Какие материалы используются в современной оптоэлектронике. Каковы свойства жидких кристаллов, фуллеренов и нанотрубок. Где применяются новые оптоэлектронные материалы. Как развивается оптоэлектроника сегодня.
Основные материалы современной оптоэлектроники
Оптоэлектроника — одно из наиболее перспективных и быстро развивающихся направлений современной электроники и фотоники. Ключевую роль в развитии оптоэлектронных технологий играют новые материалы с уникальными оптическими и электронными свойствами. Рассмотрим основные классы материалов, применяемых в современной оптоэлектронике:
- Жидкие кристаллы
- Фуллерены
- Углеродные нанотрубки
- Квантовые точки
- Органические полупроводники
- Перовскиты
Эти материалы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными полупроводниками, что открывает новые возможности для создания эффективных оптоэлектронных устройств.
Жидкие кристаллы: уникальные оптические свойства
Жидкие кристаллы (ЖК) представляют собой вещества, обладающие одновременно свойствами жидкостей и кристаллов. Их молекулы имеют вытянутую форму и способны ориентироваться определенным образом под действием внешних полей. Это обуславливает уникальные оптические свойства ЖК:
- Сильная анизотропия оптических свойств
- Высокая чувствительность к внешним воздействиям
- Способность к управлению светом без механических элементов
- Низкое энергопотребление при переключении состояний
Благодаря этим свойствам жидкие кристаллы нашли широкое применение в дисплейной технике, оптических модуляторах, адаптивной оптике и других устройствах.
Фуллерены и нанотрубки: наноразмерные углеродные структуры
Фуллерены и углеродные нанотрубки — это наноразмерные аллотропные модификации углерода с уникальной структурой. Фуллерены представляют собой замкнутые молекулы из атомов углерода (например, С60), а нанотрубки — цилиндрические структуры из свернутых графеновых плоскостей. Их основные свойства:
- Высокая механическая прочность
- Уникальные электронные свойства
- Нелинейные оптические эффекты
- Способность к функционализации
Эти материалы перспективны для создания солнечных элементов, фотодетекторов, нелинейно-оптических устройств и других применений в оптоэлектронике.
Квантовые точки: полупроводниковые нанокристаллы
Квантовые точки — это полупроводниковые нанокристаллы размером 2-10 нм, в которых наблюдается эффект размерного квантования. Их ключевые свойства:
- Зависимость оптических свойств от размера частиц
- Узкие спектры люминесценции
- Высокий квантовый выход
- Фотостабильность
Квантовые точки активно исследуются для применения в светодиодах, лазерах, биосенсорах и других оптоэлектронных устройствах нового поколения.
Органические полупроводники: гибкая электроника
Органические полупроводники — это углеродсодержащие материалы с полупроводниковыми свойствами. Их основные преимущества:
- Низкая стоимость
- Простота изготовления тонких пленок
- Механическая гибкость
- Широкие возможности химической модификации
На основе органических полупроводников создаются гибкие дисплеи, солнечные элементы, органические светодиоды (OLED) и другие устройства гибкой электроники.
Перовскиты: новый класс оптоэлектронных материалов
Перовскиты — это класс материалов с кристаллической структурой типа CaTiO3. Галогенидные перовскиты (например, CH3NH3PbI3) обладают рядом уникальных свойств для оптоэлектроники:
- Высокий коэффициент поглощения света
- Большая длина диффузии носителей заряда
- Настраиваемая ширина запрещенной зоны
- Простота изготовления тонких пленок
Перовскитные солнечные элементы уже достигли эффективности более 25%, что делает их перспективной альтернативой кремниевым элементам.
Применение новых материалов в оптоэлектронных устройствах
Рассмотренные выше перспективные материалы находят применение в различных оптоэлектронных устройствах:
- Дисплеи (ЖК, OLED)
- Солнечные элементы
- Светодиоды и лазеры
- Фотодетекторы
- Оптические модуляторы
- Нелинейно-оптические устройства
- Оптические переключатели
- Биосенсоры
Использование новых материалов позволяет улучшить характеристики устройств, снизить их стоимость и энергопотребление, а также реализовать принципиально новые функции.
