Си массивы: Статический массив: объявление, заполнение, использование

1.2.6. Массивы | Электроника для всех

Содержание
Возврат к предыдущей части 1.2.5 Перечислимый тип

Массивы — это группа элементов одинакового типа (double, float, int и т.п.). Из объявления массива компилятор должен получить информацию о типе элементов массива и их количестве. Объявление массива имеет два формата:

спецификатор-типа описатель [константное — выражение];

спецификатор-типа описатель [ ];

Описатель — это идентификатор массива .
Спецификатор-типа задает тип элементов объявляемого массива. Элементами массива не могут быть функции и элементы типа void.
Константное-выражение в квадратных скобках задает количество элементов массива. Константное-выражение при объявлении массива может быть опущено в следующих случаях:

• при объявлении массив инициализируется,
• массив объявлен как формальный параметр функции,
• массив объявлен как ссылка на массив, явно определенный в другом файле.

В языке СИ определены только одномерные массивы, но поскольку элементом массива может быть массив, можно определить и многомерные массивы. Они формализуются списком константных-выражений следующих за идентификатором массива, причем каждое константное-выражение заключается в свои квадратные скобки.

Каждое константное-выражение в квадратных скобках определяет число элементов по данному измерению массива, так что объявление двухмерного массива содержит два константных-выражения, трехмерного — три и т.д. Отметим, что в языке СИ первый элемент массива имеет индекс равный 0.

Примеры:

1
2
3
4
5
6
7

     int a[2][3]; /* представлено в виде матрицы
                     a[0][0]  a[0][1] a[0][2]
                     a[1][0]  a[1][1] a[1][2]      */
     double b[10]; /* вектор из 10  элементов имеющих тип double */
     int w[3][3] = { { 2, 3, 4 },
                     { 3, 4, 8 },
                     { 1, 0, 9 } };

int a[2][3]; /* представлено в виде матрицы
a[0][0] a[0][1] a[0][2]
a[1][0] a[1][1] a[1][2] */
double b[10]; /* вектор из 10 элементов имеющих тип double */
int w[3][3] = { { 2, 3, 4 },
{ 3, 4, 8 },
{ 1, 0, 9 } };

В последнем примере объявлен массив w[3][3]. Списки, выделенные в фигурные скобки, соответствуют строкам массива, в случае отсутствия скобок инициализация будет выполнена неправильно.

В языке СИ можно использовать сечения массива, как и в других языках высокого уровня (PL1 и т.п.), однако на использование сечений накладывается ряд ограничений. Сечения формируются вследствие опускания одной или нескольких пар квадратных скобок. Пары квадратных скобок можно отбрасывать только справа налево и строго последовательно. Сечения массивов используются при организации вычислительного процесса в функциях языка СИ, разрабатываемых пользователем.

Примеры:

Если при обращении к некоторой функции написать s[0], то будет передаваться нулевая строка массива s.

При обращении к массиву b можно написать, например, b[1][2] и будет передаваться вектор из четырех элементов, а обращение b[1] даст двухмерный массив размером 3 на 4. Нельзя написать b[2][4], подразумевая, что передаваться будет вектор, потому что это не соответствует ограничению наложенному на использование сечений массива.

Пример объявления символьного массива.

1

char str[] = "объявление символьного массива";

char str[] = «объявление символьного массива»;

Следует учитывать, что в символьном литерале находится на один элемент больше, так как последний из элементов является управляющей последовательностью ‘\0’.

Читать далее. Раздел 1.2.7 Структуры
Содержание

Работа с массивами на Си. Часть 1

Доброго времени суток, сегодня мы поговорим о массивах, разберём некоторые тонкости заполнения массивов в Си. Тема несложная, думаю, легко разберётесь. Итак, давайте начнём.

Заполнить целочисленный массив array_int[N] (N = 34) числами из диапазона [-83; 90] и массив array_double[N] дробными числами из диапазона [-2.38; 6.57]. Вывести массивы на экран в две строки. Вывести массивы в файл в два столбца в формате «array_int[индекс] = значение; array_double[индекс]= значение».

Код:

#include <stdio. h>
#include <stdlib.h>
#define N 34

int main(void) {
	FILE*file;
	file = fopen("file.txt","w");
	int array_int[N], i, j;
	for (i = 1; i <= N; i++){
		array_int[i] = -83 +rand() % (90 + 83 + 1);
		printf("%d  ", array_int[i]);

	}
	printf("\n");
	double array_double[N],t;
	for (j = 1; j <= N;){
		t = rand() % 8 - 2 + (rand() % 95 - 38) / 100.0;
		if ((t <= 6.57 ) && (t >= -2.38)) {
                array_double[j] = t;
                printf("%.2lf  ", array_double[j]);
                j++;
		}

	}
	for (i = 1; i <= N; i++){
		fprintf(file, "array_int[%d] = %d\t array_double[%d] = %.2lf \n  ", i, array_int[i], i, array_double[i]);
	}
	fclose(file);
	return EXIT_SUCCESS;
}

Вывод:

Команд новых нет, но поговорим об изюминке во втором цикле (при заполнении дробного массива):

Чтобы заполнить массив дробными «рандомными» числами из диапазона [-2.38; 6.57], необходимо сначала сгенерировать целые числа rand() % 8 — 2, где 8 сумма целого чисел у границы (-2. 38 и 6.57), затем уже сгенерировать дробную часть (rand() % 95 — 38) / 100.0, где 95 сумма границ ( 38 + 57 ).
Мы используем условие if ((t = -2.38)), чтобы быть точно уверенным, что результат будет именно в этом диапазоне.

А также в этом примере я показал, что у цикла for переменная j может быть изменена не только в объявлении цикла, но и посередине его.
Следующий:

Заполнить массив array[20] степенями числа 2, начиная с минус пятой степени. Вывести массив на экран в строку.

Код:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define N 20
int main(void) {
	int i,k;
	k = -5;
	double array[N];
	for (i = 0; i < N; i++){
		array[i] = pow(2,k);
		k++;
		printf("%.3lf  ", array[i]);
	}
	return EXIT_SUCCESS;
}

Как видите, ничего сложного. Если вы осилили предыдущие задачи в статьях, то это для вас будет так, пальцы размять =)
Едем дальше.

Заполнить одномерный массив из 15 элементов случайными числами из диапазона [-30; 16]. Вывести на экран массив в строку. Найти первое с конца массива число, которое кратно 7, если таких чисел нет, то вывести сообщение о том, что чисел кратных семи не обнаружено. Использовать оператор break.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 15
int main(void) {
	int mas[N], i, k = 0;
	for (i = 0; i < N; i++){
		mas[i] = - 30 + rand() % (16 + 30 + 1);
		printf("%d  ", mas[i]);
	}
	for (i = N - 1; i >= 0; i--){
		if (mas[i] % 7 == 0) {
			printf("\n%d", mas[i]);
			k = 1;
			break;
		}
	}
	if (k == 0) printf("не найдено");
	return EXIT_SUCCESS;
}

Break — команда прерывания цикла и выход из него, запуск последующих операторов и инструкций. Алгоритм решения примера несложен.
И последний на сегодня:

Заполнить одномерный массив из 20-ти элементов из файла input.txt и вывести его на экран. Изменить элементы массива, умножив четные элементы на 2, а нечетные — на 3. Вывести измененный массив на экран на новой строке.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
	FILE*input;
	input = fopen("input.txt","r");
	int mas[20],i;
	for (i = 1; i <= 20; i++){
		fscanf(input, "%d", & mas[i]);
		printf("%d  ", mas[i]);
	}
	printf("\n");
	for (i = 1; i <= 20; i++){
		if (mas[i] % 2 == 0){
			mas[i] *= 2;
		}
		else {
			mas[i] *= 3;
		}
		printf("%d  ", mas[i]);
	}
	fclose(input);
	return EXIT_SUCCESS;
}

Ввод/вывод:

Тут тоже ничего особенного, поэтому на этом и закончим.=)

Вот и всё. Пишите вопросы, комментируйте, всем ответим.

