moaminsharifi/fa-wiki-spell-checker huggingface dataset:
برای بهره‌وری اقتصادی از ساخت و تولید در فضا، مواد اولیه مورد نیاز باید با حداقل هزینه انرژی تأمین شود. هزینه حمل و نقل فضایی با تغییر در سرعت مورد نیاز برای حرکت از سایت‌های معدن به کارخانه‌های تولیدی ارتباط دارد. آوردن مواد به مدار زمین از اجسامی مانند سیارک‌های نزدیک به زمین، فوبوس، دیموس یا سطح ماه به زمان بسیار کمتری نسبت به پرتاب از خود زمین، با وجود فواصل بیشتر، نیاز دارد. این امر باعث می‌شود این مکان‌ها از نظر اقتصادی به عنوان منابع مواد اولیه جذاب باشند.
لامپ گوگردی یک سیستم روشنایی بدون الکترود بسیار کارآمد با طیف کامل است که نور آن توسط پلاسمای گوگردی که توسط تشعشعات مایکروویو برانگیخته شده‌است تولید می‌شود. آنها نوع خاصی از لامپ‌های پلاسما و یکی از مدرن‌ترین آنها هستند. این فناوری در اوایل دهه ۱۹۹۰ به وجود آمد، اما اگرچه در ابتدا بسیار امیدوارکننده به نظر می‌رسید، نورپردازی گوگردی یک شکست تجاری در اواخر دهه ۱۹۹۰ بود. از سال ۲۰۰۵، دوباره لامپ‌ها برای استفاده تجاری ساخته می‌شوند.
لامپ گوگردی شامل یک لامپ کوارتز ذوب شده به اندازه یک توپ گلف (۳۰ میلی‌متر) می‌باشد که حاوی چند میلی‌گرم پودر گوگرد و گاز آرگون در انتهای یک دوک شیشه ای نازک است. لامپ در یک قفس توری آهنی با تشدید مایکروویو محصور شده‌است. یک مگنترون، شبیه به نمونه‌هایی که در اجاق‌های مایکروویو خانگی وجود دارد، لامپ را از طریق یک موجبر با امواج مایکروویو ۲٫۴۵ گیگاهرتز بمباران می‌کند. انرژی مایکروویو گاز را تا فشار پنج اتمسفر تحریک می‌کند که به نوبه خود گوگرد را تا درجه زیادی گرم می‌کند و پلاسمای درخشانی را تشکیل می‌دهد که ظرفیت روشن کردن یک منطقه بزرگ را دارد. از آنجایی که لامپ به میزان قابل توجهی گرم می‌شود، ممکن است فراهم کردن خنک‌کننده هوای برای جلوگیری از ذوب شدن آن باشد ضروری باشد. لامپ معمولاً در کانون یک بازتابنده سهموی قرار می‌گیرد تا تمام نور را در یک جهت هدایت کند.
تحریک گوگرد با استفاده از الکترودهای سنتی غیرممکن خواهد بود زیرا گوگرد با هر الکترود فلزی به سرعت واکنش داده و آن را از بین می‌برد. یک اختراع که انتظار دارد از الکترودهای پوشیده شده استفاده کند در چشم‌انداز آینده در زیر مورد بحث قرار گرفته‌است. عدم وجود الکترودها امکان استفاده از مواد مولد بیشتری را نسبت به لامپ‌های سنتی فراهم می‌کند.
عمر طراحی لامپ تقریباً ۶۰۰۰۰ ساعت است. عمر طراحی مگنترون توسط شرکت آلمانی/انگلیسی plasma international بهبود یافته‌است، بنابراین می‌تواند برای همان مدت دوام بیاورد.
زمان گرم شدن لامپ گوگرد، حتی در دمای پایین محیط به‌طور قابل توجهی کوتاهتر از سایر لامپ‌های تخلیه گاز است، به استثنای لامپ‌های فلورسنت. این لامپ در عرض ۲۰ ثانیه به ۸۰ درصد حداکثر شار نوری خود می‌رسد و لامپ می‌تواند تقریباً پنج دقیقه پس از قطع برق مجدداً راه اندازی شود.
نمونه اولیه لامپ‌ها ۵٫۹ کیلووات بود، با راندمان سیستم ۸۰ لومن بر وات.Compare this to 12–18 lumens per watt for conventional tungsten incandescent light bulbs. اولین مدل‌های تولیدی ۹۶٫۴ لومن بر وات بودند. مدل‌های بعدی قادر بودند فن خنک‌کننده را حذف کنند و کارایی نوری را تا ۱۰۰ لومن بر وات افزایش دهند.
پلاسما گوگرد عمدتاً شامل مولکول‌های دایمر (S که از طریق انتشار مولکولی نور تولید می‌کند. برخلاف انتشار اتمی، طیف انتشار در سراسر طیف مرئی پیوسته‌است. ۷۳ درصد از تابش ساطع شده در طیف مرئی است، مقدار کمی در محدوده فروسرخ و کمتر از ۱ درصد در محدوده ماوراء بنفش است.
خروجی طیفی در ۵۱۰ نانومتر به اوج می‌رسد و به نور، رنگ سبز می‌دهد. دمای رنگ همبسته حدود ۶۰۰۰ کلوین با CRI 79 است. نور لامپ را می‌توان تا ۱۵٪ کاهش داد بدون اینکه بر کیفیت نور تأثیر بگذارد.
می توان از فیلتر سرخابی استفاده کرد تا به نور حس گرمتری بدهد. چنین فیلتری بر روی لامپ‌های موزه ملی هوا و فضا در واشینگتن دی سی استفاده شده بود
افزودن سایر مواد شیمیایی به لامپ ممکن است بازتاب رنگ را بهبود بخشد. لامپ‌های گوگردی با کلسیم برومید (CaBr ) اضافه شده، طیف مشابهی به‌علاوه یک سنبله در طول موج‌های قرمز در ۶۲۵ نانومتر تولید می‌کنند. می‌توان از سایر افزودنی‌ها مانند لیتیوم یدید (LiI) و سدیم یدید (NaI) برای اصلاح طیف خروجی استفاده کرد.
این فناوری توسط مهندس مایکل آوری، فیزیکدان چارلز وود و همکارانشان در سال ۱۹۹۰ طراحی شد. با پشتیبانی وزارت انرژی ایالات متحده، در سال ۱۹۹۴ توسط شرکت Fusion Lighting در راک‌ویل مریلند، که یک شاخه فرعی از بخش Fusion UV از Fusion Systems Corporation است، بیشتر توسعه یافت. منشأ آن در منابع نور تخلیه مایکروویو است که برای پخت فرابنفش در صنایع نیمه هادی و چاپ استفاده می‌شود. بخش Fusion UV بعداً به Spectris plc فروخته شد و بقیه سیستم‌های ذوب بعداً توسط Eaton Corporation خریداری شد.
تنها دو مدل تولیدی، هر دو با مشخصات مشابه توسعه یافتند: Solar 1000 در سال ۱۹۹۴ و Light Drive 1000 در سال ۱۹۹۷، که نسخه اصلاح شده از مدل قبلی بود.
تولید این لامپ‌ها در سال ۱۹۹۸ به پایان رسید. شرکت Fusion Lighting در فوریه ۲۰۰۳ پس از مصرف حدود ۹۰ میلیون دلار سرمایه در سرمایه‌گذاری ریسکی، مکان Rockville, MD خود را تعطیل کرد. مجوز ثبت اختراع آنها به گروه LG داده شد. بایگانی اینترنت یک کپی از وب سایت منحل شده Fusion Lighting دارد. لامپ‌های آنها در بیش از صد مرکز در سراسر جهان نصب شده بود، اما بسیاری از آنها قبلاً حذف شده‌اند.
در سال ۲۰۰۱، شرکت Ningbo Youhe New Lighting Source Co، در نینگبو چین، نسخه ای از لامپ گوگردی خود را تولید کرد. وب سایت این شرکت دیگر فعال نیست و ممکن است از کار افتاده باشد، اما اطلاعات مربوط به این لامپ‌ها از نسخه آرشیو شده آن در آرشیو اینترنت موجود است.
در سال ۲۰۰۶، شرکت ال جی الکترونیکس تولید لامپ‌های گوگردی خود به نام سیستم نورپردازی پلاسما (PLS) را آغاز کرد.
لامپ‌های گوگردی در دهه ۲۰۱۰ با نام Wasp 1000 توسط Hive Lighting تولید می‌شدند. می‌توان آن را با قفسه ای که لامپ شیشه ای را احاطه کرده‌است شناسایی کرد. بعداً تولید آن متوقف شد.
مگنترون‌های داخل این لامپ‌ها ممکن است باعث تداخل الکترومغناطیسی در طیف بی‌سیم ۲٫۴ گیگاهرتز شوند، که توسط Wi-Fi، تلفن‌های بی‌سیم و رادیو ماهواره ای در آمریکای شمالی استفاده می‌شود. رادیوهای ماهواره ای Sirius و XM از ترس تداخل در پخش خود، از کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده (FCC) درخواست کردند تا شرکت Fusion Lighting را مجبور کند تا انتشارات الکترومغناطیسی لامپ‌های خود را تا ۹۹٫۹٪ کاهش دهد. در سال ۲۰۰۱، شرکت Fusion Lighting پذیرفت که محافظ فلزی در اطراف لامپ‌های خود نصب کند تا انتشارات الکترومغناطیسی را تا ۹۵ درصد کاهش دهد.