Курс «Свойства и применение перспективных материалов оптоэлектроники»
- Институт непрерывного образования
- Выдаваемые документы
- Программы повышения квалификации
- Профессиональная переподготовка
- Онлайн-обучение
- Наши клиенты
- Локальные нормативные акты
- Отзывы и благодарности
- Совместные программы с учебными организациями
- Новости
- Контакты
| Актуальность | Идёт набор |
|---|---|
| Стоимость | 14 000 руб |
| Продолжительность | 36 часов |
| Группа | от 8 до 10 человек |
| Начало занятий | По мере формирования группы |
Записаться на курс
В программе содержится краткое изложение свойств и современные области применения жидких кристаллов как перспективных материалов оптоэлектроники, лазерной и дисплейной техники, а также свойства и современные области применения фуллеренов, нанотрубок, наночастиц и сопряженных органических систем на их основе.
Обращаем внимание, что ввиду специфики обучения по данному курсу сборные группы не обучаются. Слушатели курса должны быть работниками одной организации или одной отрасли.
На примере известных жидкокристаллических (ЖК) смесей, используемых для создания TN-, IPS-, VA- конфигураций дисплейных элементов и модуляторов света, будет проведено изучение физических свойств новых электрооптических материалов при проявлении явлений фотоупругости и фоторефракции. Будут рассмотрены основные механизмы, ответственные за явление двулучепреломления в современных жидкокристаллических матрицах, в сравнении с классическими твердотельными структурами, а также особенности воздействия лазерного излучения на жидкокристаллические среды и показана возможность записи тонких дифракционных решеток в жидких кристаллах с нанообъектами. Будет проведено ознакомление с новейшими разработками жидкокристаллических сред для модуляционной, дисплейной, медицинской техники. Показано применение жидких кристаллов для ориентирования клеток крови, визуализации дефектов, переключения и ограничения лазерного излучения и световых потоков в телекоммуникационных сетях; показаны возможности ЖК-лабораторий в России и за рубежом.
Категория слушателей — преподаватели высших учебных заведений технического и физического профиля, специалисты с высшим техническим образованием, работающие в области оптоэлектроники, фотоники, оптико-электронных устройств и комплексов.
Форма обучения — без отрыва и с отрывом от производства
Учебный план
| № п/п | Наименование разделов | Всего часов | В том числе | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Лекции | Практические и лабораторные занятия | Самостоятельное изучение | Проверка знаний | |||
|
1 |
Основные свойства и современные области применения жидких кристаллов, фуллеренов, нанотрубок, наночастиц и сопряженных органических систем на их основе. |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
2 |
Физические свойства новых электрооптических и магнитооптических материалов. |
2 |
2 |
|
|
|
|
3 |
Основные механизмы двулучепреломления в современных жидкокристал-лических матрицах. |
2 |
2 |
|
|
|
|
4 |
Запись тонких дифракционных решеток в жидких кристаллах с нанообъектами. |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
|
Сенсибилизация органических материалов фуллеренами нанотрубками. |
2 |
2 |
|
|
|
|
6 |
Эффект оптического ограничения лазерного излучения в фуллеренсодержащих материалах и средах с нанотрубками. Запись тонких дифракционных решеток в фуллеренсодержащих средах. |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
7 |
Светоиндуцированное изменение показателя преломления. |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
8 |
Фуллеренсодержащие материалы для переключения световых потоков, модуляции, пассивной записи информации и преобразования по частоте лазерного излучения. |
4 |
2 |
2 |
|
|
|
9. |
Покрытия с нанообъектами. Спектральные характеристики нанопокрытий. Квантово-химическое представление связи нанообъектов с поверхностью материалов. |
2 |
2 |
|
|
|
|
10 |
Применение фуллеренсодержащих материалов в лазерной физике и медицине. Оптимизация неорганических материалов нанотрубками. |
2 |
2 |
|
|
|
|
11 |
Новейшие разработки жидкокристаллических сред для модуляционной, дисплейной, медицинской техники. |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
Итоговая аттестация |
4 |
|
|
2 |
2 |
|
|
Итого: |
36 |
22 |
10 |
2 |
2 |
Особенности воздействия лазерного излучения на жидкокристаллические среды.
