能量收集整流天线;光子量子中继器;更稳定的钙钛矿太阳能。
柔性能量收集整流天线
来自麻省理工学院、马德里大学Politécnica、马德里卡洛斯三世大学、波士顿大学、南加州大学和陆军研究实验室的研究人员创建了一种新型的灵活的依能够将Wi-Fi信号中的能量转化为电能，为小型设备和传感器供电。
该设备使用一个灵活的射频天线捕捉电磁波作为交流波形，馈送到整流器。虽然传统的整流天线通常使用硅或砷化镓作为整流，但它们是刚性的，而且太昂贵，不能用于覆盖大面积的应用，例如建筑物表面。
相反，该团队转向二硫化钼(MoS2)，这是一种只有三个原子厚的2D半导体。当暴露于某些化学物质时，MoS2的原子以一种像开关一样的方式重新排列，迫使从半导体到金属材料的相变。
“通过将MoS2工程设计成二维半导体-金属相结，我们构建了一个原子薄的超快肖特基二极管，同时最小化串联电阻和寄生电容，”麻省理工学院博士后徐章说，他很快将加入卡内基梅隆大学担任助理教授。
据研究人员称，他们的肖特基二极管的寄生电容比当今最先进的柔性整流器小一个数量级，使其在信号转换方面更快，并允许它捕获和转换高达10千兆赫的无线信号。
“这样的设计使得一个完全灵活的设备能够快速覆盖我们日常电子产品使用的大多数无线电频段，包括Wi-Fi、蓝牙、蜂窝LTE和许多其他频段，”张说。
研究人员可以看到整流天线为灵活的可穿戴电子设备和建筑物范围的物联网传感器提供动力。马德里技术大学的研究人员Jesús Grajal说，另一个应用可能是为可植入和可吞咽医疗设备的数据通信提供动力。“理想情况下，你不希望使用电池为这些系统供电，因为如果它们泄露锂，患者可能会死亡。更好的方法是从环境中获取能量，为体内的这些小实验室供电，并将数据传输到外部计算机。”
在实验中，当暴露在Wi-Fi信号的典型功率水平(约150微瓦)下时，研究人员的设备产生了约40微瓦的功率。当前设备的最大输出效率为40%，取决于Wi-Fi输入的输入功率。在典型的Wi-Fi功率水平下，MoS2整流器的功率效率约为30%。作为参考，目前最好的硅和砷化镓整流天线由刚性的、更昂贵的硅或砷化镓制成，其利用率约为50%至60%。
该装置可以采用卷对卷工艺制造。该团队计划建立更复杂的系统，并提高其效率。
全光子量子中继器
来自大阪大学、多伦多大学、富山大学和NTT基础研究实验室的研究人员完成了远程量子通信关键元素的原理证明实验:全光子量子中继器．
量子互联网可以通过一种称为量子密钥分发(QKD)的技术实现更安全的通信。QKD依赖于感知或测量量子系统状态会干扰该系统的原理。因此，第三方窃听会留下明显可探测到的痕迹，并且在任何敏感信息丢失之前就可以中止通信。
虽然这已经在小规模系统中得到了证明，但在大规模系统中，它将需要使用光纤电缆。当光穿过长距离电缆时，它就失去了效力。目前，长距离光纤电缆每隔一段时间就有一个中继器来增强和放大信号，但它们不适用于量子信息。
为量子信息工作的中继器需要在中继点存储量子态，这使得中继器更容易出错，难以建造，而且非常昂贵，因为它们通常在低温下工作。
然而，该团队表示，新的中继器消除了许多这些问题。
“我们已经开发了全光子中继器，允许时间反向自适应贝尔测量，”电气和计算机工程与物理学教授罗海光说。“因为这些中继器是全光学的，它们提供了传统的基于量子存储器的物质中继器所没有的优势。例如，这种方法可以在室温下工作。”
中继器也不需要大规模的光开关或量子纠错码。
Lo补充说:“全光网络是一种很有前途的基础设施形式，可以实现未来量子互联网所需的快速高效通信。”“我们的工作有助于为未来铺平道路。”
更稳定的钙钛矿太阳能
冲绳科学技术研究所的科学家们开发了一种方法来改善这两种情况稳定性和可扩展性钙钛矿太阳能电池。
虽然钙钛矿太阳能电池(PSCs)已经以低成本达到了高效率水平，但它们在现实生活条件下会迅速降解。“我们需要可以使用至少5到10年的太阳能模块。目前，PSCs的寿命要短得多，”OIST能源材料和表面科学部门的博士后学者邱龙斌说。
图片来源:冲绳科学技术研究生院(OIST)
为了改善这一点，研究小组研究了PSC的电子传递层。这一层控制电子的流动，通常是由二氧化钛制成的。但当暴露在阳光下时，它会与钙钛矿活性层发生反应并降解设备。
氧化锡已经被提议作为氧化钛层的替代品，但到目前为止还没有被纳入大规模的设备。通过使用溅射沉积，研究人员在大面积上产生了均匀厚度的光滑层。
使用二氧化锡，太阳能电池的效率达到了20%以上。为了展示可扩展性，该团队制作了5 × 5厘米的太阳能模块，指定面积为22.8平方厘米。所得器件的效率超过12%。
研究人员计划继续优化他们的PSC设计，目标是生产效率更高的大规模太阳能模块。该团队还实验了灵活、透明的太阳能设备，并旨在将他们优化的PSC设计应用于太阳能窗、窗帘、背包和可展开的充电单元。他们预计商业化在未来几年内是可行的。
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