《麻省理工科技評論 MIT Tech》8/1
* 【改善空氣污染能降低患阿茲海默症風險】
根據 7/26 日在美國丹佛舉行的 2021 年阿茲海默病協會國際會議上發佈的多項研究報告,改善空氣污染會改善認知功能,降低阿茲海默症風險。此前報告曾顯示,長期暴露於空氣污染與阿爾茨海默病相關腦斑有關。而此次會議是第一次累計證據表明,減少污染,特別是空氣中的細顆粒物和燃料燃燒產生的污染物,與降低全因失智症和阿茲海默症風險有關。
* 【MIT科學家研究了如何減少一次性口罩對環境的影響】
據估計,COVID-19大流行期間每天產生多達7200噸的醫療廢物,其中大部分是一次性口罩。近日,麻省理工學院(MIT)的一項新研究指出,通過採用可重復使用的口罩可以大大減少這一損失,該研究計算了幾種不同的口罩使用方案的財務和環境成本。研究人員表示,完全可重復使用的硅膠N95口罩能更大程度地減少浪費,而他們現在正致力於開發這種新型口罩。目前,這項研究已經刊登在《British Medical Journal》上。
* 【新發明的的尿液或血液測試方法可以發現腦腫瘤】
劍橋大學的醫學研究人員開發了兩種新的測試方法,能夠檢測最惡的腦癌膠質瘤。使用新開發的測試可以在病人的尿液或血漿中檢測到腫瘤,這也是世界上第一個此類測試方式。
* 【歐洲科學家開發出可低成本製造發光材料的新技術】
劍橋大學和慕尼黑工業大學領導的研究人員發現,通過將一種材料的每 1000 個原子中的一個換成另一個,他們能夠將一種被稱為鹵化物鈣鈦礦的新材料類發光體的發光能力提高兩倍。該發現有益於製造更有效的低成本發光材料,這些材料具有柔性,並可使用噴墨技術列印。相關研究發表於《美國化學會志》。
* 【哈佛科學家發起伽利略項目,致力尋找宇宙中的外星科技文明】
哈佛帶領的一支科學家團隊,已經發起了一個旨在宇宙中尋找外星生命證據的伽利略項目(Galileo Project)。結合地面望遠鏡、人工智能等方案,這項研究將著重於外星智能的物理例證,而不是源自遙遠文明的電磁信號。
* 【科學家發現潛在療法能提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力】
近日,南安普敦大學和米蘭國家分子遺傳學研究所的研究人員發現了一種潛在的治療方法,可以提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力。研究人員表示,他們已經確定了一種限制調節免疫系統的一組細胞的活動的方法,這反過來可以釋放其他免疫細胞來攻擊癌症患者的腫瘤。目前,這項研究已經發表於《PNAS》。
* 【美國研究團隊在太陽能制氫方面獲得新突破】
數十年來,世界各地的研究人員一直在尋找利用太陽能來制氫的關鍵反應方法,即如何將水分子分解成氫氣和氧氣。儘管大多數努力以失敗而告終,且少數成果也面臨著成本過高的尷尬。德克薩斯大學奧斯汀分校的一支研究團隊,還是設法找到了一種通過厚二氧化硅層來創建導電路徑的方法來有效從水中分離氧分子。該方案能夠低成本地運用,並擴展到大批量生產流程中。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《Nature Communications》期刊上。
* 【現近 20% 的原始森林景觀與採礦、石油和天然氣等採掘業特許地相重疊】
國際野生生物保護學會(WCS)和世界自然基金會(WWF)的一項新研究顯示,近 20% 的熱帶原始森林景觀(IFLs)與採礦、石油和天然氣等採掘業的特許地相重疊。重疊的總面積約為97.5萬平方公里,大約相當於埃及的面積。採掘業特許地與熱帶國際森林公園重疊最多,佔總面積的 11.33%,而石油和天然氣特許地的重疊面積佔總面積的 7.85%。該研究發表在《森林與全球變化》上。
* 【MIT研究人員用紅外攝像機和人工智能來預測「沸騰危機」】