Влияние комплексообразования на нелинейное поглощение сред с нанообъектами.
Светоиндуцированное рассеяние.
Контактная информация
Запись на курс
Ваше ФИО*
Уровень образования* Среднее общее образованиеСреднее профессиональное образованиеВысшее образование
Эл.
почта*
Моб. телефон*
Информация, которую Вы считаете необходимо нам сообщить
Отправляя сообщение с помощью данной формы, вы соглашаетесь с обработкой своих персональных данных в соответствии с «Политикой обработки и защиты персональных данных СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Все поля помеченные * являются обязательными для заполнения.
Сталь: состав, свойства, сферы применения
Сталь – это сплав железа с углеродом с добавлением различных примесей, оказывающих влияние на основные характеристики продукта. При заказе материала нужно учитывать, какими свойствами должна обладать сталь, так как механические и химические свойства стали напрямую влияют на то, где ее можно использовать.
Сталь – это один из основных промышленных материалов, используемых в разных отраслях, от машиностроения до медицины. Сырье представляет собой сплав, в котором соединяется железо с углеродом.
Также добавляются и другие примеси, оказывающие значительное влияние на основные характеристики конечного продукта.
Состав стали
Основа состава – железо и углерод. В сплаве обычно содержится не более 2,14%.
Основной критерий классификации – химический состав. Вся представленная на рынке продукция разделена на два основных вида сырья:
- Углеродистая сталь. В ее составе кроме железа и углерода также есть фосфор, сера, марганец и кремний. В зависимости от процентного содержания углерода сырье разделено на высоко-, средне- и низколегированные марки. Этот материал можно применять, даже если перед вами стоит задача создать инструмент, использующийся под постоянным напряжением и высокими нагрузками.
- Легированная сталь. К основным компонентам добавлены дополнительные легирующие элементы. Среди них – множество типов веществ, от кремния, бора и азота до хрома, циркония, ниобия, вольфрама и титана. Это влияет не только на стоимость, но и на качество продукции, область использования и характеристики.
В продаже вы найдете множество типов продукции – жаропрочные, цементуемые, улучшаемые стали. В зависимости от структуры сырье может быть доэвтектоидного, ледебуритного, эвтектоидного и заэвтектоидного типа.
В продаже вы найдете множество типов продукции – жаропрочные, цементуемые, улучшаемые стали. В зависимости от структуры сырье может быть доэвтектоидного, ледебуритного, эвтектоидного и заэвтектоидного типа.Свойства и применение стали можно определить по ее марке.
В состав стали могут добавляться различные примеси. В зависимости от того, в каком количестве они представлены в рецептуре, выделяются два основных типа продукции:
- Обыкновенного качества. В составе такого сплава углерода не более 0,6%. Основные стандарты, используемые в изготовлении –ГОСТ 14637 и ГОСТ 380-94. Многие виды продукции в маркировке указываются как «Ст», что означает стандартное качество. На рынке этот тип сырья –один из наиболее доступных по стоимости.
- Качественный. К этой категории относятся легированная и углеродистая разновидности. Уже в маркировке указывается особенность состава, количество углерода в сотых долях. Основной стандарт, которого придерживаются изготовители, – ГОСТ 1577. Стоит такая сталь дороже, чем продукт обыкновенного качества. При этом материал намного более пластичен, хорошо сваривается и отлично защищен от механического воздействия.
Стоит такая сталь дороже, чем продукт обыкновенного качества. При этом материал намного более пластичен, хорошо сваривается и отлично защищен от механического воздействия.Основные свойства стали
При заказе материала нужно учитывать, какими свойствами должна обладать сталь, чтобы подойти под конкретную область применения. Если не понимать такой особенности, есть риск покупки сырья, не соответствующего прочности, уровню защиты от коррозии, качеству свариваемости и другим характеристикам.