Все исходники без файлов txt.
Скачать исходники задачи — 1
Скачать исходники задачи — 2
Скачать исходники задачи — 3
Скачать исходники задачи — 4

Поделиться ссылкой:

Похожее

programming is an art: Массивы в Си (Массив указателей и 3D-массив)

В этом уроке я расскажу вам о двух темах: массиве указателей и трехмерных массивах.  Итак, не теряя времени, давайте перейдем к первой теме этого урока.

Массив указателей в C

Как я уже говорил, «Массив — это набор элементов схожих типов данных». Мы уже создали массив целых чисел, чисел с плавающей точкой и так далее. Итак, один вопрос, который возникает. Можем ли мы сделать массив указателей? Ну, ответ, конечно, да. Чтобы создать массив, мы должны выполнить только одно условие, то есть он должен содержать элементы одного типа данных. Таким образом, мы можем хранить указатели изолированных переменных внутри массива. Давайте возьмем один пример, чтобы понять это.

Выход 
23 54 65 45 

объяснение

• В начале программы я объявил одномерный массив указателей размером 4. Это означает, что он может хранить адреса четырех изолированных переменных-указателей.
• После этого я объявил некоторые целочисленные переменные и сохранил в нем некоторые значения.
• Теперь я сохранил адреса целочисленных переменных внутри массива указателей a.
• В последнем я напечатал все значения по адресам, хранящимся в этом массиве, используя цикл for.

Примечание. Мы можем даже хранить адреса других массивов внутри массива указателей.

3D-массив в C

Как следует из названия, это массивы, имеющие три измерения. Обычно программист редко использует трехмерные массивы. Они в основном используются для программирования игр. Так что я только дам вам обзор об этом.

Объявление и инициализация 3D-массива

Давайте возьмем один пример, чтобы понять это.

int a [2] [2] [2] = { 
{ 
{13, 56}, 
{54, 67} 
}, 
{ 
{64, 87}, 
{23, 678} 
} 
};

На языке C трехмерные массивы рассматриваются как набор двумерных массивов.  В приведенном выше примере мы также можем сказать, что мы создаем два 2D-массива. Ниже приведен пример трехмерного массива, который также является комбинацией трех двумерных массивов.

Выделение памяти в 3D-массиве

Распределение памяти трехмерного массива аналогично двумерному массиву . Поскольку элементы внутри 3D-массива всегда хранятся в смежных местах памяти.

Двумерные массивы в Си

Двумерные массивы в Си — это массив одномерных массивов.

Введение

Если требуется разрешить задачу с существенными объёмами информационных однотипных данных и использованием разных переменных, не прошедших сортировку по адресации памяти, то при этом возникает большое количество проблем при попытке программно реализовать процесс решения. Чтобы облегчить программное построение алгоритма разрешения стоящей проблемы, в таких случаях в программных языках и в частности Си используют объекты, называемые массивами.

Определение 1

Массив — это фиксированный участок памяти, содержащий комплект объектов одного типа и который имеет одно имя.

Массив характеризуется такими составляющими:

1. Элемент массива. Это величина, хранящаяся в предназначенной ей ячейке памяти, которая расположена в области массива, и ещё адрес этой ячейки памяти. Любой элемент массива характеризуется следующими параметрами:

   • Его адресацией. Имеется ввиду адрес начальной ячейки памяти, в которой расположен данный элемент.
   • Индекс элемента. А именно его нумерация в составе массива.
   • Непосредственно содержимое (значение) элемента.

2. Адресация массива. То есть адрес начального элемента.

3. Наименование массива. То есть идентификационный признак, по которому идёт обращение к элементам массива.

4. Величина массива. То есть количество элементов массива.

5. Объём элемента. То есть количество байт, занимаемое одним элементом массива.

6. Размер массива. То есть количество байт, отведённое в памяти для хранения всех элементов массива. Следовательно, длина массива — это размер одного элемента, умноженный на их общее число.

Двумерные массивы в Си

По своей размерности массивы в Си бывают одномерные, двумерные и многомерные. Под многомерными понимаются такие массивы, которые имеют больше чем один индекс. Многомерные массивы можно интерпретировать как комплект компонентов, которые распределены по нескольким координатам. Двумерный массив можно графически изобразить следующим образом:

1 [][][][]
2 [][][][]
3 [][][][]

То есть здесь изображён двумерный массив, имеющий размерность три на пять, что означает наличие трёх строк и пяти столбцов. Процедура задания двумерного массива аналогична объявлению одномерного массива, но при объявлении двумерного массива требуется задать внутри квадратных скобок размеры для всех направлений. Например, необходимо выполнить объявление двумерного массива, который имеет размер 8*8 (между прочим, эти размеры совпадают с размерами доски для игры в шашки, которая тоже разбита на восемь строчек и восемь столбиков):

int checkers[8][8]; // двумерный массив

То есть, такой массив можно применять для хранения данных о партиях при игре в шашки. Аналогичным образом можно использовать возможности двумерного массива для хранения информации о других игровых событиях, к примеру, шахматах и тому подобное. Чтобы получить доступ к компонентам двумерных массивов, требуется применять пару индексов, указывающих на нумерацию столбцов и строчек. Приведённые выше условия можно применить и к массивам большего размера, вплоть до N. Однако следует отметить, что массивы уже с четырьмя параметрами достаточно сложно выразить в графическом виде. Чтобы задать конкретные величины элементов массива, требуется сделать примерно следующие процедуры:

1. // первый компонент массива получит значение шесть
1. myArray[0] = 6;

Приведём пример присвоения конкретной величины компоненту двумерного массива:

1. // данный компонент массива получит значение 11
1. myArray[1][3] = 11; 

В этом примере выполнено задание значения одиннадцать заданному компоненту двумерного массива myArray, который располагается на второй строчке и в четвёртом столбике. Данный массив можно изобразить так:

1 [__][__][__][__][__]
2 [__][__][__][10][__]
3 [__][__][__][__][__]

Следует помнить, что нумерация положения компонентов в строчках и столбиках ведёт отсчёт от нуля. Это означает, что первый компонент обладает нулевым индексом, по этой причине в примере выше индексы указаны на единицу меньше требуемых номеров координат. Также необходимо учитывать, что запрещается делать запись информации за конечным компонентом массива. Например, когда массив включает в свой состав одиннадцать компонентов, то запрещаются попытки назначения какого-либо значения компоненту, имеющему номер одиннадцать, так как конечный компонент в данном массиве обладает индексом десять. А компонента, имеющего индекс одиннадцать, просто не существует. Если всё-таки попытаться это выполнить, то вероятны самые непредсказуемые последствия, вплоть до создания помех в работе другим программам. Но, как правило, в функции операционных систем заложена блокировка недостоверных процедур такого вида. Ниже приведён пример реального использования в программе двумерного массива:

Рисунок 1. Программа. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

После выполнения работы данной программы можно видеть следующие результаты:

CppStudio.com
Выполнено формирование массива:
[0][0]=0 [0][1]=0 [0][2]=0 [0][3]=0 [0][4]=0 [0][5]=0 [0][6]=0 [0][7]=0 
[1][0]=0 [1][1]=1 [1][2]=2 [1][3]=3 [1][4]=4 [1][5]=5 [1][6]=6 [1][7]=7 
[2][0]=0 [2][1]=2 [2][2]=4 [2][3]=6 [2][4]=8 [2][5]=10 [2][6]=12 [2][7]=14 
[3][0]=0 [3][1]=3 [3][2]=6 [3][3]=9 [3][4]=12 [3][5]=15 [3][6]=18 [3][7]=21 
[4][0]=0 [4][1]=4 [4][2]=8 [4][3]=12 [4][4]=16 [4][5]=20 [4][6]=24 [4][7]=28 
[5][0]=0 [5][1]=5 [5][2]=10 [5][3]=15 [5][4]=20 [5][5]=25 [5][6]=30 [5][7]=35 
[6][0]=0 [6][1]=6 [6][2]=12 [6][3]=18 [6][4]=24 [6][5]=30 [6][6]=36 [6][7]=42 
[7][0]=0 [7][1]=7 [7][2]=14 [7][3]=21 [7][4]=28 [7][5]=35 [7][6]=42 [7][7]=49

В данном примере, сначала осуществляется задание значений элементам двумерного массива, которые равняются произведению индексов, в строках, начиная с восьмой и заканчивая одиннадцатой. Затем выполняется вывод на монитор его содержимого, то есть строк с тринадцатой по двадцатую. Когда нужно объявить указатель на массив, то запрещено использовать процедуру «взять адрес» (&). Ниже приведён пример объявления указателя на массив:

1 char *ptrArray;
2 char myString[10];
3 ptrArray = myString; // указателю присвоен адрес начального компонента 
массива myString 
без применения &

учебник и практический курс для начинающих:

практический курс

Что это такое?