در مه ۲۰۰۳، کمیسیون فدرال ارتباطات ایالات متحده آمریکا روندی را خاتمه داد که محدودیت‌های انتشار خارج از باند را برای چراغ‌های فرکانس رادیویی که در ۲٫۴۵ گیگاهرتز کار می‌کردند تعریف می‌کرد. آنها اعتقاد داشتند که سابقه این روند منسوخ شده‌است و Fusion Lighting کار بر روی چنین لامپ‌هایی را متوقف کرده‌است. دستور به نتیجه رسید:
برخلاف لامپ‌های فلورسنت و تخلیه با شدت بالا، لامپ‌های گوگردی فاقد جیوه هستند. بنابراین، لامپ‌های گوگردی نه تهدیدی برای محیط زیست ایجاد می‌کنند و نه نیاز به دفع خاصی دارند. علاوه بر این، استفاده از لامپ‌های گوگردی پتانسیل این را دارد که کل انرژی مورد نیاز برای روشنایی را کاهش دهد.
از آنجایی که مقدار نور تولید شده از یک لامپ بسیار زیاد است، معمولاً لازم است نور در مناطق دور از لامپ توزیع شود. رایج‌ترین روش مورد استفاده لوله‌های نور است.
لوله نور 3M یک استوانه دراز، شفاف و توخالی با سطح منشوری است که توسط شرکت 3M ساخته شده‌است که نور را به‌طور یکنواخت در طول آن توزیع می‌کند. طول لوله‌های نور می‌تواند تا باشد و در محل از واحدهای کوتاه‌تر و مدولار مونتاژ می‌شوند. لوله نور به بازتابنده سهموی لامپ گوگرد متصل می‌شود. برای لوله‌های کوتاه‌تر، یک آینه در انتهای دیگر وجود دارد. برای لامپ‌های طولانی‌تر، یک لامپ در هر انتها وجود دارد. ظاهر کلی یک لوله نور شبیه به یک لوله فلورسنت غول پیکر است. یک لامپ گوگرد با لوله نور می‌تواند جایگزین ده‌ها لامپ HID شود. در موزه ملی هوا و فضا، سه لامپ، هر کدام با لوله ای به طول ، جایگزین ۹۴ لامپ HID شدند و در عین حال میزان نور منتشر شده را به شدت افزایش داد.
کاهش بسیار زیاد لامپ‌ها ممکن است تعمیر و نگهداری را ساده کرده و هزینه‌های نصب را کاهش دهد، اما ممکن است به یک سیستم پشتیبان برای مناطقی که روشنایی در آنها حیاتی است نیز نیاز داشته باشد. لوله‌های نور این امکان را به لامپ می‌دهند تا برای تعمیر و نگهداری، در محلی که به راحتی در دسترس است قرار گیرد و از مکان‌هایی که گرمای لامپ ممکن است مشکل ساز باشد، دور باشد.
بازتابنده ثانویه ساختاری با سطح آینه ای است که مستقیماً در مسیر پرتو نور هنگام خروج از بازتابنده اولیه سهموی لامپ قرار می‌گیرد. یک بازتابنده ثانویه می‌تواند هندسه پیچیده‌ای داشته باشد که به آن این امکان را می‌دهد که نور را شکسته و به جایی که می‌خواهد هدایت کند. همچنین می‌تواند نور را روی یک شی متمرکز کند یا آن را برای روشنایی عمومی پخش کند.
در فرودگاه Sundsvall-Härnösand در نزدیکی Sundsvall سوئد، روشنایی باند فرودگاه توسط لامپ‌های گوگردی نصب شده بر روی برج‌هایی با ارتفاع ۳۰ متر تأمین می‌شود. لامپ‌ها به سمت بالا هدایت می‌شوند و نور خود را به بازتابنده‌های ثانویه بال‌شکل می‌تابانند که نور را به بیرون پخش کرده و به سمت پایین هدایت می‌کنند. به این ترتیب یک لامپ می‌تواند منطقه ای را به ابعاد روشن کند.
در دفتر مرکزی DONG Energy، یک شرکت انرژی در دانمارک، یک لامپ گوگردی نور خود را بر روی تعداد زیادی بازتابنده و پخش‌کنندهٔ آینه ای هدایت می‌کند تا سالن ورودی و همچنین چندین مجسمه در خارج از ساختمان را روشن کند.
در ورودی بیمارستان دانشگاه در لوند سوئد، بازتابنده‌های ثانویه روی سقف با لایه‌های انعکاسی پوشیده شده‌اند، اما به گونه‌ای شکل داده شده‌اند که از هرگونه تابش خیره‌کننده ای جلوگیری می‌کنند. علاوه بر این، از آنجایی که این لایه‌ها دارای ساختار سطحی میکرو منشوری هستند که پرتوها را می‌شکافد، ریسک مشکلات تابش نور خیره کننده به میزان بیشتری کاهش می‌یابد. اینکه بازتابنده‌ها منبع نور را از چشم هر کسی که به‌طور اتفاقی به آنها نگاه می‌کند دور می‌کند، به از بین بردن بیشتر مشکلات تابش خیره کننده کمک می‌کند.
وسایل غیر مستقیم بیشتر شار نوری خود را به سمت سقف هدایت می‌کنند. یک سقف بسیار بازتابنده می‌تواند به عنوان منبع ثانویه برای نورپردازی پراکنده، با درحشندگی کم و کیفیت بصری بالا برای فضاهای داخلی باشد. مزیت اصلی نورپردازی غیرمستقیم، امکان کاهش قابل ملاحظه پتانسیل تابش نور خیره کننده و حذف کامل مشاهده مستقیم منبع است.
در ساختمان دفتر مرکزی منطقه شهری ساکرامنتو (SMUD)، دو لامپ گوگردی در بالای کیوسک‌های ایستاده نصب شده بود. سقف ۴٫۲ متری (۱۳ فوت و ۹ اینچ) با بازتاب بالا (۹۰٪)، توسط سقف کاذب سفید عایق صوتی مقاوم‌سازی شد. لامپ‌ها نور خود را به سمت بالا هدایت می‌کنند و نور غیر مستقیم از سقف منعکس می‌شود. می‌توان با انتخاب عناصر بازتابنده مختلف الگوهای پرتوهای باریک، متوسط یا عریض را ایجاد کرد.
لوله‌های نور در کاربردهایی مانند نورپردازی استادیوم، که در آن می‌توان یک وسیله ساده را به اندازه‌ای بالا نصب کرد که نور بتواند در یک منطقه بزرگ پخش شود، ضروری نیست. تأسیسات در پایگاه نیروی هوایی هیل شامل لامپ‌هایی با لوله‌های نور و همچنین وسایل نور پایین است که در بالای آشیانه هواپیما نصب شده‌اند.
فیبرهای نوری به عنوان یک سیستم توزیع برای لامپ‌های گوگردی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اما هیچ سیستم عملی تاکنون تجاری سازی نشده‌است.
از لامپ‌های گوگردی می‌توان به عنوان منبع نور در ابزارهای علمی استفاده کرد.
ساخت یک منبع مایکروویو مقرون به صرفه، کارآمد و با عمر طولانی یک مانع فنی برای کاهش هزینه و موفقیت تجاری است. نمونه‌های اولیه لامپ‌ها فقط با توان بالا (۱۰۰۰+ وات) موجود بودند، که مانع پذیرش آنها در کاربردهایی شد که نیازهای نور خروجی زیاد نبود. لامپ گوگردی در مورد عمر مگنترون و موتوری که لامپ را می‌چرخاند و صدای فن خنک‌کننده مشکل دارد. از آنجایی که بیشتر لامپ‌های گوگردی دارای قطعات متحرک هستند، اعتبار همچنان یک مسئله حیاتی است، و نگهداری سیستم ممکن است مانع پذیرش بازار شود، با این حال لامپ‌های با طراحی جدیدتر که دیگر نیازی به خنک‌کننده فعال ندارند، به صورت تجاری موجود هستند. محققان در رفع نیاز به چرخش لامپ با استفاده از مایکروویوهای قطبی دایره‌ای برای چرخاندن ترشحات پلاسما به جای آن موفقیت‌هایی کسب کرده‌اند. آزمایش‌های دیگر از یدید سدیم، اسکاندیم یدید، ایندیم monobromide (InBr),Electrodeless lamp mimics sunlight - 11/1/2000 - Design News یا تلوریوم به عنوان وسیله تولید نور استفاده کرده‌اند.
بسیاری از راه اندازی‌های لامپ‌ها فقط برای اهداف آزمایشی بوده‌اند، اما مکان‌هایی باقی مانده‌اند که لامپ‌ها به عنوان منبع روشنایی اصلی استفاده می‌شوند. شاید قابل مشاهده‌ترین آنها دهلیزهای شیشه ای در موزه ملی هوا و فضا باشد.
سیلیسیم تک کریستالی که اغلب سیلیسیم تک بلور نامیده می‌شود، به‌طور خلاصه مونو c-Si یا mono-Si، ماده پایه برای اجزای گسسته مبتنی بر سیلیسیم و مدارهای مجتمع است که تقریباً در تمام تجهیزات الکترونیکی مدرن استفاده می‌شود. Mono-Si همچنین به عنوان یک ماده فتوولتائیک و جذب کننده نور در ساخت سلول‌های خورشیدی عمل می‌کند.
از سیلیسیم تشکیل شده‌است که در آن شبکه براوه کل جامد پیوسته، تا لبه‌های آن شکسته نشده و عاری از هر گونه مرز دانه ای است. Mono-Si را می‌توان به عنوان یک نیمه رسانای ذاتی که فقط از سیلیسیم بسیار خالص تشکیل شده‌است تهیه کرد، یا می‌توان آن را با افزودن عناصر دیگری مانند بور یا فسفر برای ساخت سیلیسیم نوع p یا نوع n ذوب کرد. سیلیسیم تک کریستالی به دلیل خواص نیم رسانا آن، شاید مهم‌ترین ماده تکنولوژیکی چند دهه اخیر باشدW.Heywang, K.H.Zaininger, "Silicon: the semiconductor material", in "Silicon: evolution and future of a technology", P.Siffert, E.F.Krimmel eds. , Springer Verlag, 2004. زیرا در دسترس بودن آن با هزینه مقرون به صرفه برای توسعه دستگاه‌های الکترونیکی ضروری بوده‌است. که انقلاب امروزی الکترونیک و فناوری اطلاعات مبتنی بر آن است.