最近,麻省理工學院(MIT)核科學與工程系的研究人員,通過訓練一個神經網絡模型來預測「沸騰危機」。研究人員表示,該模型能夠從具有不同形態和潤濕性(或吸濕性)的表面上的氣泡動力學的高分辨率紅外測量中預測沸騰危機的餘量(即偏離核沸騰比,DNBR)。這項研究成果或將應用於冷卻計算機芯片和核反應堆。目前,該研究已經發表於《Applied Physics Letters》。
* 【英國研究人員使用一種創新方法來「逆轉」與年齡有關的記憶衰退】
英國研究人員的一項新研究提出了一種創新的方法來治療與年齡有關的記憶衰退。臨床前研究顯示,通過「操縱」大腦中被稱為神經元周圍基質網絡(PNNs)的結構組成,可以逆轉衰老小鼠的記憶衰退。
* 【中國科學家利用簡單的 RNA 微調讓馬鈴薯和水稻產量提高 50%】
北京大學的研究小組將一種叫做 FTO 的單一基因插入到馬鈴薯和水稻植株中。由此產生的植物是更有效的光合作用者,這意味著它們長得更大,產量也更高 —— 在實驗室中產量提高了 3 倍,在田間產量提高了 50%。它們還能長出更長的根系,這有助於它們更好地忍受乾旱。
* 【歐盟提出一攬子應對氣候變化方案】
歐盟委員會近日提出應對氣候變化的一攬子計劃提案,旨在實現到 2030 年歐盟溫室氣體淨排放量與 1990 年的水平相比至少減少 55%,進而到 2050 年實現碳中和的目標。這份提案涉及交通、能源、建築、農業和稅收政策等諸多領域,具體內容包括收緊現有碳排放交易體系,增加可再生能源的使用,提高能源效率,盡快推出低碳運輸方式及相關配套基礎設施和燃料,制定與脫碳目標相一致的稅收政策等。
* 時間晶體即將誕生?當地時間 7 月 28 日,谷歌在一篇預印本論文中表示,其首次使用 「懸鈴木」 (Sycamore)量子計算機創造出了 「真正的時間晶體」。
參與該研究的科學家超過 80 人,分別來自Stanford 大學、普林斯頓大學、MIT 和德國德累斯頓馬普固體化學物理學研究所(德累斯頓)等科研院所,論文標題為《在量子處理器上觀測時間晶體的本徵態序》(Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor )。
* 【新分子圖譜揭示腦細胞發育軌跡】
瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)和瑞典卡羅林斯卡學院的研究人員首次繪制了胚胎大腦細胞在成熟過程中遵循的遺傳和發育軌跡。這份分子圖譜不僅可幫助人們識別與神經發育狀況有關的基因,確定腦癌中惡性細胞的來源,還可以作為評估實驗室中乾細胞產生的腦組織的參考,同時能改進神經退行性疾病的細胞替代療法。相關研究發表在近日的《自然》雜誌上。
* 【液體填充光纖設計可實現更可靠的數據傳輸】
瑞士 Empa 研究所的研究人員開發了一種光纖,該光纖由連續的液體甘油芯和透明含氟聚合物護套組成。這種光纖以光脈衝的形式傳輸數據的能力跟固體塑料光纖差不多,另外它還擁有更高的抗拉強度。
磁粒檢測限制 在 PanSci 科學新聞網 Facebook 的精選貼文
良率其實很難提升喔,#科科
有時候我們會在半導體相關的新聞裡聽到某某廠商的晶圓良率很好,或是良率不佳要進行提升。
「良率」兩個字聽上去就是越高越好啊,但是......它真能說升就升這麼簡單嗎?
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首先,讓我們聊聊「良率」的定義是什麼。
良率呢,簡單來說就=良品數 / 實際生産數,當然啦,如果良品數越高,能獲得的收益也會較高。
而當良率到達了一定的標準,才能夠穩定量產。
過去在判斷良品數時,曾使用肉眼判斷晶粒表面的缺陷,像是微粒、污染、變色或缺損等等,近年來,則有許多自動檢測系統協助確認品質。
對各大晶圓廠而言,如何同時把晶圓直徑越做越大、元件越做越小,同時還得維持一定的良率,正是它們必須面對的考驗。
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好啦,那讓我們開啟慣老闆模式,再問一次那關鍵的問題:啊是為什麼很難升?