В свое время (1991-1992 года), выбрав язык Си в
качестве основного языка программирования для математических классов,
автор столкнулся с проблемой отсутствия нормальных учебников,
которые можно было бы рекомендовать школьникам. Это
вынудило его написать свой конспект лекций, который можно было бы
назвать «Практический курс программирования на Си» —
в него вошли те сведения, которые действительно требовались автору на практике.
Многолетний опыт преподавания показал, что конспект
действительно востребован и широко используется как школьниками, так
и выпускниками.

В качестве среды разработки используется бесплатно распространяемая
оболочка Dev-C++ с открытым исходным
кодом, включающая компилятор GCC.

Автор будет благодарен за отзывы и
конструктивную критику по поводу содержания и оформления этих материалов.
Если вы заметили ошибку или у вас есть
предложения, замечания, жалобы, просьбы и заявления, пишите.

Лицензионное соглашение

Все опубликованные ниже материалы могут быть свободно использованы
в некоммерческих целях при условии сохранения авторства.

Без письменного согласия автора ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

1. 1) публикация материалов в любой форме, в том числе размещение материалов на других Web-сайтах;
2. 2) распространение неполных или измененных материалов;
3. 3) включение материалов в сборники на любых носителях информации;
4. 4) получение коммерческой выгоды от продажи или другого использования материалов.

Использование и скачивание материалов означает, что вы приняли условия этого лицензионного соглашения.

Скачать

Конспект распространяется свободно в формате PDF.
Для просмотра требуется бесплатный просмотрщик
Acrobat Reader.
Конспект курса условно разбит на 4 части:

1. Введение в программирование на языке Си (860 Кб)
   29.03.2014
   
   
   Изучение основных конструкций языка и приемов написания программ.
2. Xранение и обработка данных (792 Кб)
   21.11.2013
   
   
   Язык Си: массивы, матрицы, структуры, символьные строки, структуры, рекурсия.
3. Разработка программ на языке Си (937 Кб)
   01.03.2014
   
   
   Приемы проектирования программ,
   структурное программирование, целочисленные алгоритмы, численные методы,
   моделирование.
4. Динамические структуры данных в языке Си (666 Кб)
   11. 06.2009
   
   
   Списки, стеки, деревья, графы.

Презентации

Для преподавателей и учащихся могут быть полезны
презентации, построенные на основе этого конспекта. Их можно скачать
на странице Презентации.

Методика

В программе предусмотрено изучение языка Си в
7-11 классах:

7 класс

Часть I представляет собой расширенный конспект курса
7 класса. Введение в язык Си строится на базе алгоритмической
подготовки, которую дети получили в 6 классе, работая с
исполнителями.

Основная задача — познакомить учащихся с основными
конструкциями языка Си: циклами, условными операторами,
процедурами. Весьма успешно проходит изучение разделов,
связанных с графикой, анимацией.

Для работы с графикой через браузер можно использовать
онлайн-сервис
Антона Деникина.

8 класс

Программа включает следующие разделы (в скобках указана часть конспекта):
Массивы (II), Работа с файлами (II), Символьные строки (II), Вращение объектов (III),
Моделирование (III). Особое внимание уделяется изучению
алгоритмов работы с массивами, в том числе поиска, сортировки и т.п.
Дается понятие об эффективности вычислительных методов.

9 класс

Основное внимание уделяется изучению методов разработки
программ на языке Си. Учащиеся выполняют индивидуальное задание, в ходе которого
учатся строить графики на экране, знакомятся с преобразованиями
систем координат, изучают методы решения уравнений, знакомятся с численными
методами, учатся правильно оформлять программы (разделы 1-2 части III).
Одно из заданий посвящено использованию метода Монте-Карло для вычисления
площади сложной фигуры. Из новых разделов изучаются также
Матрицы (II), Массивы символьных строк (II). Вводится понятие
указателей и изучаются простейшие операции с ними.

10 класс

Изучения языка Си выходит на более серьезный уровень. Основные
темы — Управление памятью (II), Рекурсия (II), Структуры (II).
Предусмотрено изучение языка Паскаль в качестве второго языка программирования.
С этого момента алгоритмы на теоретических занятиях записываются
поочередно на двух языках.

11 класс

Изучаются не столько особенности языков, сколько
алгоритмы. Основные разделы — Численные методы (III), Моделирование (III),
Динамические структуры данных (IV).

Многомерные массивы (C) | Microsoft Docs

• 
  11/04/2016
• Чтение занимает 2 мин

В этой статье

Индексное выражение также может иметь несколько индексов, как показано ниже:

expression1 [ expression2 ] [ expression3 ] ...

Индексные выражения связываются в направлении слева направо. Сначала вычисляется левое индексное выражение expression1 [ expression2 ] . Адрес, получающийся в результате сложения expression1 и expression2, формирует выражение указателя. Затем к этому выражению указателя добавляется выражение expression3, чтобы образовать новое выражение указателя. Эти операции повторяются до тех пор, пока не будет добавлено последнее индексное выражение. После вычисления последнего индексного выражения выполняется оператор косвенного обращения (*), если конечное значение указателя не указывает на тип массива (см. примеры ниже).

Выражения с несколькими индексами ссылаются на элементы многомерных массивов. Многомерный массив — это массив, элементы которого сами являются массивами. Например, первый элемент трехмерного массива является двумерным массивом.

Примеры

В следующих примерах массив с именем prop объявляется с тремя элементами, каждый из которых представляет собой массив 4×6, содержащий значения типа int .

int prop[3][4][6];
int i, *ip, (*ipp)[6];

Ссылка на массив prop выглядит следующим образом:

i = prop[0][0][1];

В приведенном выше примере показано, как ссылаться на второй отдельный элемент int массива prop. Массивы хранятся по строкам, поэтому последний индекс изменяется быстрее; выражение prop[0][0][2] ссылается на следующий (третий) элемент массива и т. д.

i = prop[2][1][3];

Этот оператор представляет собой более сложную ссылку на отдельный элемент массива prop. Выражение вычисляется следующим образом.

1. Первый индекс, 2, умножается на размер массива int 4×6 и добавляется к значению указателя prop. Результат указывает на третий массив 4×6 массива prop.

2. Второй индекс, 1, умножается на размер 6-элементного массива int и добавляется к адресу, представленному значением prop[2].

3. Каждый элемент 6-элементного массива является значением типа int , поэтому конечный индекс, 3, перед добавлением к выражению prop[2][1] умножается на размер int . Результирующий указатель указывает на четвертый элемент 6-элементного массива.

4. Оператор косвенного обращения применяется к значению указателя. Результат — элемент int , расположенный по этому адресу.

Ниже приведены два примера, в которых оператор косвенного обращения не применяется.

ip = prop[2][1];

ipp = prop[2];

В первом из показанных операторов выражение prop[2][1] представляет собой допустимую ссылку на трехмерный массив prop; эта ссылка относится к 6-элементному массиву (объявленному выше). Поскольку значение указателя указывает на массив, оператор косвенного обращения не применяется.

Аналогично результат выражения prop[2] во втором операторе ipp = prop[2]; представляет значение указателя, указывающее на двумерный массив.

См. также

Оператор индекса:

Матрицы фотодиодов Si

| Хамамацу Фотоникс

Этот веб-сайт или его сторонние инструменты используют файлы cookie, которые необходимы для его функционирования и необходимы для достижения целей, проиллюстрированных в этой политике использования файлов cookie. Закрыв баннер с предупреждением о файлах cookie, прокручивая страницу, щелкая ссылку или продолжая просмотр иным образом, вы соглашаетесь на использование файлов cookie.

Hamamatsu использует файлы cookie, чтобы сделать ваше пребывание на нашем веб-сайте более удобным и обеспечить его функционирование.