سیلیسیم تک کریستالی با سایر دگرشکلی‌ها مانند سیلیسیم آمورف غیر کریستالی - که در سلول‌های خورشیدی لایه نازک استفاده می‌شود و سیلیکون پلی کریستالی که از بلورهای کوچکی به نام کریستالیت‌ها تشکیل شده‌است، متفاوت است.
سیلیسیم تک بلور معمولاً با یکی از چندین روش ایجاد می‌شود که شامل ذوب سیلیسیم با درجه خلوص بالا و نیمه هادی (فقط چند قسمت در میلیون ناخالصی) و استفاده از یک بذر بلور برای شروع تشکیل یک بلور منفرد پیوسته‌است. این فرایند معمولاً در یک اتمسفر بی اثر مانند آرگون و در یک بوته بی اثر مانند کوارتز انجام می‌شود تا از ناخالصی‌هایی که بر یکنواختی کریستال تأثیر می‌گذارد جلوگیری شود.
متداول‌ترین روش تولید، روش فرایند چکرالسکی که یک بذر بلور که دقیقاً روی میله نصب شده‌است را در سیلیسیم مذاب فرومی‌کند. سپس میله به آرامی به سمت بالا کشیده می‌شود و به‌طور همزمان می‌چرخد و به مواد کشیده شده اجازه می‌دهد تا به شکل یک شمش استوانه ای تک کریستالی به طول ۲ متر و وزن چند صد کیلوگرم جامد شوند. میدان‌های مغناطیسی نیز ممکن است برای کنترل و سرکوب جریان آشفته اعمال شوند و یکنواختی کریستالیزاسیون را بیشتر بهبود بخشند. روش‌های دیگر عبارتند از ذوب ناحیه‌ای، که یک میله سیلیسیم پلی کریستالی را از طریق یک سیم پیچ گرمایش فرکانس رادیویی عبور می‌دهد که یک ناحیه مذاب موضعی ایجاد می‌کند، که از آن یک شمش کریستال بذر رشد می‌کند، و فرایند بریجمن-استوکبرگ، که بوته را از یک گرادیان دما حرکت می‌دهد تا از انتهای آن خنک شود. ظرف حاوی دانه شمش جامد هستند و سپس به نازک ورقه ویفر طی فرآیندی به نام ویفرینگ. پس از پردازش پس از ویفرینگ، ویفرها آماده استفاده در ساخت هستند.
در مقایسه با ریخته‌گری شمش‌های پلی کریستالی، تولید سیلیسیم مونو کریستال بسیار کند و گران است. با این حال، تقاضا برای سیلیسیم تک کریستالی به دلیل خواص الکترونیکی برتر همچنان در حال افزایش است - فقدان مرزهای دانه اجازه می‌دهد تا جریان حامل بار بهتری داشته باشد و تولید و بازترکیب حامل باعث بهبود عملکرد مدارهای مجتمع و فتوولتائیک می‌شود.
کاربرد اصلی سیلیسیم تک کریستالی در تولید قطعات الکترونیکی و مدارهای مجتمع است. شمش‌های ساخته شده به روش چکرالسکی به صفحه‌هایی به ضخامت حدود ۰٫۷۵ میلی‌متر برش داده می‌شوند و صیقل داده می‌شود تا یک بستر منظم و مسطح به دست آید، که دستگاه‌های میکروالکترونیک از طریق فرایندهای مختلف ریزساخت ساخته می‌شوند، مانند آلایش یا کاشت یون، زدایش، رسوب گذاری مواد مختلف، و الگوبرداری طرح‌نگار نوری.
یک کریستال پیوسته برای الکترونیک بسیار مهم است، زیرا مرزهای دانه، ناخالصی‌ها و ناکاملی بلوری می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی بر خواص الکترونیکی محلی مواد تأثیر بگذارند، که به نوبه خود بر عملکرد، عملکرد و قابلیت اطمینان دستگاه‌های نیمه‌رسانا با تداخل در عملکرد صحیح آنها تأثیر می‌گذارد. برای مثال، ساختن دستگاه‌های یکپارچه‌سازی در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) که در آن میلیاردهاPeter Clarke, "Intel enters billion-transistor processor era", EE Times, 14 October 2005. مدار مبتنی بر ترانزیستور، که همگی باید به‌طور قابل اعتمادی عمل کنند، در یک تراشه واحد ترکیب شوند، عملاً غیرممکن خواهد بود. یک ریزپردازنده را تشکیل می‌دهند. به این ترتیب، صنعت الکترونیک سرمایه‌گذاری هنگفتی در تأسیسات تولید تک بلورهای بزرگ سیلیکون کرده‌است.
سیلیسیم تک کریستالی نیز برای دستگاه‌های فتوولتائیک با کارایی بالا (PV) استفاده می‌شود. از آنجایی که در مقایسه با کاربردهای میکروالکترونیک، تقاضاهای سخت گیرانه تری در مورد عیوب ساختاری وجود دارد، سیلیکون درجه خورشیدی با کیفیت پایین‌تر (Sog-Si) اغلب برای سلول‌های خورشیدی استفاده می‌شود. با وجود این، صنعت فتوولتائیک سیلیسیمی تک کریستالی از توسعه روش‌های تولید سریع‌تر mono-Si برای صنعت الکترونیک سود زیادی برده‌است.
سیلیسیم تک کریستالی به عنوان دومین شکل متداول فناوری PV، تنها پس از خواهر خود، سیلیسیم پلی کریستال، رتبه‌بندی می‌شود. با توجه به نرخ تولید به‌طور قابل توجهی بالاتر و به‌طور پیوسته کاهش هزینه‌های پلی سیلیسیم، سهم بازار mono-Si کاهش یافته‌است: در سال ۲۰۱۳، سلول‌های خورشیدی تک کریستالی ۳۶٪ سهم بازار را داشتند که ظرفیت تولید فتوولتائیک به ۱۲٫۶ گیگاوات تبدیل شد.Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, July 28, 2014. اما سهم بازار تا سال ۲۰۱۶ به زیر ۲۵ درصد کاهش یافته بود. با وجود کاهش سهم بازار، ظرفیت PV معادل 20.2 mono-Si ,GW تولید شده در سال ۲۰۱۶ بود. نشان دهنده افزایش قابل توجهی در تولید کلی فناوری‌های فتوولتائیک است.Photovoltaics Report, Fraunhofer ISE, February 26, 2018.
در آزمایشگاه راندمان سلول تک اتصالی ثبت شده‌است، سیلیسیم تک کریستالی بالاترین راندمان تبدیل تأیید شده را در بین تمام فناوری‌های PV تجاری، بالاتر از poly-Si (22.3%) و فناوری‌های لایه نازک ثابت مانند سلول‌های CIGS (21.7%) دارد. سلول‌های CdTe (21.0%)، و سلول‌های a-Si (10.2%). راندمان ماژول خورشیدی برای mono-Si که همیشه کمتر از سلول‌های مربوط به آنها است در نهایت از مرز ۲۰٪ در سال ۲۰۱۲ عبور کرد و در سال ۲۰۱۶ به ۲۴٫۴٪ رسید. راندمان بالا تا حد زیادی به عدم وجود مکان‌های نوترکیبی در تک بلور و جذب بهتر فوتون‌ها به دلیل رنگ سیاه آن نسبت به رنگ آبی مشخصه پلی سیلیسیم نسبت داده می‌شود. از آنجایی که سلول‌های سیلیسیم تک کریستالی نسبت به نمونه‌های پلی‌کریستالی خود گران‌تر هستند، برای کاربردهایی که ملاحظات اصلی محدودیت‌های وزن یا مساحت در دسترس است، مانند فضاپیماها یا ماهواره‌هایی که با انرژی خورشیدی کار می‌کنند، مفید هستند، جایی که می‌توان کارایی را از طریق ترکیب با آنها بهبود بخشید. فن آوری‌های دیگر، مانند سلول‌های خورشیدی چند لایه.
علاوه بر نرخ پایین تولید، نگرانی‌هایی در مورد مواد هدر رفته در فرایند تولید نیز وجود دارد. ایجاد پنل‌های خورشیدی کارآمد در فضا مستلزم برش ویفرهای دایره‌ای (محصول شمش‌های استوانه‌ای شکل‌گرفته از فرایند چکرالسکی) به سلول‌های هشت ضلعی است که می‌توانند نزدیک به هم بسته شوند. مواد باقیمانده برای ایجاد سلول‌های PV استفاده نمی‌شود و با بازگشت به تولید شمش برای ذوب، دور ریخته می‌شود یا بازیافت می‌شود. علاوه بر این، حتی سلول‌های سیلیسیم تک کریستالی می‌توانند اکثر فوتون‌ها را در ۲۰ میکرومتر از سطح فرورفته جذب کنند، محدودیت در فرایند اره کردن شمش به این معنی است که ضخامت ویفر تجاری معمولاً حدود ۲۰۰ میکرومتر است. با این حال، انتظار می‌رود تا سال ۲۰۲۶ پیشرفت در فناوری باعث کاهش ضخامت ویفر به ۱۴۰ میکرومتر شود.Solar Industry Technology Report 2015–2016, Canadian Solar, October 2016.
روش‌های تولید دیگر مانند: برآرایی ویفر، که شامل رشد لایه‌های گازی روی بسترهای سیلیسیمی قابل استفاده مجدد است. فرآیندهای جدیدتر ممکن است امکان رشد کریستال‌های مربعی را فراهم کنند که می‌توانند سپس بدون افت کیفیت یا کارایی به ویفرهای نازک‌تر تبدیل شوند و در نتیجه ضایعات حاصل از روش‌های سنتی اره کردن و برش شمش را حذف کنند، در حال تحقیق هستند.