Рассмотрим основные характеристики материала.
Механические
Показывают, какие варианты обработки можно выбирать и где использовать. Есть несколько основных параметров:
- Прочность. Показывает, какую нагрузку можно прикладывать к детали, пока не появятся первые признаки разрушения. Для каждой марки материала указывается этот параметр, а также предел текучести.
- Предел прочности. Указывает на защищенность материала от механического напряжения.
- Предел текучести. Дает представление о растягиваемости материала. Это помогает понимать, насколько сильно можно растянуть материал до момента, пока процесс будет продолжаться, даже когда нагрузка перестанет прикладываться.
- Пластичность. Чтобы материал можно было использовать в изготовлении различных типов деталей и заготовок. Такая характеристика помогает сырью менять форму, прописывается, чтобы определить параметры относительного угла изгиба и удлинения.
- Ударная вязкость. Напрямую связана с пределами динамических нагрузок. Характеристика указывает, насколько сильный удар сможет выдержать готовое изделие или заготовка, прежде чем начнет окончательно разрушаться.
- Твердость. Показывает предельную нагрузку по площади до момента возникновения вдавливания. Может определяться разными методами, как Бринелля, так и Виккерса.
Физические
Параметры дают понять, возможно ли применение стали в строительстве или различных областях промышленности.
Есть три значимых центральных показателя:
- Плотность. В характеристике зашифровано, какая масса стали содержится в указанном объеме. Чем выше прочность, тем больше защищенность от деформации, сильного давления и других потенциальных угроз.
- Теплопроводность. Параметр дает представление, насколько быстро тепло передается по заготовке. Параметр очень важен для промышленности, к примеру, при изготовлении радиаторов или труб для теплотрасс.
- Электропроводность. Позволяет оценить безопасность применения материала в местах, где есть риск удара током. Также сплав можно выбрать и для установки в сферах, где имеют значение его проводниковые характеристики.
Химические
Весь набор параметров дает представление о том, как поведет себя материал в разных температурах или средах с разной степенью агрессивности. Есть четыре основных параметра:
- Окисляемость. Процесс окисления вызывается контактом металла с кислородом, может стимулироваться увеличением температуры. На уровень окисляемости влияет содержание углерода и среда, в которой используются изделия. Чем больше подверженность окислению, тем быстрее на поверхности появится ржавчина.
- Защищенность от коррозии. Указывается для разных сред. Может меняться при использовании на открытом воздухе, а также при контакте с водой или почвой.
- Жаростойкость. Помогает понять, при каком нагреве на металле начинает постепенно развиваться коррозия. Характеристика напрямую связана с окисляемостью.
- Жаропрочность. От жаростойкости отличается тем, что затрагивает не коррозийную стойкость и защиту от окалины, а саму прочность. Знание параметров поможет вам понять, до какой температуры нагреется заготовка, прежде чем ее можно будет сломать или деформировать.
На уровень окисляемости влияет содержание углерода и среда, в которой используются изделия. Чем больше подверженность окислению, тем быстрее на поверхности появится ржавчина.Технологические
Показывают возможность обработки с применением различных технологий. Центральные параметры:
- Ковкость. Чем она выше, тем быстрее можно будет придать форму постоянным внешним механическим воздействием.
- Жидкотекучесть. Если этот параметр находится на высоком уровне, расплавленный материал сможет лучше заполнять пустоты.
- Свариваемость. Помогает соединять различные заготовки между собой. Отличается как в зависимости от типа использованной сварки, так и самого сплава.
- Обрабатываемость резанием. Сталь можно обрабатывать разными видами режущих инструментов для создания металлопроката и деталей с разными параметрами и областью применения.
Применение стали
Механические и химические свойства стали напрямую влияют на то, где ее можно использовать. Проще всего определиться со сферой по марке, указанной на сырье. Так продукцию с хорошей жаропрочностью можно использовать в средах, где есть риск воздействия постоянных высоких температур. То же относится к маркам, отличающимся хорошей свариваемостью и коррозийной стойкостью.