Вы можете посетить эту страницу в любое время, чтобы узнать больше о файлах cookie, получить самую последнюю информацию о том, как мы используем файлы cookie, и управлять настройками файлов cookie.Мы не будем использовать файлы cookie для каких-либо целей, кроме указанных, но обратите внимание, что мы оставляем за собой право обновлять наши файлы cookie.

Чтобы современные веб-сайты работали в соответствии с ожиданиями посетителей, им необходимо собрать определенную базовую информацию о посетителях. Для этого сайт создает небольшие текстовые файлы, которые размещаются на устройствах посетителей (компьютерных или мобильных) — эти файлы известны как файлы cookie, когда вы заходите на сайт. Файлы cookie используются для обеспечения нормальной и эффективной работы веб-сайтов.Файлы cookie уникально назначаются каждому посетителю и могут быть прочитаны только веб-сервером в домене, который отправил файл cookie посетителю. Файлы cookie не могут использоваться для запуска программ или доставки вирусов на устройство посетителя.

Файлы cookie

выполняют различные функции, которые делают работу в Интернете более удобной и интерактивной. Например, файлы cookie используются для запоминания предпочтений посетителей на сайтах, которые они часто посещают, для запоминания языковых предпочтений и для более эффективной навигации между страницами. Большая часть, хотя и не все, собранные данные являются анонимными, хотя некоторые из них предназначены для выявления шаблонов просмотра и приблизительного географического местоположения, чтобы улучшить впечатления посетителей.

Для определенных типов файлов cookie может потребоваться согласие субъекта данных перед их сохранением на компьютере.

2. Какие бывают типы файлов cookie?

Этот веб-сайт использует два типа файлов cookie:

1. Основные файлы cookie. Для нашего веб-сайта основные файлы cookie контролируются и обслуживаются Hamamatsu. Никакие другие стороны не имеют доступа к этим файлам cookie.
2. Сторонние файлы cookie. Эти файлы cookie реализуются организациями за пределами Хамамацу. У нас нет доступа к данным, содержащимся в этих файлах cookie, но мы используем эти файлы cookie для улучшения общего опыта работы с сайтом.

3. Как мы используем файлы cookie?

Этот веб-сайт использует файлы cookie для следующих целей:

1. Для работы нашего веб-сайта необходимы определенные файлы cookie. Это строго необходимые файлы cookie, которые необходимы для обеспечения доступа к веб-сайту, поддержки навигации или предоставления соответствующего контента. Эти файлы cookie направляют вас в правильную страну и поддерживают безопасность и электронную торговлю. Строго необходимые файлы cookie также обеспечивают соблюдение ваших настроек конфиденциальности. Без этих строго необходимых файлов cookie большая часть нашего веб-сайта не будет работать.

Файлы cookie

2. Analytics используются для отслеживания использования веб-сайта. Эти данные позволяют нам улучшить удобство использования, производительность и администрирование нашего веб-сайта.В наших аналитических файлах cookie мы не храним никакой личной идентифицирующей информации.
3. Функциональные файлы cookie. Они используются, чтобы узнать вас, когда вы вернетесь на наш сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона).
4. Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили. Мы будем использовать эту информацию, чтобы наш веб-сайт и отображаемая на нем реклама соответствовали вашим интересам.С этой целью мы также можем передавать эту информацию третьим лицам.

Файлы cookie помогают нам помочь вам. С помощью файлов cookie мы узнаем, что важно для наших посетителей, а также разрабатываем и улучшаем контент и функции веб-сайта, чтобы обеспечить вам удобство использования. Доступ к большей части нашего веб-сайта можно получить, если файлы cookie отключены, однако некоторые функции веб-сайта могут не работать. И мы считаем, что ваши текущие и будущие посещения будут улучшены, если будут включены файлы cookie.

4.Какие файлы cookie мы используем?

Есть два способа управлять настройками файлов cookie.

1. Вы можете установить настройки cookie на своем устройстве или в браузере.
2. Вы можете установить свои предпочтения в отношении файлов cookie на уровне веб-сайта.

Если вы не хотите получать файлы cookie, вы можете изменить свой браузер так, чтобы он уведомлял вас об отправке файлов cookie, или вы можете полностью отказаться от файлов cookie. Вы также можете удалить уже установленные файлы cookie.

Если вы хотите ограничить или заблокировать файлы cookie веб-браузера, установленные на вашем устройстве, вы можете сделать это в настройках своего браузера; функция справки в вашем браузере должна подсказать вам, как это сделать. Кроме того, вы можете посетить сайт www.aboutcookies.org, который содержит исчерпывающую информацию о том, как это сделать в самых разных браузерах для настольных компьютеров.

5. Что такое Интернет-теги и как мы используем их с файлами cookie?

Иногда мы можем использовать интернет-теги (также известные как теги действий, однопиксельные GIF-файлы, прозрачные GIF-файлы, невидимые GIF-файлы и GIF-файлы размером 1 на 1) на этом сайте и можем развертывать эти теги / файлы cookie через стороннего рекламного партнера. или партнер по веб-аналитике, который может находиться и хранить соответствующую информацию (включая ваш IP-адрес) в другой стране.Эти теги / файлы cookie размещаются как в онлайн-рекламе, которая приводит пользователей на этот сайт, так и на разных страницах этого сайта. Мы используем эту технологию для измерения откликов посетителей на наши сайты и эффективности наших рекламных кампаний (в том числе, сколько раз открывается страница и с какой информацией обращаются), а также для оценки использования вами этого веб-сайта. Сторонний партнер или партнер службы веб-аналитики может собирать данные о посетителях нашего и других сайтов с помощью этих интернет-тегов / файлов cookie, может составлять для нас отчеты о деятельности веб-сайта и может предоставлять дополнительные услуги, связанные с использование веб-сайта и Интернета.Они могут предоставлять такую ​​информацию другим сторонам, если это требуется по закону или если они нанимают другие стороны для обработки информации от их имени.

Если вы хотите получить дополнительную информацию о веб-тегах и файлах cookie, связанных с онлайн-рекламой, или отказаться от сбора этой информации третьими сторонами, посетите веб-сайт Network Advertising Initiative http://www. networkadvertising.org.

6. Аналитические и рекламные файлы cookie

Мы используем сторонние файлы cookie (например, Google Analytics) для отслеживания посетителей нашего веб-сайта, получения отчетов о том, как посетители используют веб-сайт, а также для информирования, оптимизации и показа рекламы на основе чьих-либо прошлых посещений нашего веб-сайта.

Вы можете отказаться от файлов cookie Google Analytics на веб-сайтах, предоставленных Google:

https://tools.google.com/dlpage/gaoptout?hl=en

Как предусмотрено в настоящей Политике конфиденциальности (статья 5), вы можете узнать больше о файлах cookie отказа на веб-сайте Network Advertising Initiative:

http://www.networkadvertising.org

Сообщаем вам, что в этом случае вы не сможете полностью использовать все функции нашего веб-сайта.

Массивов вакансий Si в 4 H-SiC, полученных с помощью имплантации сфокусированным ионным пучком Li

Мы выполнили низкотемпературные (LT), а также комнатные (RT) конфокальные интегрированные карты флуоресценции клеток с дозами имплантации 10, 30, 60 , 100, 300, 600, 1000, 3000 и 6000 ионов на пятно для определения расположения массивов эмиттеров в образце. На вставке к рис. 1а показана типичная LT-карта структурированного массива изолированных пятен 10 × 10, имеющего тот же шаг, что и имплантированный узор, созданный промежуточной дозой 600 ионов / пятно. На рис. 1а показан спектр ФЛ за вычетом фона, полученный в диапазоне длин волн 850–1000 нм при 4,8 К на одном (обведенном кружком) из 100 пятен имплантации, указанных на приведенной выше карте. Фоновый спектр собирается из неимплантированной области между двумя пятнами.