پیزولومینسنس شکلی از لومینسنس است که در اثر فشار روی برخی جامدات ایجاد می‌شود. پیزولومینسنس که به آن مکانولومینسنس (mechano-luminescence) نیز گفته می‌شود، از مکانیزم‌های نویدبخش تبدیل انرژی برای درک منابع فوتون کنترل شده به‌طور مکانیکی هستند که شامل نمایشگرها، نورپردازی، تصویربرداری زیستی، و کاربردهای مربوط به حسگرها می‌شود. این پدیده با فرآیندهای بازترکیبی شامل الکترون‌ها، حفره‌ها و مراکز ناخالصی یونی مشخص می‌شود. برخی از کریستال‌های پیزوالکتریک زمانی که تحت فشار هستند مقدار مشخصی تابش مرسوم به پیزولومینسنس از خود ساطع می‌کنند. مشخص شده‌است که نمک‌های تحت تابش قرارگرفته، مانند <chem>NaCl</chem>، <chem>KCl</chem>، <chem>KBr</chem> و تراشه‌های پلی کریستالی <chem>LiF</chem> (TLD − ۱۰۰)، خواص پیزولومینسنس از خود نشان می‌دهند. همچنین کشف شده‌است که پلیمرهای فروالکتریک با اعمال تنش، تابش پیزولومینسنس از خود نشان می‌دهند.
در اصطلاح عامیانه پیرامون گزارش شده‌است که تولید روانگردان، DMT ،5-MeO-DMT، و LSD تابش پیزولومینسنس از خود نشان می‌دهند. همان‌طور که به‌طور خاص در کتاب "رویاهای اسیدی" ذکر شده، آگوستوس اوزلی استنلی سوم، یکی از تولیدکنندگان فراوان LSD در دهه ۱۹۶۰، پیزولومینسنس را در خالص‌ترین شکل این ترکیب مشاهده کرد، مشاهده‌هایی که الکساندر شولگین آن‌ها را تأیید کرده‌است: یک نمک کاملاً خالص، وقتی خشک شود و در تاریکی تکان داده شود، پرتوهای کوچکی از نور سفید منتشر می‌کند."
طی بیست سال اخیر، دورنمای گستردهٔ پیزولومینسنس در حسگرهای تنشی، تشخیص ساختاری سلامت، و نمایشگرها و منابع برانگیختگی (excitation sources) کنترل شده با سیستم‌های مکانیکی توجه زیادی را به استفاده از مواد تازه ای با خاصیت پیزولومینسنت و با کارایی بالا جلب کرده‌است. تا به حال دو استراتژی برای کشف مواد پیزولومینسنت جدید به کار گرفته شده‌است. یک استراتژی، در معرض قرار دادن پیزوالکتریک با یون‌های لومینسنت مناسب با هدف ایجاد مراکز و حفرات حامل در مواد است. روش دیگر با پرده پوشاندن موادی با خاصیت لومینسنت ماندگار است که از خود پیزوالکتریسیته به نمایش می‌گذارند. مطابقا چند مادهٔ پیزولومینسنت شناسایی شده‌اند که شامل <chem>CaAl2Si2O8:Eu(2+)</chem>، <chem>Ca2Al2SiO7:Ce(3+)</chem>، <chem>BaSi2O2N2:Eu(2+)</chem>، <chem>Sr3Sn2O7:Sm(3+)</chem>، و <chem>CaZr(PO4)2:Eu(2+)</chem> است.
در یک آزمایش، فسفر تک فازی <chem>Ca 3 Ti 2 O 7: Pr (3 +)</chem> از واکنش در حالت جامد بین سه مادهٔ <chem>CaCO3</chem>، <chem>TiO2</chem>، و <chem>Pr6 O11
</chem> با چندین مرحله حرارت‌دهی و دو مرحله شکل‌دهی با اعمال فشار و حرارت حاصل شد. در ابتدا مخلوط استوکیومتری از مواد خام کاملاً ساییده و در دمای ۹۰۰ درجه سلسیوس به مدت ۴ ساعت در هوا حرارت‌دهی شدند. در مرحله دوم نمونه‌های حرارت‌دهی شده اولیه ساییده شده، در قالب گلوله‌هایی (pellet) فشرده شده و سپس به مدت ۶ ساعت در دمای ۱۴۰۰ درجه سلسیوس حرارت‌دهی شدند. در مرحلهٔ سوم گلوله‌های حرارت داده شده، دوباره ساییده شده، به شکل گلوله فشرده شده، دوباره در دمای ۱۵۵۰ درجهٔ سلسیوس به مدت ۶ ساعت درهوا حرارت دهی شده و نهایتاً برای استفاده بیشتر کوبیده شدند. برای مشخص کردن ویژگی‌های پیزولومینسنس و تریبولومینسنس فسفرهای <chem>Ca 3 Ti 2 O 7: Pr (3 +)</chem> که با محرک‌های مکانیکی مختلف تحریک شده بودند، کامپوزیت‌هایی به شکل استوانه (با قطر ۲۵ میلی‌متر و ارتفاع ۱۵ میلی‌متر) ازمخلوط کردن پودرهایی که سنتز شده بودند با یک رزین ایپوکسی اوپتیکال تهیه شدند. فشار در راستای قطر سیلندر نوسط یک ماشین تست جهانی ساخته شده در آزمایشگاه اعمال شد. اصطکاک نیز توسط یک دستگاه اصطکاک ساخته شده در آزمایشگاه به سطح بالایی استوانه وارد شد. سیگنال‌های پیزولومینسنس و تریبولومینسنس با استفاده از یک سیستم شمارندهٔ فوتون گرفته شدند. قبل از اندازه‌گیری پیزولومینسنس و تریبولومینسنس، نمونه‌ها به مدت یک دقیقه در معرض اشعهٔ UV (طول موج ۳۰۸ نانومتر) و به مدت ۲ دقیقه در تاریکی قرار داده شدند.
با برانگیختگی توسط در معرض اشعه‌ی فرابنفش قرار دادن، ماده‌ی مورد نظر انرژی جذب می‌کند و سپس به <chem>Pr(3+)</chem> منتقل شده، و درنتیجه باعث انتقال الکترونی از آن به Pr-O-Ti IVCT می‌شود. سه راه ممکن و موثر برای این الکترون‌ها وجود دارد که دو روش این است که این الکترون‌ها توسط عیب‌های o[Pr] از طریق انتقال غیرمستقیم CB و اثر مستقیم تانلینگ‌ (tunneling) متناظرا جذب شوند. تحت یک عملیات مکانیکی، یک میدان الکتریکی محلی تولید شده توسط اثر پیزولومینسنس در محل دام‌ها اعمال می‌شد تا الکترون‌های محبوس شده را در یک فرایند تابناکی ماندگار آزاد و انرژی آن‌ها را تخلیه کند، که درنهایت منجر به پیزولومینسنس شود. شایان ذکر است که سرعت تخلیه بار طی محرک‌های مکانیکی به علت وارد آمدن انرژی مکانیکی اضافه بیشتر از سرعت آن در دمای محیط است. درنتیجه پیزولومینسنس در مقایسه با لومینسنس ماندگار با ساطع کردن همان طول موج شدت بیشتری از خود نشان می‌دهد.
نتایج این آزمایش مشخص کردند که با توجه به فروالکتریسیته و لومینسنس ماندگار <chem>Ca3 Ti2 O7: Pr (3 +)</chem> منتج به مشخصهٔ پیزولومینسنس در همان ماده شد که آزمایشات نیز آن را تأیید کرد. <chem>Ca3 Ti2 O7: Pr (3 +)</chem> تک‌فاز از یک واکنش حالت-جامد و از طریق حرارت‌دهی دو مرحله‌ای در دماهای ۱۴۰۰ و ۱۵۵۰ درجهٔ سلسیوس بدست آمد. تحت محرک‌های مکانیکی چندمقیاسی شامل فشرده‌سازی و اصطکاک، <chem>Ca3 Ti2 O7: Pr (3 +)</chem>، نور قرمز روشنی از خود ساطع می‌کند. اندازه‌گیری‌ها و آنالیزهای ترمولومینسنس وجود حفرات انرژی‌ای با شدت ۰٫۶۵ الکترون‌ولت را آشکار می‌کند که منشأ رفتارهای لومینسنس ماندگار و پیزولومینسنس است.
درک شدت اثر پیزولومینسنس مرئی در دمای اتاق و با فشارهای مکانیکی پایین اساساً چالش‌برانگیز است. دراینجا، یک الاستومر پیزولومینسنس که تحت شرایط محیط از خود به‌طور قابل ملاحظه‌ای درخشش تقویت شده‌ای نشان می‌دهد، توصیف شده‌است. این الاستومر از نوع خاصی از میکروذرات در یک ماتریس PDMS تشکیل شده‌است. نقش ساختار معیوب این بود که پارامتر کنترل‌کننده در تابش پیزولومینسنس بود. واکنش آن با هیدروژن طراحی شده بود تا تجمع کنترل شده‌ای از فضاهای خالی گوگرد که الکترون‌های به دام افتاده تولید می‌کرد، القا کند. این کار، رابطهٔ قوی‌ای با کارکرد پیزولومینسنس ZnS:Cu داشت. این تجمع بهینهٔ الکترون برای بیشینه کردن شدت پیزولومینسنس ضروری بود. علت آن نسبت کافی انتقال انرژی الکترون بین ترکیب‌های نو غیرتابشی (NRR) و ترکیب‌های نو دمایی تابشی (TRR) است. الاستومر ساطع‌کنندهٔ نور با محتویات بهینه شده‌ای از ذرات پیزولومینسنس جفت‌سازی را الکترولومینسنس-پیزوالکتریک که تنش واسطهٔ آن بود بیشینه کرد. این عمل امکان مرئی کردن تابش پیزولومینسنس تحت شرایطی با نور محیط را فراهم کرد.
