мистике, Коннектикут, Нина Катчадурян вызывает веселье, надевая острые окаменевшие зубы в неуклюжем антропоморфизме титульного существа, которого так боялись, в Mystic Shark. Повторяя знакомую сказку о самопознании, медведь отправляется в путешествие, чтобы найти себя в «Прогрессе медведя» Малии Дженсен, встречая на своем пути любовь, конфликты и смерть. В фильме MK Guth’s Warriors (Untitled) видео, на котором три женщины в пыльных комбинезонах хоронят на строительной площадке то, что может быть или не быть телом, предполагает, что реальность настолько достоверна, насколько мы полагаем.

Чтение Саманты Круковски из ее книги Playa Dust: Collected Stories from Burning Man

Саманта Круковски – художник, писатель и педагог. По образованию архитектор и историк искусства, она занимается междисциплинарной и интермодальной практикой, которая исследует природу объектов, записи опыта, идентичность места и последствия вмешательства. Ее письмо сосредоточено на присутствии и отсутствии в живописных и пространственных полях; укорененность и вывих; утопии; повременное строительство; природа творчества и личность создателя.Ее отредактированный том Playa Dust: Collected Stories from Burning Man был опубликован в 2014 году. Экспериментальные и живописные видео Круковски были показаны на сотнях национальных и международных кинофестивалей; ее рисунки, картины и скульптуры выставлялись на национальных и международных выставках.

Исследование улучшенных электрических и оптических свойств тонкой пленки Cu 2 O, легированной трехвалентным бором, и изготовление гетеропереходного диода Cu 2 O: B / c-Si