Рисунок 1

( a ) Спектр ФЛ с вычитанием фона на 4.{{\ prime}} \) надежно наблюдается в местах имплантации, что согласуется со сбором по оси около c и задействованными дипольными моментами. В некоторых спектрах наблюдается слабое излучение от ЗФЛ \ (V1 \) и \ (V2 \). Позже мы также показываем RT ODMR из имплантированных сайтов с четкой сигнатурой V 2, подразумевая, что V 2 должен в некоторой степени излучать в PSB даже при собирании вдоль оси c . Следовательно, мы ожидаем, что эмиссия PSB присутствует от V, 1 и \ (V2 \).{\ alpha} \) дает \ (\ alpha \) = 0,99 ± 0,04. Этот результат отличается от результатов имплантации сфокусированного ионного пучка Si ²⁺ с энергией 35 кэВ, которая начала показывать насыщение от 100 до 700 ионов / пятно ²⁴ . Частично это может быть связано с гораздо меньшей глубиной остановки и большим количеством вакансий, созданных для 35 кэВ Si ²⁺ (18,5 нм и ~ 0,7 вакансий на 1 ангстрема на ион, соответственно) по сравнению с 100 кэВ Li ⁺ . (370 нм и ~ 0,045 вакансий на 1 ангстрема на ион соответственно).Это приводит к значительно большей плотности вакансий и повреждению решетки в случае Si по сравнению с имплантацией Li.

На рис. 2a, b представлены карты конфокальной флуоресценции LT 50 пятен для клеток, имплантированных с наименьшими дозами 10 и 30 ионов на пятно, соответственно. Сетка накладывается на карту в качестве ориентира для глаза, с имплантированными пятнами, ожидаемыми около центра каждого квадрата сетки. Для дозы 30 ионов / пятно картина ярких пятен довольно четкая, хотя имеется значительный фон пятен испускания, не связанный с схемой имплантации.{{\ prime}} \) Зависимость ширины линии ZPL от центральной длины волны (λ ₀ ) при 4,8 К для 37 идентифицированных излучающих пятен. В то время как 70% пятен излучают на длине волны ~ 858,2 ± 0,1 нм с узкой полушириной ~ 0,74 ± 0,21 нм, 30% из них показали спектральный дрейф около 3 нм в сторону более длинных волн с λ ₀ ~ 859,4 ± 0,8. нм и FWHM ~ 0,92 ± 0,78 нм. Наблюдаемое красное смещение в λ ₀ может быть связано с деформацией в месте имплантации или, возможно, с присутствием имплантированных ионов Li.

Рисунок 2

( a , b ) Карты конфокальной флуоресценции LT, интегрированные по всему спектру при двух самых низких дозах имплантации: ( a ) 10 ионов / пятно и ( b ) 30 ионов / пятно .{{\ prime}} \) ZPL как функция мощности накачки (\ (P \), 1–5000 мкВт) из LT-спектров с поправкой на фон при дозе 10 ионов / пятно. От подгонки к функции \ (I = {I} _ {S} / \ left [1+ \ left (\ frac {{P} _ {S}} {P} \ right) \ right] \), интенсивность насыщения \ ({I} _ {S} \) и мощность насыщения (\ ({P} _ {S}) \) оцениваются в ~ 105 ± 4 отсчета / мин и ~ 380 ± 58 мкВт, соответственно. Дополнительные измерения стабильности излучения, температурной зависимости и зависимости от длины волны возбуждения можно найти в дополнительном материале.

В попытке улучшить яркость излучения \ ({V} _ {Si} \) и уменьшить фоновое излучение, мы очистили образец и отожгли при 400 ° C в течение 2 часов. Эта температура отжига основана на улучшениях, показанных в других исследованиях, при сохранении температуры достаточно низкой, чтобы избежать преобразования \ ({V} _ {Si} \) в другие дефекты ^39,40,41 . Очистка включала ацетон / изопропанол при 40 ° C, пиранью (5: 1 H ₂ SO ₄ : H ₂ O ₂ при 100 ° C), 5: 1: 1 NH ₄ OH : H ₂ O ₂ : H ₂ O при 40 ° C и выдержке в течение 4 часов в 1: 1 49% HF: 69% HNO ₃ . Измерения при RT с более высокой числовой апертурой 0.9 также имели значение. На рис. 3а показана карта конфокальной флуоресценции RT для матрицы из 10 ионов / пятно. Образец имплантации значительно легче увидеть, чем на рис. 2а, хотя все еще остается много пятен фонового излучения, не связанных с рисунком. На рис. 3b мы отображаем линию, прорезанную последней строкой рисунка, которая ясно показывает излучение почти с каждым кратным 5 мкм, с несколькими пиками вне рисунка.

Рис. 3

( a ) Карта конфокальной флуоресценции при комнатной температуре с рисунком из 10 ионов / пятно после дополнительной очистки и отжига при 400 ° C.{\ left (2 \ right)} \ left (\ Delta t \ right) \) при комнатной температуре из точки, обведенной в ( a ). ( d ) Гистограмма подсчета выбросов для 50 точек в схеме имплантации в ( a ).

Интерферометрия Хэнбери Брауна – Твисса (HBT) ⁴² Для некоторых пятен выполняются измерения для проверки их неклассических эмиссионных свойств и проверки существования одиночных центров \ ({V} _ {Si} \). {\ left (2 \ right)} (\ Delta t) \), измеренная на обведенном красным пятне на рис.{- \ left | \ frac {\ Delta t} {{\ tau} _ {2}} \ right |} \), где \ ({\ tau} _ {1} \) и \ ({\ tau} _ {2} \) — время, связанное с радиационным временем жизни и межсистемным пересечением дефекта, соответственно, а \ (\ beta \) связано с долей полки. Получаем \ (\ beta = 2.0 \ pm 0.12 \), \ ({\ tau} _ {1} = 4.7 \ pm 0.9 \) нс и \ ({\ tau} _ {2} = 72 \ pm 10 \ ) нс, в соответствии с предыдущими измерениями \ ({V} _ {Si} \) ^25,44 . Суммируя пиксели на рис. 3a в квадрате 1,75 × 1,75 мкм вокруг каждого сайта и вычитая фоновые значения, мы получаем гистограмму, изображенную на рис.3d. (Обратите внимание, что пиковая скорость счета 8000 импульсов в секунду дает пространственно интегрированную скорость счета на гистограмме около 100000 импульсов в секунду.) Размер ячейки выбирается так, чтобы поместить обведенное кружком пятно во вторую ячейку, соответствующую одному излучателю. На гистограмму влияют пятна фонового излучения, но она все же должна давать разумные оценки количества источников излучения. Исходя из средней скорости счета, среднее количество эмиттеров на пятно составляет около 6. Это соответствует выходу преобразования ~ 60%, что значительно выше, чем получено в других исследованиях с использованием протонов высокой энергии (10%) ²³ , низкой энергии ионы углерода (19%) ²⁵ и низкоэнергетические ионы кремния (3.9%) ²⁴ . Высокий выход может быть связан с комбинацией образования дефектов ниже поверхности ⁴⁵ , чем ионы с большей массой / меньшей энергией, и более высокой вероятностью создания вакансии на глубину, чем протоны с высокой энергией.

Наконец, на рис. 4 мы отображаем спектры RT ODMR с места имплантации. ODMR измеряется до и после отжига без явных различий. В этом случае мы измеряем большую площадь 5 мкм × 5 мкм квадрат, имплантированный на 2 × 10 ¹⁴ ионов см ^-2 , (такая же плотность, как 1000 ионов / пятно), чтобы получить большой сигнал ФЛ.Пятно лазерного возбуждения расфокусировано, чтобы возбудить весь квадрат. На рисунке 4b представлены графики ODMR для трех различных магнитных полей, ориентированных вдоль оси роста. При нулевом приложенном поле возникает резонанс с центром на частоте 70 МГц с небольшим расщеплением между двумя основными линиями, предположительно из-за рассеянного магнитного поля. Это разделение нулевого поля совпадает с разделением дефекта V 2. Эти линии соответствуют переходу \ ({m} _ {s} = \ frac {1} {2} \) к \ ({m} _ {s} = \ frac {3} {2} \) и \ ( Переход от {m} _ {s} = — \ frac {1} {2} \) к \ ({m} _ {s} = — \ frac {3} {2} \).Под действием приложенного магнитного поля две линии далее разделяются, пока низкочастотный переход (\ (+ \ frac {1} {2} \ leftrightarrow + \ frac {3} {2} \)) не пересечет ноль и оба перехода не увеличатся, как показано на рис. 4а. Как и ожидалось, при приложенных полях 9,6 и 19,3 мТл две линии разделены почти вдвое больше, чем в нулевом поле. Более низкочастотный переход, вероятно, слабее из-за близости к антипересечениям ¹⁹ . ODMR от дефекта V 1 не наблюдается, что согласуется с другими измерениями RT ^15,19,46,47 . Происхождение слабого широкого провала между двумя линиями ODMR V 2 неизвестно.