شاکودو (赤銅) یک بورچاق ژاپنی متشکل از طلا و مس (معمولاً 4-10٪ طلا، 96-90٪ مس) است که یکی از "فلزات رنگی آهن است" که میتواند برای ایجاد پتینه به رنگ سیاه یا گاهی نیلی(شبیه لاک) استفاده شود. Shakudō پتینه نشده "از" نظر ظاهری شبیه برنز است . رنگ تیره آن توسط فرآیند "پتینه" مصنوعی که شامل جوشاندن در یک محلول است، از جمله "rokushō،تولید می شود" .
واژه های نام "shaku-dō به" معنای "قرمز" و "مس" هستند اما ترکیب آنها به ماده ای اشاره می کند که با رنگ مسی-برنزی تیره شروع می شود و سپس به سیاه یا تقریباً سیاه تغییر می کند.
کلمه "shakudō" ابتدا در سوابق مربوط به دوره "نارا" ژاپن (710-784 پس از میلاد) ظاهر شده بود، اما واضح نیست که به چه چیزی اشاره می کند (این می تواند شکلی از مس یا شکلی از آنچه اکنون به عنوان مواد شناخته میشود باشد). قطعات واقعی شناخته شده از قرن 12 به بعد وجود دارند. Shakudō از نظر تاریخی برای ساخت یا تزئین شمشیر ژاپنی ("nihonto") مانند تسوبا ، منوکی و کوزوکا، و همچنین سایر زیور آلات کوچک، گیره های درهای کشویی و جعبه های کوچک استفاده می شد.
شاکودو در اواسط قرن نوزدهم به غرب وارد شد.
موادی مانند شاکودو از نظر تاریخی تصور می‌شد که مختص چینی‌ها و ژاپنی‌ها و شاید دیگر مناطق آسیایی است، اما مطالعات اخیر شباهت‌های نزدیکی به برخی از آلیاژهای تزئینی مورد استفاده در مصر ، یونان و روم باستان نشان داده‌اند.
خاستگاه شاکودو به دوره‌ای برمی‌گردد که ژاپن هنوز تکنیک‌ها ساخت و مواد را از کشورهای کره و چین وارد می‌کرد، اما گزارش‌های مربوط به تولید همگی بسیاری بعدتر نوشته شده اند و اطلاعات کمی در مورد تکامل آنها وجود دارد. در دوره میجی، فرآیند تولید اولیه شامل حرارت دادن مس، افزودن طلای مرغوب و مقداری افزودن شیروم، محصول جانبی تولید مس حاوی آهن، آرسنیک و سایر عناصر بود. در دوره ادو، به نظر می رسد که ممکن است در این فرآیند به جای مس از نیگوروم استفاده شده باشد. نیگوروم خود ترکیبی از پیش ساخته شده از مس و شیروم است. سپس آلیاژ به دست آمده قبل از شکل‌دهی، در قالب‌های شمش در آب گرم قرار داده می شود و در دمای حدود 650 درجه سانتی‌گراد دوباره پخته میشود. در شکل سرد، با استفاده از فرآیند (niiro)،سطح فلز تکمیل می شود. فرآیند مدرن تمایل دارد که شیروم را حذف کند، در صورت نیاز مستقیماً با مس و طلا و سایر مواد افزودنی کار می کند.
با توجه به اینکه در آن طلا بکار میرود، شاکودو معمولاً به شکل های کوچک مانند تسوبا تولید می شود. اشیاء تاریخی بزرگتر (مانند گلدانها) که به شاکودو مرتبط می شوند ممکن است به اشتباه برچسب گذاری شوند، به خصوص اگر رنگ آبی-سیاه براق مشهود نباشد. Shakudō بدون پتینه یا پولیش نشده به طور خود به خود در هوا پتینه نمی شود.
صنعتگران مدرن استفاده از شاکودو را به عنوان یک عنصر طراحی، در ساخت جواهرات، ظروف و تکنیک موکوم گن احیا کرده اند .
Shakudō گاهی اوقات به اشتباه به عنوان یک اصطلاح کلی برای خاتم کاری فلزات تزئینی با ریشه ژاپنی به کار می رود. اینها به طور گسترده در غرب به نام داماسین آمیتا شناخته می شوند که از نام یک تولید کننده اقلام صادراتی قرن بیستم نشات گرفته شده است. داماسین آمیتا شامل شاکودو، شیبویچی ، طلا، نقره و برنز برای منبت بود.
در حال حاضر، آلیاژ Shakudo اغلب برای ساخت جواهرات و زیور آلات استفاده می شود. جواهراتی مانند انگشتر، دستبند، سنجاق، دکمه، گردنبند پروانه، گوشواره و آویز از این فلز ساخته شده است.
پیدونگ یانگ شیمیدان، دانشمند و تاجر چینی است. او در حال حاضر استاد دانشگاه کالیفرنیا و عضو آکادمی علوم و هنر آمریکا است. او در دانشگاه کالیفرنیا استاد شیمی و علم مواد است. یانگ به دلیل کارش در سنتز و خصوصیات نانو ساختار شناخته شده‌است. وی نفر اول رنک علم مواد بر اساس رتبه‌بندی Citation impact است. گروه تحقیقاتی او سنتز نانومواد و خواص الکترونیکی و نوری آنها را مطالعه می‌کند. او همچنین رئیس گروه در مرکز مشترک فتوسنتز مصنوعی، دانشمند ارشد دانشکده در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی و معاون مرکز سیستم‌های نانومکانیکی یکپارچه است. او یکی از سردبیران مجله انجمن شیمی آمریکا است.
یانگ در سال ۱۹۷۱ در سوژو چین به دنیا آمد، شهری که به دلیل کانال‌های فراوانش ونیز شرق نامیده می‌شود. یانگ فرزند یک پزشک و یک معلم است.
او در شیمی و ریاضیات عالی بود و در نهایت شیمی را به عنوان گرایش انتخاب کرد و سال ۱۹۸۸ وارد دانشگاه علم و صنعت چین شد و مدرک لیسانس شیمی را در این دانشگاه گرفت.
یانگ در سال دوم کارشناسی به آزمایشگاه کیان که ابررساناهای با دمای بالا را مطالعه می‌کرد، پیوست. یانگ می‌گوید: «من شیفته شیمی مواد حالت جامد این ابررساناهای دما بالا بودم. سال‌ها کار یانگ در آزمایشگاه کیان مسیر برنامه تحقیقاتی در شیمی حالت جامد و مهندسی مواد را تعیین کرد که تا امروز ادامه دارد.
یانگ برای تحصیلات تکمیلی دانشگاه هاروارد را انتخاب کرد، تا حدی به این دلیل که چارلز لیبر، شیمیدانی که مشاور فارغ‌التحصیل یانگ می‌شد، یکی از اعضای هیئت علمی بود. در آن زمان، در سال ۱۹۹۳، لیبر مشغول مطالعه ابررساناهای با دمای بالا بود. بسیاری از دانش‌آموزان لیبر روی باکمینسترفولرن (کره‌های ۶۰ کربنی) و نانولوله‌های کربنی کار می‌کردند که هر دو ساختار از ورقه‌های کربن به ضخامت یک اتم ساخته شده بودند. لیبر و یانگ روش متفاوتی را انتخاب کردند. آنها فکر کردند، اگر اتم‌های کربن بتوانند چنین ساختارهایی را تشکیل دهند، آیا سایر عناصر جدول تناوبی هم می‌تواند این ساختارها را تشکیل دهند؟ آزمایش‌های آنها در پاسخ به این سؤال منجر به توسعه نانوسیم‌های نیمه هادی شد. نانوسیم‌ها معمولاً بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر قطر دارند که ۱۰۰۰ برابر کوچکتر از موی انسان است و در تصاویر میکروسکوپ الکترونی، نانوسیم‌های ساخته شده از مواد مختلف، از جمله سیلیکون، اکسیدها و نیتریدها، به شکل‌های مختلفی شبیه سوزن، تار مو هستند. یانگ دربارهٔ این نانوسیم‌ها می‌گوید: «لحظه‌ای که نیمه‌رسانا را به این رشته تبدیل می‌کنید، خواص شیمیایی و خواص فیزیکی آن‌ها تغییر می‌کند. این چیزی است که ما دنبال آن بودیم.» کاربردهای بالقوه نانوسیم‌های تک کریستالی واقعاً چشمگیر است و در فناوری نانو محاسباتی، مخابرات، سنجش طیف‌سنجی، انرژی‌های تجدیدپذیر، و علوم زیستی کاربرد دارد. این گستردگی کاربرد به‌طور طبیعی نیازمند یک جامعه چند رشته‌ای است که شامل دانشمندان مواد، شیمی‌دانان، مهندسان، فیزیکدانان و میکروبیولوژیست‌ها است.
این زوج در سال ۱۹۹۹ حق اختراع نانومیله‌های اکسید فلزی را دریافت کردند و زمانی که یانگ از هاروارد فارغ‌التحصیل شد و دکتری گرفت، او و لیبر با موفقیت اتصالات بین نانوسیم‌های سیلیکونی و نانولوله‌های کربنی را ایجاد کردند.