這是因為電晶體實在是太、小、啦!
電晶體是奈米等級的東西,比你我體內的細胞都還要小上許多,更別說晶圓製造還須經過四大製程:薄膜、黃光、蝕刻、擴散。
在製造的過程中,但凡出現任何一絲絲雜質,都會影響產品良率。
這充滿變數的過程,需得過關斬將,拿「蝕刻」的部分來說好了,刻得太淺不行、刻得太深也不行,萬一出現了問題,可能要重新校準機具、調整原料,或是重寫蝕刻程式,實在有太多參數與方向可以進行調整。
總之,良率這項指標,如果可以更高,誰想要它低,但實踐起來可一點兒都不容易啊。
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參考資料:黃., Huang, C., 張., & Chang, Y. Edward (2009). 《針對半導體製程金屬層良率提昇研究》、維基百科《設備效率評價》、電子製造,工作狂人《直通率(First Pass Yield, FPY)是什麼?該如何計算》、張., Chang, Y., 彭., & Perng, D. (2008).《晶粒表面缺陷自動視覺檢測系統之設計與開發》
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延伸閱讀:
突破半導體材料限制新契機?二維材料自發磁異向性的新發現
https://pansci.asia/archives/flash/188422
積體電路不再漏電的明天?潛力股 MESO 讓電腦手機更小更快!
https://pansci.asia/archives/186154
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磁粒檢測限制 在 伊格言|the novelist Facebook 的最讚貼文
今年的諾貝爾物理獎一如預期是希格斯玻色子。正好來看看《噬夢人》的第20個註解「方程式測定儀」與「基本粒子打擊技術」XD
維基百科(Wikipedia)「方程式測定儀」詞條說明(2293年8月9日最後修正),部份節錄如下:
「……方程式測定儀所應用之『基本粒子打擊技術』正是標誌了古典時代之結束的醫療技術關鍵性躍進之一。其原理,即視情形以多種基本粒子束直接打擊人體中欲檢定之部位,並依據撞擊後基本粒子之位置分佈、路徑、速度等資料,推估被檢定部位之圖象。……方法類似古典時代之『掃瞄式電子顯微鏡』,而其誤差則主要來自『測不準原理』(Uncertainty Principle)……」
「……由於其基本粒子種類之選擇十分多樣化(如左旋魅夸克、左旋奇夸克等基本費米子群、w玻色子、z玻色子、希格斯玻色子等),因此可視欲檢測組織之成份、質地疏密、細胞性質等差異隨時調整,彌補測不準原理所導致之誤差,進而獲致最佳之檢測結果。……比起古典時代之類似檢驗技術,如核磁共振造影(MRI)、電腦斷層掃瞄(CT Scan)等,靈活度與準確度均高上許多……」
「……而在此一『基本粒子打擊技術』發展成熟之後,儀器甚至可精細至以基本粒子束之打擊所獲之數據、圖像分佈進行計算,而直接推定參與化學反應之化合物分子式、化學變化之過程(化學方程式)、DNA區段之轉錄、轉譯等情形。……換言之,由於該技術之精細程度前所未有,甚至足以測定『單一分子某甲與單一分子某乙進行何種化學變化,以及最後產物為何』──亦即,諸如CH3CH2OH+HO-NO2←→CH3CH2O-NO2+H2O此類一般化學方程式,均可經由『基本粒子打擊技術』,直接針對個別單一分子之形狀、鍵結變化、中間產物等進行準確測定。……科學家們從此不須再以古典時代之各種間接方式去『推測』在那混沌的燒瓶之中究竟發生何種化學變化了。『方程式測定儀』之名即由此而來。……此確為一醫事檢驗技術之重大突破,亦為實驗科學領域之里程碑。……」