Рис. 4

( a ) Энергии основного состояния S = 3/2 спиновых состояний V 2 как функция магнитного поля вдоль оси c , со стрелками, представляющими переходы ODMR. ( b ) ODMR при комнатной температуре квадрата 5 × 5 мкм, имплантированного при 1000 ионов / пятно (2,01 × 10 ¹⁴ ионов / см ² ), снятых при трех различных магнитных полях вдоль оси роста.Средняя мощность РЧ составляет 7 дБмВт. ( c , d ) ODMR при комнатной температуре для ( c ) Li ⁺ , имплантированного квадратом 5 мкм × 5 мкм, и ( d ) эталонного образца с энергией 2 МэВ, облученного электронами при температуре около 10 мТл для ряд полномочий РФ.

На рис. 4c, d показан ODMR верхнего перехода для квадрата имплантата Li ⁺ и эталонного образца эпитаксиального слоя 4H -SiC, облученного электронами 2 МэВ при флюенсе 3 × 10 ¹⁸ см ⁻² . При низкой мощности радиочастоты (RF) сверхтонкое расщепление перехода ⁴⁸ из-за следующего ближайшего соседа ²⁹ Si можно ясно увидеть для эталонного образца, в то время как оно не может быть разрешено для образца имплантата Li ⁺ . . Максимальный% ODMR также слабее для образца имплантата Li ⁺ . Это происходит из-за увеличенной ширины линии образца имплантата Li ⁺ , которая должна быть по крайней мере такой же, как сверхтонкое расщепление 4,3 МГц. Для сравнения ширина линий пиков эталонного образца равна 2.2 МГц (FWHM) при — 10 дБмВт. Это уширение может быть связано с высокой плотностью дефектов или с неоднородностью окружающей среды, возможно, с повреждением решетки. Происхождение этого расширения — важная тема для дальнейшего изучения, особенно для приложений в зондировании. Грубая оценка плотности активного \ ({V} _ {Si} \), основанная на предполагаемом урожае и расчетах SRIM, дает ~ 10 ¹⁷ см ⁻³ , что намного выше ожидаемой плотности ~ 10 ¹⁶ см ⁻³ для облученного электронами образца ⁴¹ .

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
  Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
  браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
  Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

ZnO / Cu 2 O / Si нанопроволок в качестве фотокатализаторов на основе тройной гетероструктуры с улучшенными характеристиками фотодеградации | Nanoscale Research Letters

На рис. 1 a – c показаны морфологии трех различных гетероструктур, а размеры соответствующих нанесенных наночастиц на SiNW представлены на вставленных рисунках, соответственно. Это указывает на то, что однородное покрытие наночастиц ZnO на боковых стенках ННК было создано на основе осаждения под давлением, а положение сформированных наночастиц ZnO распределено по ННК со средним размером 24. 8 нм, как показано на рис. 1а. С другой стороны, на рис. 1b представлены массивы SiNW, осажденных Cu ₂ O, полученные методом химического выращивания в соответствии с реакциями, показанными ниже:

Рис. 1

СЭМ-изображения в поперечном сечении синтезированных гетероструктур: a ZS, b CS и c ZCS массивы нанопроволок. На вставленных рисунках показано распределение диаметров подготовленных образцов, соответственно. d Рентгенограммы нанопроволок ZS, нанопроволок CS и нанопроволок ZCS, соответственно

Si + 2Cu ²⁺ + 2H ₂ O → SiO ₂ + 2Cu + 4H ⁺ (1)

SiO _{2 (с)} + HF → H ₂ SiF ₆ + 2H ₂ O (2)

Восстановление ионов Cu ²⁺ достигается преимущественно на поверхностях Si за счет гальванического вытеснения Si.Введение HF-травителей, отвечающих за удаление окисленного Si, потребовалось для полного декорирования затравок Cu на открытых поверхностях SiNW. Эти зародышевые затравки Cu были впоследствии окислены при отжиге при 90 ° C, превращаясь в чувствительные к видимому свету затравки Cu ₂ O со средним размером 13,4 нм. Путем включения осаждения Cu ₂ O и последующего роста ZnO возникли тройные гетероструктуры в виде массивов нанопроволок ZnO / Cu ₂ O / Si.Двойные особенности при оценке средних размеров декорированных наноструктур (13,8 нм и 25,2 нм) могут быть обнаружены из-за сосуществования наночастиц ZnO и Cu ₂ O. Эти особенности также предполагают наличие плотноупакованного ZnO ​​с Cu ₂ O как сосуществующих наночастиц, поддерживаемых массивами КНН с большим аспектным отношением. Кроме того, была проведена рентгеноструктурная характеристика гетероструктур в том виде, в каком они были сформированы, как показано на рис. 1, d. Результаты выявили характерные дифракционные картины кристаллов ZnO с преимущественно кристаллографической плоскостью (002), появляющиеся в ZS-нанокристаллах. Кроме того, в нанопроволоках CS можно было наблюдать множественные дифрактограммы с плоскостями (111) и (200) кристаллической Cu ₂ O. Все эти коррелированные индексы плоскостей представлены в ННК ZCS-гетероструктуры, явно идентифицируя успешное формирование тройных наноструктур на основе процедур синтетического раствора. Для дальнейшего изучения микроструктуры и связанного с ней химического состава массивов ZCS NW были проведены исследования ПЭМ, как показано на рис. 2а. Было ясно видно, что поверхности ННК покрыты плотно упакованными наночастицами.Кроме того, было проведено картирование EDS для анализа химического состава сформированных массивов гетероструктур ННК, как показано на рис. 2b. Было отображено пространственное положение характерных составов Si, Cu и Zn, что указывает на то, что составы Zn и Cu соответствуют декорированным наночастицам в массивах КНН, которые были равномерно распределены по боковым стенкам ННК, что, по сути, свидетельствует об успешном формировании тройных гетероструктур.

Рис. 2

a Типичное ПЭМ-изображение нанопроволоки ZCS. b Пространственное картирование EDS в режиме сканирования

Исследования световой отражательной способности этих трех изготовленных образцов на основе ННК вместе с единственными ННК были продемонстрированы на рис. 3а. Соответственно, одиночные КНН обладали превосходной просветляющей способностью со средним коэффициентом отражения 1,18%. Это могло быть объяснено эффектами многократного рассеяния света, которое значительно задерживало входящие световые потоки внутри северо-западных структур. Такие особенности остались актуальными для массивов ZS NW, где распределенные особенности наночастиц ZnO привели к малому сечению рассеяния, которое способствовало меньшему уходу света от поверхностей образцов, что привело к низкому коэффициенту отражения, равному 1.21%. Тем не менее, декорирование плотно покрытых затравок Cu ₂ O в массивах CS NW увеличило возможность отражения света, покрывающего все измеренные спектральные области (средний коэффициент отражения = 5,7%), что может быть связано с сильным отражением падающего света непосредственно от агрегированные затравки Cu ₂ O на вершинах КНН, как видно на рис. 1, б. С другой стороны, включение наночастиц ZnO / Cu ₂ O на боковые стенки НЗ лишь незначительно увеличивало отражение света (средний коэффициент отражения = 3.24%). Это можно понять по тому факту, что появление ZnO позволило уменьшить рассогласование показателя преломления между Cu ₂ O с высокой светоотражающей способностью и окружающей средой [22].