یانگ با الهام از خلاقیت و انگیزه لیبر برای دنبال کردن ایده‌های جدید، تصمیم گرفت تحقیقات خود در زمینه نانوسیم را برای دوره فوق دکتری خود متوقف کند و مدتی را در یک زمینه کاملاً نامرتبط بگذراندو به آزمایشگاه گالن استاکی در دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا جایی که استاکی روی خودآرایی مواد متخلخل در محلول کار می‌کرد، پیوست. یانگ در دانشگاه کالیفرنیا با همکار محقق فوق دکتری Zhao، مواد SBA-15 و SBA-16 با سطح بالا را توسعه داد که اکنون به عنوان مواد مزوپور یا ساختارهای سیلیسی با منافذ بین ۲ تا ۵۰ نانومتر طبقه‌بندی می‌شوند. اگرچه دوره فوق دکتری یانگ فقط ۱۶ ماه به طول انجامید، او و همکارانش در این دوران چندین مقاله در مورد مواد جدید منتشر کردند و یانگ دربارهٔ نتایج تحقیقاتی خود در مدت زمان نسبتاً کوتاهی می‌گوید: «تا حدی به این دلیل است که در آن زمان موضوع بسیار هیجان انگیز بود."»
یانگ با تجربه نانوسیم و سوابق انتشار قوی خود، چندین پیشنهاد شغلی دریافت کرد و در نهایت در سال ۱۹۹۹ پیشنهادی از سوی دانشگاه کالیفرنیا، برکلی را پذیرفت. یانگ در سال‌های اولیه‌اش در برکلی، خواص نوری نانوسیم‌ها را بررسی کرد. از آنجایی که ترکیب، طول، قطر و چگالی نانوسیم‌ها بسیار قابل تنظیم هستند، نانوسیم‌ها می‌توانند طیف خیره کننده ای از عملکردهای نوری را انجام دهند. نانوسیم‌ها به عنوان جاذب نور می‌توانند به عنوان آشکارسازهای نوری، حسگرهای شیمیایی و سلول‌های خورشیدی عمل کنند. به عنوان ساطع کننده نور، آنها می‌توانند به عنوان دیودهای ساطع کننده نور، موجبرهای فوتون و لیزر عمل کنند.
گروه یانگ همچنین کاربردهای ترموالکتریک نانوسیم‌ها را بررسی کردند. ژنراتورهای ترموالکتریک به هیچ قطعه متحرکی برای تولید الکتریسیته نیاز ندارند، تنها به اختلاف دمای شدید بین صفحات گرم و سرد، همراه با مواد ترموالکتریک مناسب، نیاز دارند. در مقیاس مناسب، چنین ژنراتورهایی می‌توانند گرمای هدر رفته از بسیاری از فرآیندهای صنعتی را به برق بازیافت کنند.
یانگ بیش از ۲۰۰ مقاله تألیف کرده‌است. یکی از برجسته‌ترین مقالات او، «نانولیزرهای نانوسیم فرابنفش دمای اتاق» در سال ۲۰۰۱ در ساینس منتشر شد. در سال ۲۰۱۰، یانگ به عنوان برترین دانشمند مواد و در بین ۱۰ شیمیدان برتر دهه ۲۰۰۰–۲۰۱۰ توسط تامسون رویترز انتخاب شد. او به عنوان یکی از رهبران مرکز مشترک فتوسنتز مصنوعی، مرکز نوآوری انرژی DOE است که این عنوان در سال ۲۰۱۰ به وی اعطا شد و در این مرکز او فعالیت‌ها برای توسعه موادی که از نور خورشید برای تبدیل آب به سوخت استفاده می‌کنند را هماهنگ می‌کند.
در سال ۲۰۰۹ یانگ و مت اسکالین عضو سابق تیم پروژه ترموالکتریک آلفابت، عرضه ژنراتورهای ترموالکتریک مبتنی بر نانوسیم‌ها را راه اندازی کردند. اسکالین مدیرعامل این شرکت است که در حال حاضر چندین محصول ترموالکتریک در این شرکت به فروش می‌رسد که می‌تواند تا ۲٫۵٪ از برق مورد استفاده را از گرمای اتلافی بازیابی کند. ژنراتورها به جریان اگزوز در کارخانه‌ها، میادین نفتی و سایر فرآیندهای صنعتی متصل می‌شوند و از گرمای خروجی اگزوز برای تولید برق استفاده می‌کنند و مصرف برق و انتشار کربن را کاهش می‌دهند.
یانگ همچنین در حال بازگشت به میهن خود است تا به فرهنگ آموزشی کمک کند که او را به سمت علم کشاند. یانگ با همکاری با مقامات دانشگاهی در چین که اخیراً افتتاح شده‌است، در استخدام و بررسی اعضای هیئت علمی در اولین دانشگاه کاملاً شغلی در چین کمک می‌کند. یانگ می‌گوید هدف، تشویق تحقیقات اولیه و اساسی‌تر در کشوری با هزاران دانشگاه و میلیون‌ها دانشجو است.
او یکی از بنیانگذاران هیئت مشاوره علمی در شرکت نانو مواد Nanosys بود و همچنین بنیانگذار Alphabet Energy بامتیو اسکالین است. او با همسرش می و دخترشان راشل زندگی می‌کند.
جی-دبلیو بیسیک، لهجه‌ای از زبان برنامه‌نویسی بیسیک است که توسط مایکروسافت از بیسیکای آی‌بی‌ام توسعه یافته‌است و از نظر عملکردی مشابه با بیسیکا است و مفسر بیسیک آن یک فایل اجرایی کاملاً مستقل است و نیازی به رام بیسیک موجود در کامپیوتر اصلی IBM ندارد.
فرایند Wegener-Bergeron-Findeisen (پس از آلفرد وگنر، تور برگرون و والتر فایندایزن)، (یا "فرایند باران سرد") فرآیندی برای رشد کریستال یخ است که در ابرهای مخلوط (حاوی مخلوطی از آب و یخ فوق سرد شده) رخ می‌دهد. در مناطقی که فشار بخار محیط بین فشار بخار اشباع روی آب و فشار بخار اشباع پایین روی یخ قرار می‌گیرد. این یک محیط غیر اشباع برای آب است اما یک محیط فوق اشباع برای یخ است که منجر به تبخیر سریع آب و رشد سریع کریستال یخ از طریق رسوب بخار می‌شود. اگر چگالی یخ در مقایسه با آب کم باشد، کریستال‌های یخ می‌توانند آنقدر بزرگ شوند که از ابر بیوفتند و اگر دمای سطح پایین به اندازه کافی گرم باشد، تبدیل به قطرات آب می‌شود.
فرآیند برگرون، درصورت وقوع، در تولید ذرات بزرگ بسیار کارآمدتر از رشد قطرات بزرگتر به قیمت ذرات کوچکتر است، زیرا تفاوت فشار بین آب و یخ بزرگتر از افزایش فشار است. بیش از قطرات کوچک (برای قطرات به اندازه کافی بزرگ که به‌طور قابل توجهی به جرم کل کمک کند). برای سایر فرآیندهای مؤثر بر اندازه ذرات، باران و فیزیک ابر را ببینید.
رشد اصلی یخ از طریق رسوب بخار بر روی بلورهای یخ به قیمت آب برای اولین بار توسط دانشمند آلمانی آلفرد وگنر در سال ۱۹۱۱ هنگام مطالعه تشکیل یخبندان ارائه شد. وگنر این نظریه را مطرح کرد که اگر این فرآیند در ابرها اتفاق بیفتد و کریستال‌ها به اندازه‌ای بزرگ شوند که از بین بروند، می‌تواند یک مکانیسم بارش قابل دوام باشد. در حالی که کار او با رشد کریستال یخ توجه زیادی را به خود جلب کرد، برای این که کاربرد آن در بارش شناخته شود ۱۰ سال دیگر طول می‌کشد.
در زمستان ۱۹۲۲، چیزی توجه تور برگرون را هنگام قدم زدن در جنگل جلب کرد. او متوجه شد که در روزهایی که دما زیر صفر است، عرشه استراتوس که معمولاً دامنه تپه را پوشانده، به جای امتداد روی زمین مانند روزهایی که درجه حرارت بالای صفر است، دربالای سایبان متوقف می‌شود. برگرون که با کار قبلی وگنر آشنا بود، این نظریه را مطرح کرد که کریستال‌های یخ روی شاخه‌های درخت بخار را از ابر لایه لایه فوق سرد خارج کرده و از رسیدن آن به زمین جلوگیری می‌کنند.
برگرون برای شرکت در نشست اتحادیه بین‌المللی ژئودزی و ژئوفیزیک در لیسبون، پرتغال در سال ۱۹۹۳ انتخاب شد و در آنجا نظریه کریستال یخ خود را ارائه داد. او در مقاله خود بیان کرد که اگر مقدار کریستال یخ در مقایسه با قطرات آب به‌طور قابل توجهی کم باشد، بلورهای یخ می‌توانند آنقدر بزرگ شوند که از بین بروند (فرضیه اصلی وگنر). برگرون این نظریه را مطرح کرد که دلیل تمام باران‌ها، حتی در آب و هوای گرمسیری می‌تواند این فرایند باشد. بیانیه ای که باعث اختلاف کمی بین دانشمندان مناطق گرمسیری و عرض جغرافیایی متوسط شد. در اواخر دهه ۱۹۳۰، والتر فاندایزن هواشناس آلمانی کار برگرون را از طریق کار تئوری و تجربی گسترش داد و اصلاح کرد.
این شرط که تعداد قطرات آب باید بسیار بیشتر از تعداد کریستال‌های یخ باشد، به کسری از هسته‌های تراکم ابر بستگی دارد که بعداً (بالاتر در ابر) به عنوان هسته یخ عمل می‌کنند. متناوباً، یک جریان رو به بالا آدیاباتیک باید به اندازه کافی سریع باشد به طوری که فوق اشباع بالا باعث هسته شدن خودبخودی قطرات بسیار بیشتری نسبت به هسته‌های متراکم ابری شود. همچنین، این اتفاق باید در فاصله کمی نسبت به نقطه انجماد رخ دهد، زیرا این امر باعث ایجاد هسته مستقیم یخ می‌شود. رشد قطرات از رسیدن سریع دما به نقطه هسته شدن سریع بلورهای یخ جلوگیری می‌کند.