По сферам производства можно выделить несколько основных категорий:
- Строительные. Применяются при создании металлоконструкций различного масштаба, арматуры, обшивки стен. Необходимые характеристики отличаются в зависимости от области применения. Так для одних видов сплава важна стойкость к коррозии во влажных средах, для других – защита от окисления при контакте с почвой. Но все используемые типы сырья должны хорошо свариваться, иметь повышенную прочность при постоянном или периодическом сильном механическом давлении. В сочетании с важной для строителей доступностью стоимости такими параметрами обладают низколегированные сплавы и варианты обычного качества.
- Инструментальные. Применяются для изготовления инструментов различного назначения. Все сплавы разделены на три категории. Первая используется для создания штампованных деталей. Вторая – при производстве режущего инструмента, третья – измерительного с высокой точностью. Лучшим решением станет заказ высоколегированных и высокоуглеродистых материалов. Они не только хорошо защищены от износа, но и отличаются твердостью, хорошей теплопроводностью.
- Конструкционные. Разнообразны по сфере использования: применяются для металлоконструкций, а также для деталей, крупных механических узлов. Лучшее решение – применение сплава с малой долей марганца. Легирование позволяет расширить список полезных характеристик. Эксперты рекомендуют обратить внимание на высокопрочные, автоматные, износостойкие и другие марки.
Применяются при создании металлоконструкций различного масштаба, арматуры, обшивки стен. Необходимые характеристики отличаются в зависимости от области применения. Так для одних видов сплава важна стойкость к коррозии во влажных средах, для других – защита от окисления при контакте с почвой. Но все используемые типы сырья должны хорошо свариваться, иметь повышенную прочность при постоянном или периодическом сильном механическом давлении. В сочетании с важной для строителей доступностью стоимости такими параметрами обладают низколегированные сплавы и варианты обычного качества.
Также всегда можно заказать материалы со специальными характеристиками для конкретной зоны применения. Это могут быть как сплавы с повышенной жаропрочностью, так и защищенные от окисления при контакте с кислородом, хорошо плавящиеся, электропроводные и многие другие.
Другие статьи:
Закалка стали
Отпуск стали
Spring Boot — свойства приложения
Как мы уже знаем, Spring Boot построен на основе Spring и содержит все функции Spring. В наши дни он становится фаворитом разработчиков, потому что это быстро готовая к работе среда, которая позволяет разработчикам напрямую сосредоточиться на логике, а не мучиться с конфигурацией и настройкой.
В Spring Boot всякий раз, когда вы создаете новое приложение Spring Boot в spring starter или внутри IDE (Eclipse или STS), файл находится внутри src/main/resources папка с именем application.properties файл, который показан на изображении ниже следующим образом:
Компьютерщики, теперь вам должно быть интересно, что делает этот файл? Каковы основные роли этого файла во время разработки? Таким образом, в приложении весенней загрузки файл application.properties используется для записи свойства, связанного с приложением, в этот файл. Этот файл содержит другую конфигурацию, которая требуется для запуска приложения в другой среде, и каждая среда будет иметь разные свойства, определяемые им. Внутри файла свойств приложения мы определяем все типы свойств, такие как изменение порта, подключение к базе данных, подключение к серверу eureka и многое другое. Теперь давайте посмотрим на несколько примеров для лучшего понимания.
Пример 1: Изменение номера порта
Иногда при запуске приложения Spring вы можете столкнуться с ошибкой следующего типа:
Ошибка: порт 8989 уже используется. Таким образом, в этом случае вы можете убить этот процесс, который работает на этом номере порта, или вы можете изменить свой номер порта и перезапустить приложение. Итак, где вы должны изменить свой номер порта? например, в файле application.properties .
Итак, как показано на снимке экрана выше, вы можете изменить свой номер порта с помощью следующей строки
server.port=8989
Пример 2: Чтобы определить имя нашего приложения
Чтобы определить имя нашего приложения, вы можете напишите свойства, подобные этому
spring.application.name = userservice
Итак, вы можете видеть, что это представляет здесь свойство как пару ключ-значение, каждый ключ также связан со значением.