此外,關於方程式測定儀,亦另有一事頗值一提。「基本粒子打擊技術」之主要發展者為日本東京工業大學物理系教授森山和正所領導之研究團隊;森山教授亦因此榮獲2194年諾貝爾獎生理學暨醫學類獎項,可說是備受肯定。然而,於此一技術已然成功廣泛應用於臨床醫學工程,且森山教授亦已辭世達10年之久時,2225年9月,《獨賣新聞》記者Y. Connolly卻出乎意料地撰稿揭露一相關秘辛。
Y. Connolly於該報導中表示,於多方追索,並對森山教授生前情婦小田久子進行多次訪談之後,他已獨家取得一批森山教授於2213年前後所撰寫之私人筆記與電磁紀錄。根據該份私人筆記,於2212年森山教授之母親與妻子(大塚理紗)相繼病逝之後,森山教授即陷入一長期持續性之憂鬱症候中。且該份資料亦透露驚人內幕,即森山教授曾於未告知其研究團隊其餘成員之情況下,以方程式測定儀獨自進行兩次秘密實驗,實驗內容為試圖以基本粒子打擊技術測定人類臨終時刻之狀態變化。但該秘密實驗似未獲得具體結果。即使如此,Y. Connolly於報導中引用之某筆記片段卻於物理學界、生理學界均引發軒然大波。該片段內容如下:
……靈魂的秘密。我不明瞭靈魂的秘密。一如我不明瞭愛,亦不明瞭無愛。如今我明白,在我長年的實驗室生涯中,我從來不曾真正解釋或論證過什麼。那「死」的意識。「死去」這件事所經歷的時間。死。冷漠。……(此處字跡不明)……那些秘密實驗裡,我所能掌握確定的,也只有一項概念:在普朗克尺度(Planck Length)之下,關於生的氣息、關於死的所謂「本質」,那是存在於另一個不可見維度裡的事。而那個多餘的所謂「維度」,竟只是我們這個世界裡,基本粒子之間不穩定的交互作用而已。……(此處字跡不明且電場不穩)……在那個維度裡能夠被某些物理定律計算證實的「生」與「死」,在我們現存的此一世界──以古典觀點而言,三維空間與一維時間;以弦論觀點而言,10或11個時空維度──其等價換算之物,竟只是一永恆且隨機之空無……
資料見報之後,輿論聲浪隨即湧現,強烈要求Y. Connolly立即公布森山教授之該份私人筆記中與兩次秘密實驗相關之部份。輿論所持理由為,此為人類珍貴智慧遺產,不應由私人所限制持有。記者Y. Connolly與森山教授之情婦小田久子遂共同召開記者會,回應表示將遵照森山教授之秘密遺囑,不予公開。而教授之子森山茂亦於一週後決定控告Y. Connolly與小田久子,並主張自己才是該份私人筆記之合法所有權人。與此同時,坊間則有八卦媒體報導指出,森山教授所做兩次秘密實驗,所謂「人類臨終」之實驗樣本,正是森山教授本人之母親及其妻大塚理紗。關於這項傳聞,情婦小田久子不予回應;而森山茂則以加重誹謗罪控告該八卦媒體。
然而事件並未就此結束。就在《讀賣新聞》最初之報導過後約一年,某日,教授之子森山茂突因原因不明之猛爆性肝炎緊急送醫,次日即宣告不治。四日之後,撰稿記者Y. Connolly竟又被發現陳屍於其東京寓所之中。法醫相驗結果,判定死因為心臟麻痺,無他殺嫌疑。「森山詛咒」之說,遂不脛而走。兩週後,情婦小田久子發出新聞稿再度公開私人筆記部份內容,並解釋此舉亦為森山教授遺囑中所載明之要求。然而此次公佈之筆記內容竟僅簡短至僅有數行,分為兩小段。首段僅有一句:
詛咒存在於第七維度。
而第二段則為生前便十分喜愛徘句創作的森山教授所作徘句一首:
無時間者,亦無空間者。維度之外,如死如生。
六根所見,皆量子泡沫爾。
───節錄自伊格言長篇小說《噬夢人》註解第20
http://www.appledaily.com.tw/realtimenews/article/international/20131008/271531/1/諾貝爾物理學獎%E3%80%80上帝粒子2科學家獲得