فوق اشباع بزرگتر نسبت به یخ، پس از به وجود آمدن، باعث رشد سریع آن می‌شود و در نتیجه آب را از فاز بخار خارج می‌کند. اگر فشار بخار formula_1 نسبت به آب مایع کمتر از فشار اشباع formula_2 شود، رشد قطرات متوقف می‌شود. این ممکن است رخ ندهد اگر formula_2 بسته به شیب منحنی اشباع، میزان لغزش، و سرعت جریان صعودی باشد، یا اگر افت formula_1 کند باشد، بسته به تعداد و اندازه بلورهای یخ باشد. اگر جریان به سمت بالا خیلی سریع باشد، تمام قطرات در نهایت به جای تبخیرشدن منجمد می‌شوند.
محدودیت مشابهی در یک حالت نزولی وجود دارد. آب تبخیر می‌شود و باعث افزایش فشار بخار می‌شود و formula_1 افزایش می‌یابد، اما اگر فشار اشباع نسبت به یخ formula_6 در جریان رو به پایین خیلی سریع بالا برود، تمام یخ‌ها قبل از تشکیل کریستال‌های یخ بزرگ ذوب می‌شوند.
کورولف و مازین رابطه ای را برای سرعت جریان بالا و پایین به دست آوردند:
که در آن "η" و "χ" ضریب‌های وابسته به دما و فشار هستند، formula_9 و formula_10 مقدار چگالی ذرات یخ و مایع (به ترتیب) و formula_11 و formula_12 شعاع متوسط ذرات یخ و مایع (به ترتیب) هستند.
برای مقادیر formula_13 عادی ابرها، formula_14 از چند سانتی‌متر بر ثانیه تا چند متر بر ثانیه متغیر است. این سرعت‌ها را می‌توان به راحتی توسط همرفت، موج‌ها یا تلاطم تولید کرد، که نشان می‌دهد رشد همزمان آب و یخ عادی است. در مقایسه، برای مقادیر عادی از formula_15 ، سرعت‌های نزولی بیش از چند formula_16 برای جمع شدن همزمان مایع و یخ لازم است. این سرعت‌ها در جریان‌های رو به پایین همرفتی رایج هستند، اما برای ابرهای چینه عادی نیستند.
رایج‌ترین راه برای تشکیل یک کریستال یخ با هسته یخ در ابر شروع می‌شود. بلورهای یخ می‌توانند از رسوب ناهمگن، تماس، غوطه ور شدن یا انجماد پس از تراکم تشکیل شوند. در رسوب دهی ناهمگن، هسته یخ به سادگی با آب پوشانده می‌شود. برای تماس، هسته‌های یخ با قطره‌های آب که در اثر برخورد منجمد می‌شوند، برخورد می‌کنند. در انجماد غوطه ور، تمام هسته یخ در آب مایع پوشانده می‌شود.Ice Nucleation in Mixed-Phase Clouds Thomas F. Whale University of Leeds, Leeds, United Kingdom,CHAPTER 2,1.1 Modes of Heterogeneous Ice Nucleation
بسته به نوع هسته یخ موجود، آب در دماهای مختلف یخ می‌زند. هسته‌های یخ باعث انجماد خود به خود آب در دماهای بالاتر می‌شوند. برای اینکه آب خالص به‌طور خود به خود یخ بزند، که به آن هسته همگن می‌گویند، دمای ابر باید باشد. در اینجا چند نمونه از هسته‌های یخ آورده شده‌است:
درحالی که کریستال‌های یخ رشد می‌کنند، می‌توانند به یکدیگر برخورد کنند و خرد شوند و شکسته شوند و در نتیجه کریستال‌های یخ زیادی به وجود بیایند. اشکال زیادی از کریستال‌های یخ برای برخورد با یکدیگر وجود دارد. این شکل‌ها شامل شش ضلعی، مکعب، ستون و دندریت است. فیزیکدان‌ها و شیمیدان‌ها اتمسفر از این فرآیند به عنوان «افزایش یخ» یاد می‌کنند.Microphysics of clouds and precipitation. Pruppacher, Hans R. , Klett, James, 1965
تجمع به فرایند جسبیدن کریستال‌های یخ گفته می‌شود. این زمانی اتفاق می‌افتد که کریستال‌های یخ در دمای و بالاتر، به دلیل پوششی از آب که کریستال را احاطه کرده‌است. اندازه‌ها و شکل‌های مختلف کریستال‌های یخ با سرعت‌های انتهایی متفاوتی می‌افتند و معمولاً با هم برخورد می‌کنند و به یکدیگر می‌چسبند.
هنگامی که یک کریستال یخ با قطرات آب فوق سرد برخورد می‌کند به آن تجمع (یا حاشیه) می‌گویند. قطرات در اثر برخورد منجمد می‌شوند و می‌توانند باهم گروپل تشکیل دهند. اگر گراوپل تشکیل شده توسط باد مجدداً به ابر وارد شود، ممکن است به بزرگتر و متراکم شدن آن ادامه دهد و در نهایت تگرگ تشکیل دهند.Microphysics of clouds and precipitation. Pruppacher, Hans R. , Klett, James, 1965
در نهایت این کریستال یخ به اندازه ای بزرگ می‌شود که باعث سقوط آن می‌شود. حتی ممکن است با دیگر کریستال‌های یخ برخورد کند و از طریق ادغام برخورد، تجمع یا برافزایش همچنان بزرگتر شود.
فرآیند برگرون اغلب باعث بارش می‌شود. همان‌طور که کریستال‌ها رشد می‌کنند و سقوط می‌کنند، از پایه ابر عبور می‌کنند که ممکن است بالای نقطه انجماد باشد. این باعث می‌شود که کریستال‌ها ذوب شوند و به صورت باران ببارند. همچنین ممکن است لایه‌ای از هوا با دمای کمتر از نقطه انجماد یخ زیر پایه ابر وجود داشته باشد که باعث می‌شود بارندگی دوباره به شکل گلوله‌های یخ منجمد شود. به‌طور مشابه، لایه هوا با دمای کمتر از نقطه انجماد ممکن است در سطح زمین باشد، که باعث می‌شود بارش به صورت باران یخ‌زده ببارد. این فرآیند همچنین ممکن است منجر به عدم بارش شود، در صورت تشکیل ویرجا، قبل از رسیدن به زمین باعث تبخیر می‌شود.
سر ژان د کاروژ چهارم () شوالیهٔ فرانسوی بود که در ایالتی در نورماندی به‌عنوان واسال کنت پیر الانسون حکومت می‌کرد. وی همچنین تحت رهبری دریاسالار ژان د وین در چندین لشکرکشی علیه پادشاهی انگلستان و نیروهای امپراتوری عثمانی خدمت کرد. ژان بخاطر جنگیدن در یکی از آخرین محاکمه توسط مبارزه — که مجوز آن از سوی پادشاه فرانسه و پارلمان پاریس صادر شده بود — در فرانسه قرون وسطی به شهرت رسید. مجوز این مبارزه در سال ۱۳۸۶ با متهم‌کردن ژاک ل گریس به تجاوز به مارگارت دی تیبوویل توسط کاروژ صادر شد. این مبارزه با حضور پادشاه فرانسه، شارل ششم و خانواده‌اش و بسیاری از نجبا و اشراف بالا رتبه برگزار شد. علاوه بر اشراف هزاران نفر از مردم پاریس نیز برای مشاهده این مبارزه شرکت کردند که بعدها مورخانی همچون ژان فروآسار و ژان ژوونال دزورسن در آثار خود بدین حادثه پرداخته‌اند.
ژان د کاروژ در منابع تاریخی مردی تند و مزاجی توصیف شده‌است، با این حال وی به عنوان جنگجویی شجاع و سرسخت نیز شناخته می‌شود که پس از ۴۰ خدمت نظامی در نورماندی، اسکاتلند و مجارستان در نبرد نیکوپولیس کشته شد. وی همچنین در مسائل سیاسی دربار فرانسه نقش فعالی داشت؛ ابتدا در کاخ پیر الانسون در ارژانتان و سپس در دربار سلطنتی در پاریس به عنوان شوالیه‌ای افتخاری و محافظ سلطنتی. ژان کاروژ در طول زندگی خود به‌کرّات درگیر اختلافات حقوقی و مالی شد که خشم معاصرانش را برانگیخت. با این حال شاید حقیقت حوادثی او را به محاکمه توسط مبارزه در پاریس سوق داد مشخص نباشند اما پس از ۶۰۰ سال هنوز مورخان در حال بررسی این افسانه هستند.
رویال کنین () یک تولیدکنندهٔ فرانسوی غذای سگ و گربه است. این شرکت که یکی از زیرمجموعه‌های مارس اینکورپوریتد است، تحقیقاتی را نیز در زمینهٔ فرمول‌بندی و آزمایش نژاد و نیازهای تغذیه‌ای خاص سگ‌ها و گربه‌ها انجام می‌دهد.