Рис. 3

a Спектры отражения света, b спектры фотолюминесценции и c измеренные фототоки при освещении различных образцов с длиной волны 580 нм. d Зонная диаграмма гетероструктур ZCS

Кроме того, были исследованы спектры фотолюминесценции образцов, как показано на рис.3 б. По сравнению с тремя различными массивами гетероструктур, отдельные массивы КНН показали самую высокую интенсивность ФЛ с центром на 520 нм. Сообщалось, что поведение ФЛ коррелировало с излучательной рекомбинацией фотогенерированных электронов и дырок, и, следовательно, высокая интенсивность ФЛ явно отражала облегченную рекомбинацию носителей, которая могла бы погасить возможные реакции фотодеградации на органических красителях. Напротив, гетероструктуры ZCS обладали самой низкой интенсивностью ФЛ, что предполагало участие уменьшенной рекомбинации от фотовозбужденных носителей за счет эффективного разделения электронов на затравки Cu ₂ O через созданный гетеропереход.Кроме того, измеренные фототоки от четырех различных образцов при освещении 580 нм показаны на рис. 3в. Результаты показали, что гетероструктуры ZCS обладают наивысшими возбужденными фототоками при качающемся смещении от -1 до 5 В. Это может быть подтверждено хорошим включением ZnO / Cu ₂ O / Si в регулируемые особенности NW, которые реагируют на повышенный фототок, собираемый внешними электродами. В частности, усиление фототока гетероструктур ZCS, определяемое как I _{фототок} — I _{темновой ток} [23, 24], было примерно на порядок больше, чем у одиночных SiNW.

Сравнимая низкая отражательная способность видимого света предполагает, что обе эти две наноструктуры могут эффективно взаимодействовать с падающим светом, а не прямо отражать его. Таким образом, заметное усиление фототока можно объяснить предпочтительной рекомбинацией носителей до превращения в фототоки в случае голых КНН с непрямозонной природой. Тем не менее, за счет внедрения архитектур гетероструктур на КНН можно создать путь разделения фотогенерированных электронов и дырок и, таким образом, показать существенное усиление фототоков, собираемых электродами.Эти результаты могут быть дополнительно разъяснены зонными структурами построенных тройных гетероструктур, как показано на рис. 3, d. Фотогенерированные электроны и дырки легко разделялись благодаря созданию интерфейсов Si / Cu ₂ O и Cu ₂ O / ZnO со ступенчатой ​​диаграммой зон по обе стороны от зоны проводимости и валентной зоны соответственно. Они могут существенно улучшить фотокаталитические реакции органических загрязнителей в растворах, поскольку фотогенерированные электроны активно участвуют в возможной окислительной деградации органических молекул, а не рассеиваются в результате рекомбинации с дырками.

Способность к фотодеградации была исследована путем мониторинга концентрации красителей MB в присутствии испытанных фотокатализаторов, включая три различных фотокатализатора на основе гетероструктур, как показано на рис. 4а. Кроме того, подошвы КНН были испытаны в тех же условиях, что и контрольный образец. Было обнаружено, что оставшаяся концентрация красителей в зависимости от времени освещения для одиночных гетероструктур КНН, ZS, CS и ZCS составила 81,6%, 55,1%, 46,2% и 23.0% соответственно. Это свидетельствует о том, что фотоактивность трех различных гетероструктур была значительно улучшена по сравнению с голыми образцами КНН, и среди них эффективность фотодеградации образцов ZCS была более чем в 3 раза выше, чем у одиночных КНН. Кроме того, результаты фотодеградации фотокатализаторов ZCS также были представлены в Дополнительном файле 1. Для количественного сравнения фотокаталитической активности была дополнительно исследована кинетика реакции разложения красителя, где были три возможные кинетические модели, включая кинетическую модель первого порядка, второго порядка кинетическая модель и кинетическая модель Ленгмюра-Хиншелвуда были исследованы, как представлено ниже.

Рис. 4

a Фотокаталитические испытания различных фотокатализаторов. b Кинетическое моделирование фотодеградации в присутствии нанопроволок ZCS. c Расчетные константы скорости четырех различных фотокатализаторов. d Повторные испытания на фотодеградацию нанопроволок ZCS (1-4 прогона)

Кинетическая модель первого порядка [24],

ln C _t = — k ₁ t + ln C ₀ (3)

Кинетическая модель второго порядка [25],

1/ C _t = k ₂ t + 1/ C (4)

кинетическая модель Ленгмюра-Хиншелвуда [26],

ln ( C _t / C ₀ ) + k _{ab C — C C t ) = — k 3 k ab t (5)}

в котором C ₀ и C _{мгновенные концентрации красителей МБ при времени освещения = 0 и времени e = t соответственно. k 1 , k 2 и k 3 — константы скорости первого порядка, второго порядка и Ленгмюра-Хиншелвуда соответственно. Кроме того, в качестве константы Ленгмюра было указано k ab .}

Путем изучения результатов фотодеградации фотокатализаторов ZCS с помощью этих трех кинетических моделей, соответствующие коэффициенты корреляции были соответственно оценены, что свидетельствует о том, что вовлеченный процесс фотодеградации соответствует кинетической модели второго порядка с наивысшим значением R ₂ (0.98) среди трех исследованных моделей, как показано на рис. 4 б. Скорость фотохимического разложения была извлечена при подгонке измеренных результатов разложения с кинетической моделью, и оцененные константы реакции для различных образцов NW были представлены на рис. 4c. Результаты показали, что экстрагированные k ₂ наночастиц ZCS достигли более чем в 5,7 и 3,4 раза выше, чем у нанопроволок Si, включенных с наночастицами ZnO и Cu ₂ O соответственно.

В дополнение к улучшенной фотокаталитической эффективности были проведены повторные испытания фотодеградации гетероструктур ZCS, как показано на рис.4 дн. Результаты подтвердили замечательную стабильность при проведении удаления красителя при освещении с потерей эффективности менее 2,3% после проведения повторных испытаний четыре раза, что отражает звуковую структурную устойчивость таких тройных фотокатализаторов. Помимо этого, были проанализированы характеристики смачивания поверхностей фотокатализатора, как показано на рис. 5. Среди трех протестированных гетероструктур было обнаружено, что гетероструктуры ZCS особенно обладали высокими гидрофильными свойствами с краевым углом смачивания 26.3 °, что меньше, чем у наноструктур CS (угол смачивания = 33,5 °) и ZS (угол смачивания = 63,8 °). Такая особенность коррелирует со сравнительно тесным контактом с растворами красителей, который способствует возникновению возможных фотохимических взаимодействий и, таким образом, может способствовать улучшенным фотокаталитическим характеристикам.

Рис. 5

Измеренные углы смачивания нанопроволок a ZS, b нанопроволок CS и c нанопроволок ZCS

Исследования возможного фотокаталитического механизма гетероструктур ZCS были проведены на основе тестов захвата активных поглотителей [27, 28].Na ₂ -EDTA, AgNO _3, и IPA были задействованы для улавливания фотогенерированных дырок (h ⁺ ), электронов (e ^— ) и гидроксильных радикалов (· OH) в растворах, соответственно, как показано на рис. 6 а. Результаты показали, что скорость разложения красителей MB в присутствии Na2-EDTA составляла 37,6%, что близко к результатам разложения, полученным без введения молекул-поглотителей, интерпретируя фотовозбужденные дырки, реагирующие на тривиальный вклад в инициирование фотодеградации красителей MB.Тем не менее, присутствие реагентов AgNO ₃ или IPA значительно снизило скорость разложения красителей MB до 86,6% и 81,4% после 120-минутной реакции, что свидетельствует о том, что фотогенерированные электроны и радикалы · OH играют решающую роль в активации фотокаталитического соединения. удаление красителей МБ.

Рис. 6

a Анализ очистки процесса фотодеградации в присутствии нанопроволок ZCS. b Схематическое изображение фотокаталитического механизма деградации красителя под фотокатализаторами на основе гетероструктуры ZCS

На основе кинетических исследований и исследований поглотителей схематически отображена механическая диаграмма гетероструктур ZCS, которые способствовали процессу фотодеградации, как показано на Рис. .6 б. В этой конфигурации КНН с высокой светопоглощающей способностью были способны поглощать широкополосный видимый свет благодаря изначально небольшой ширине запрещенной зоны (1,1 эВ), а также замечательным характеристикам захвата света. Таким образом, транспортный путь фотогенерированных электронов был установлен из зоны проводимости Si через Cu ₂ O и к внешнему слою ZnO из-за задействованных ступенчатых зонных структур, как показано на рис. 3 d. Эти высвободившиеся электроны могут, в свою очередь, активировать образование супероксид-ионов, реагируя с O ₂ в воде в соответствии со следующей реакцией:

\ ({\ mathrm {e}} ^ {-} + {\ mathrm {O} } _2 \ to {\ mathrm {O}} _ 2 ^ {-} \) (6)

Такие высокоокислительные частицы с большей вероятностью будут активно инициировать фотокаталитическую деградацию красителей MB, пока фотокатализаторы ZCS возбуждаются светом. .{+} \ to {\ mathrm {H}} _ 2 {\ mathrm {O}} _ 2 \) (7)

H ₂ O ₂ + e ^— → OH ^— + ∙ OH ( 8)

Созданные гидроксильные радикалы также участвовали в процессе фотодеградации в присутствии гетероструктур ZCS, управляя окислительным удалением молекул MB. В целом, эти два пути, как полагали, вносят вклад в реакцию фотокаталитического удаления красителей MB за счет использования преимущества минимизации рекомбинации зарядов от установленных гетеропереходов, где предложенный механизм соответствовал тестам на поглощение, показанным на рис.6 а.