Пример 3: Подключение к базе данных MySQL
Чтобы подключиться к базе данных MySQL, вам нужно написать несколько строк.
Вы можете написать свойства следующим образом:
spring.jpa.hibernate.ddl-auto=update
spring.datasource.url=jdbc:mysql://${MYSQL_HOST:localhost}:3306/db_example
spring.datasource.username=springuser
spring.datasource.password=Пароль
spring.datasource.driver-class-name =com.mysql.jdbc.Driver Пример 4: Подключение к базе данных h3
h3 — это встроенная база данных с открытым исходным кодом, находящаяся в памяти. Это система управления реляционными базами данных, написанная на Java. Это клиент-серверное приложение. Обычно он используется в модульном тестировании. Он хранит данные в памяти, а не сохраняет данные на диске. Чтобы подключиться к базе данных h3, вам нужно написать кучу строк. Вы можете написать такие свойства
spring.h3.console.enabled=true spring.datasource.url=jdbc:h3:mem:dcbapp spring.datasource.driverClassName=org.h3.Драйвер spring.datasource.username=sa spring.datasource.password=пароль spring.jpa.database-platform=org.
hibernate.dialect.h3Dialect Пример 5: Подключение к базе данных MongoDB
Чтобы подключиться к базе данных MongoDB, вам нужно написать несколько строк. Вы можете написать такие свойства:
spring.data.mongodb.host=localhost spring.data.mongodb.port=27017 spring.data.mongodb.database=Книжный магазин
Пример 6: Подключение к серверу Eureka
Сервер Eureka — это приложение, которое содержит информацию обо всех приложениях клиентских служб. Каждый микросервис будет регистрироваться на сервере Eureka, а сервер Eureka знает все клиентские приложения, работающие на каждом порту и IP-адресе. Eureka Server также известен как Discovery Server. Вы можете написать свойства следующим образом:
eureka.client.register-with-eureka=true eureka.client.fetch-registry=true eureka.client.service-url.defaultZone=http://localhost:9096/эврика/ eureka.instance.hostname=localhost
Примечание .
Записанное здесь значение является примером данных. Пожалуйста, напишите значения в соответствии с вашими требованиями. Но ключи остаются прежними.файл application.yml/application.yaml
Файл application.properties плохо читается. Поэтому в большинстве случаев разработчики предпочитают файл application.yml файлу application.properties. YAML — это надмножество JSON, и поэтому это очень удобный формат для указания иерархических данных конфигурации. YAML более удобочитаем, и разработчикам удобно читать/записывать файлы конфигурации. Например, давайте выберем некоторые из файлов свойств, которые мы объяснили выше, и запишем их в формате YAML.
Случай 1: Давайте возьмем вышеприведенный пример 3, где мы подключались к базе данных MySQL , соответствующие свойства будут следующими:
spring:
источник данных:
URL-адрес: jdbc:mysql://${MYSQL_HOST:localhost}:3306/db_example
имя пользователя: Springuser
пароль: Пароль
имя-класса-драйвера: com. mysql.jdbc.Driver
jpa:
спящий режим:
ddl-auto: update 
mysql.jdbc.Driver
jpa:
спящий режим:
ddl-auto: update Случай 2: Давайте возьмем вышеприведенный пример 6, где мы подключались к серверу Eureka, соответствующие свойства будут следующими:
eureka:
клиент:
регистрация с эврикой: правда
выборка-реестр: правда
сервис-адрес:
Зона по умолчанию: http://localhost:9096/eureka/
пример:
имя хоста: localhost 
Spring Boot также позволяет нам определить наше собственное свойство, если это необходимо.
Файл Yaml работает, потому что jar Snake YAML присутствует в пути к классам. Вместо использования файла application.properties мы также можем использовать файл application.yml, но Файл Yml должен присутствовать в пути к классам.
example.com.