Высокопроизводительные двухдиапазонные матрицы HgCdTe / Si M / LWIR в фокальной плоскости

10.

W.A. Radford, E.А. Паттен, Д.Ф. Кинг, Г. Pierce, J. Vodicka, P. Goetz, G. Venzor, E.P.G. Смит, Р. Грэм, С. Johnson, J. Roth, B. Nosho и J. Jensen, Proc. SPIE 5783, 331 (2005).

Артикул
CAS

Google Scholar

18.

Р.С. Лист, J. Electron. Матер. 22, 1017 (1993).

Артикул
CAS

Google Scholar

22.

P.S. Wijewarnasuriya, Y. Chen, G. Brill, N. Dhar, D. Benson, L.O. Bubulac, D. Edwall, J. Electron. Матер. 39, 1110 (2010).

Артикул
CAS

Google Scholar

Улучшенное поглощение и сбор носителей в массивах кремниевых проводов для фотоэлектрических приложений — SOFI Northwestern

@article {fb0e65c910524ec3b80d07caf04ca51c,

title = «Улучшенное поглощение и сбор носителей в массивах кремниевых проводов для фотоэлектрических приложений

» Проволочные решетки представляют собой многообещающую архитектуру для приложений сбора солнечной энергии и могут предложить механически гибкую альтернативу кремниевым пластинам для фотоэлектрических элементов.Для достижения конкурентоспособной эффективности преобразования провода должны поглощать солнечный свет в широком диапазоне длин волн и углов падения, несмотря на то, что они занимают лишь небольшую часть объема массива. Здесь мы показываем, что массивы, имеющие менее 5% площади проводов, могут достигать до 96% пикового поглощения и что они могут поглощать до 85% дневного интегрированного прямого солнечного света за пределами запрещенной зоны. Фактически, эти массивы демонстрируют повышенное поглощение в ближней инфракрасной области, что позволяет их общему поглощению солнечного света превышать предел поглощения света, улавливаемого лучевой оптикой, для эквивалентного объема беспорядочно текстурированного плоского Si в широком диапазоне углов падения.Кроме того, мы демонстрируем, что свет, поглощаемый массивами кремниевых проводов, может быть собран с максимальной внешней квантовой эффективностью 0,89, и что они демонстрируют широкополосную, близкую к единице внутреннюю квантовую эффективность для сбора носителей через радиальный переход полупроводник / жидкость на поверхности каждого провод. Наблюдаемое усиление поглощения и эффективность сбора позволяют использовать геометрию ячейки, которая не только использует 1/100 материала традиционных устройств на основе полупроводниковых пластин, но также может обеспечивать повышенную фотоэлектрическую эффективность благодаря эффективной оптической концентрации до 20 раз.»,

author =» Кельзенберг, {Майкл Д. } и Ботчер, {Шеннон В.} и Петикевич, {Ян А.}, и Тернер-Эванс, {Дэниел Б.} и Патнэм, {Морган К.} и Уоррен. , {Эмили Л.} и Сперджен, {Джошуа М.} и Бриггс, {Райан М.} и Льюис, {Натан С.} и Этуотер, {Гарри А.} «,

note =» Информация о финансировании: эта работа была поддержана BP и частично программой EFRC Министерства энергетики в рамках гранта DE-SC0001293, и использовались средства, поддерживаемые Центром науки и инженерии материалов, Научно-техническим центром NSF в Калифорнийском технологическом институте.S.W.B. благодарит Институт нанонауки Кавли за поддержку стипендий. Авторы выражают благодарность Д. Пацифичи за полезные обсуждения и помощь в создании квазипериодических структур дырок, Б. Кейсу и М. Филлеру за их вклад в начало этого проекта, а также М. Рою и С. Олсону за их советы и умение обрабатывать детали экспериментального аппарата. Информация о финансировании: В первоначально опубликованной версии этого Письма первое предложение в Благодарностях должно было быть: «Эта работа была поддержана BP и частично программой EFRC Министерства энергетики США в рамках гранта DE-SC0001293, и в ней использовались помещения. поддерживается Центром науки и инженерии материалов, Научно-техническим центром NSF в Калифорнийском технологическом институте.»Авторское право: Copyright 2017 Elsevier BV, Все права защищены.»,

год = «2010»,

месяц = ​​мар,

doi = «10.1038 / nmat2635»,

язык = «Английский»,

объем = «9»,

pages = «239—244»,

journal = «Nature Materials»,

issn = «1476-1122»,

publisher = «Nature Publishing Group»,

number = «3 «,

}

Ge-on-Si APD Arrays Form 1550-нм LiDAR Senso

Advanced Micro Foundry объявляет о выпуске своего LIDAR-датчика с длиной волны 1550 нм, основанного на технологии лавинных фотодетекторных матриц (APD) германий на кремнии.Компания утверждает, что ее датчик LIDAR предлагает превосходные характеристики и преимущество по стоимости по сравнению с обычными твердотельными датчиками. Как сообщается, последние изготавливаются из дорогих материалов и сталкиваются с проблемой малого радиуса действия из-за ограничения низкой мощности на короткой длине волны 905 нм.

За последние два десятилетия были разработаны и внедрены в производство для видимого диапазона длин волн кремниевые ЛФД с высоким коэффициентом усиления и низким уровнем шума и кремниевые фотоумножители (SiPM). Однако коллимированные лазерные лучи с длиной волны 905 нм и более короткой длиной волны опасны для пешеходов даже при относительно небольшой мощности, поскольку линза фокусирует свет на крошечное пятно на сетчатке и представляет потенциальную опасность для глаз.

Согласно Advanced Micro Foundry (AMF), требования безопасности в аспекте максимально допустимого воздействия (MPE), таким образом, ограничивают диапазон обнаружения LIDAR на этих длинах волн с ограниченной энергией передатчика. Напротив, на длине волны 1550 нм большая часть света будет поглощаться прозрачными частями глазного яблока, прежде чем достигнет сетчатки, что снижает требования к MPE для лидаров ближнего инфракрасного (NIR) диапазона. Большой потенциал MPE привлекает внимание промышленности к LIDAR на 1550 нм и его принимающему компоненту APD.

Современные коммерчески доступные ЛФД на 1550 нм — это в основном ЛФД III-V, несовместимые с CMOS и имеющие высокую стоимость. AMF сообщила о продукте SACM Ge APD для полосы пропускания 310 ГГц еще в 2013 году. Однако в приложениях LIDAR приемники обнаруживают только слабый рассеянный свет от целей, что требует использования APD как с высокой чувствительностью, так и с большой зоной обнаружения, для увеличения возможности захвата рассеянного света с лучшим соотношением сигнал / шум.

Недавно компания AMF разработала такие массивы лавинных фотодетекторов (APD) Ge-on-Si, работающих на длине волны 1550 нм, которые предназначены для приложений LIDAR. Его единственный пиксель APD показывает чувствительность 3,2 А / Вт при нормальном рабочем напряжении 90% напряжения пробоя, темновом токе 2,2 мА, тепловом коэффициенте пробоя 0,029 В / ° C и полосе пропускания 3 дБ 9 ГГц. 25 пикселей на матрице APD 5 x 5 демонстрируют высокую однородность, с изменением чувствительности менее 5%, с полосой пропускания до 1 ГГц, что подходит для приложений Lidar.