ژان کاتاری، جراح دامپزشک فرانسوی، پس از آن که با تغذیهٔ حیوانات خانگی با رژیم غذایی مبتنی بر غلات، که آن را در گاراژ خانهٔ خود تهیه کرده بود، موفق به درمان درمان تعدادی از بیماری‌های پوستی آن‌ها شد، این شرکت را تأسیس کرد. پس از وارد کردن یک اکسترودر از ایالات متحدهٔ آمریکا، این شرکت به اولین شرکتی تبدیل شد که در فرانسه اقدام به تولید غذای خشک حیوانات خانگی می‌کرد. تولید این شرکت، که هدف اصلی آن پرورش‌دهندگان بودند، به‌طور پیوسته افزایش یافت و محصولات نیز به‌طور گسترده‌تری در بازار اروپا عرضه شدند. رویال کنین در سال ۱۹۷۲ به گروه گایومارک فروخته شد و پیش از آن که در سال ۱۹۹۰ توسط بانک پاریبا خریداری شود، یک دورهٔ دیگر از گسترش فعالیت، به‌خصوص در زمینهٔ تحقیق و توسعه را پشت سر گذاشت. سهام این شرکت در بورس اوراق بهادار فرانسه عرضه شد، اما بعد از فروخته‌شدن آن به مارس اینکورپوریتد در سال ۲۰۰۱، از این بورس حذف شد.
این شرکت در سال ۱۹۶۸ توسط ژان کاتاری، جراح دامپزشک فرانسوی تأسیس شد. او صاحب یک مطب دامپزشکی در روستایی در منطقهٔ گار فرانسه بود و نگران بود که حیوانات خانگی بسیاری از مردم با مشکلات سلامتی مختلف، به‌ویژه مشکلات پوستی مواجه شوند. کاتاری که متقاعد شده‌بود علت این مشکلات مرتبط با رژیم غذایی است، دستورالعملی بر پایهٔ غلات ابداع کرد و آن را در فری در گاراژ خود تهیه کرد.
این رژیم با موفقیت مشکلاتی که حیوانات خانگی با آنها روبرو بودند را کاهش داد، و از همین رو کاتاری در سال ۱۹۶۸ این غذا را با علامت تجاری «رویال کنین» به ثبت رساند. او مطب دامپزشکی خود را تعطیل کرد تا بر تولید و توزیع این خوراک تمرکز کند. به‌واسطهٔ وارد کردن یک اکسترودر از ایالات متحدهٔ آمریکا، شرکت رویال کنین به نخستین تولیدکنندهٔ غذای خشک حیوانات خانگی در فرانسه و نخستین شرکت اروپایی که از اکسترودر استفاده می‌کرد، تبدیل شد. بازار هدف در درجهٔ اول شامل پرورش‌دهندگان و انجمن‌های ژرمن شپرد بود؛ رویال کنین، برای تبلیغ محصول خود، به تبلیغات تلویزیونی روی آورد؛ روشی که توسط رقبای رویال کنین مورد استفاده قرار نگرفته‌بود.
حجم تولید شرکت به‌طور پیوسته رو به افزایش گذاشت و در سال ۱۹۷۰، این شرکت با نام «رویال کنین اس. ای» ثبت شد. یک کارخانهٔ بزرگ‌تر نیز در ایمارگوئس راه‌اندازی شد و توزیع در سراسر اروپا آغاز شد. چهل نفر به‌عنوان کارکنان شرکت برای تولید سالانهٔ پنج هزار و پانصد تن خوراک حیوانات خانگی به استخدام شرکت درآمدند. یک شرکت تابعه به نام رویال کنین ایبریکا نیز در اسپانیا تأسیس شد. کاتاری در مارس ۱۹۷۲ شرکت را به گروه گایومارک فروخت، گایومارک یک تجارت بسیار بزرگ‌تر و خانوادگی در زمینهٔ خوراک حیوانات بود که توسط ژان گایومارک در سال ۱۹۵۴ پایه‌گذاری شده‌بود و در تولید خوراک دام تخصص داشت.
در دوره‌ای که رویال کنین تحت مالکیت گایومارک قرار داشت، این شرکت شاهد گسترش قابل توجه، به‌ویژه در زمینهٔ تحقیق و توسعه بود. در طول سال ۱۹۷۳، یک مرکز تحقیقاتی اختصاصی در سن-نولف، بریتانی، افتتاح شد. طی ده سال منتهی به سال ۱۹۸۲، شرکت‌های تابعهٔ دیگری نیز در سایر کشورهای اروپایی راه‌اندازی شدند. این کشورها شامل ایتالیا، سوئد، بلژیک، اسپانیا، آلمان و دانمارک می‌شدند. کارخانهٔ دیگری نیز در شمال فرانسه برای پشتیبانی از فروش در کشورهای شمال اروپا تأسیس شد.
گروه شرکت‌های گایومارک در سال ۱۹۹۰ توسط بانک پاریبا خریداری شد. رویال کنین در سال ۱۹۹۳ شاهد از دست دادن ارزش سهام خود بود؛ در سال بعد، گروه گایومارک به چهار کسب‌وکار جداگانه تقسیم شد که نام رویال کانین بر روی یکی از آنها باقی ماند. بانک پاریبا تصمیم به فروش رویال کنین گرفت، اما رئیس بانک موفق شد بانک را قانع کند تا به‌جای فروش این شرکت، آن را در بورس اوراق بهادار پاریس فهرست کند؛ چیزی که در نهایت در سال ۱۹۹۷ به اتفاق افتاد. چهل و سه درصد از سهام شرکت در بازار سهام عرضه شد و باعث شد تا ارزش شرکت چهار و نیم میلیارد فرانک افزایش یابد. درآمد اضافی جمع‌آوری‌شده، بودجهٔ کافی را برای خریداری شرکت غذای حیوانات خانگی کراون در سال ۱۹۹۹، و نشان تجاری جیمز وبلیلاود در سال ۲۰۰۰ را فراهم کرد.
بانک پاریبا در ژوئیهٔ ۲۰۰۱ سهم خود از این شرکت را به قیمت بیش از یک و نیم میلیارد یورو به مارس اینکورپوریتد فروخت. عمدهٔ این مبلغ، که تقریباً برابر با نود و سه درصد بود، بابت «حسن تفاهم» پرداخت شد. کمیسیون اروپا تنها در صورتی با تصاحب شرکت توسط مارس موافقت کرد که رویال کنین برخی از دارایی‌های خود را به آگرولیمن، که یک شرکت اسپانیایی بود، واگذار کند. رویال کنین پس از تصاحب توسط مارس از فهرست بورس اوراق بهادار خارج شد.
در مارس ۲۰۰۴، رویال کنین نشان‌های تجاری غذایی آی‌وی‌دی، مدی-کال و تکنی-کال، که برندهای درجه-دامپزشکی در ایالات متحده و کانادا بودند را از شرکت مواد غذایی دل مونته به مبلغ ۸۲٫۵ میلیون دلار خریداری کرد.
این شرکت یکی از برندهای متعددی بود که تحت تأثیر فراخوان‌های غذای حیوانات خانگی در سال ۲۰۰۷ قرار گرفت. تا ۳۰ آوریل ۲۰۱۲، سازمان غذا و داروی ایالات متحده هیچ فراخوان دیگری در کلاس‌های ۱، ۲ یا ۳ از سوی رویال کنین را گزارش نکرده بود.
تا سال ۲۰۰۸، ۸۰ درصد از درآمد یک و نیم میلیارد یورویی رویال کنین از فروش در خارج از فرانسه به‌دست آمده‌بود. تعداد کارکنان این شرکت در سراسر جهان تا آن زمان در حدود چهار هزار و پانصد نفر بود.
رویال کنین خوراک‌های خود را بر پایهٔ تحقیقات علمی تولید می‌کند و نخستین مرکز تحقیقاتی خود را در سال ۱۹۷۳ در سن-نولف راه‌اندازی کرد. این شرکت در اواخر دههٔ ۱۹۸۰ یک مرکز تحقیقاتی دیگر را در میزوری تأسیس کرد و مرکز پژوهشی دیگری نیز در برزیل راه‌اندازی شد. محصولات رویال کنین بر روی یک «گروه تمرکز» متشکل از ۸۰ گربه و ۲۵۰ سگ آزمایش می‌شوند. دانیل کلوش، یکی از دانشمندانی بود که در ابتدا در مرکز تحقیقاتی این شرکت در فرانسه کار می‌کرد و به عنوان «یکی از پیشگامان پژوهش پیرامون اختلال‌ها و بیماری‌های مرتبط با استخوان در میان سگ‌ها» شناخته می‌شود. تحقیقات نشان داده‌است که مشکلات استخوانی در سگ‌های بزرگ می‌تواند با رژیم غذایی مرتبط باشد؛ بنابراین ترکیبات مختلفی برای رفع این مشکل توسعه داده‌شدند. در سال ۱۹۸۰، رویال کنین خوراک جدیدی به نام ای‌جی‌آر را به‌طور خاص برای توله سگ‌هایی که در دستهٔ نژادهای بزرگ قرار می‌گرفتند، عرضه کرد. در آن زمان، این شرکت توجه خود را به سمت تولید غذاهای مخصوص گربه برای مطابقت با نیازهای غذایی خاص نیز معطوف کرد.
هانری لاگارد در طول دههٔ ۱۹۹۰ رئیس هیئت مدیرهٔ این شرکت بود و هدایت روند اجرای سه سیاست اصلی آن را بر عهده داشت. در ابتدا، فیزیولوژی و بیولوژی حیوانات خانگی باید مورد مطالعه قرار می‌گرفت تا سطح دانش شرکت افزایش یابد. در مرحلهٔ دوم، همهٔ محصولات باید با هدف برطرف‌کردن نیازهای خاصی عرضه می‌شدند. بخش تحقیق و توسعه دارای یک دستورالعمل اجباری بود که در آن آمده بود: «هیچ دامپزشک یا دانشگاهی نباید قادر به رد هیچ‌یک از استدلال‌های تغذیه‌ای رویال کنین باشد»؛ دستورالعملی که سیاست دوم شرکت را تأیید می‌کرد. و در نهایت، با حیوانات و نیازهای تغذیه‌ای آنها به جای برخوردی انسان‌وار، باید با «دانش و احترام» رفتار شود. عبارت «دانش و احترام» در آن زمان به‌عنوان شعار شرکت انتخاب شد.
رویال کنین، با کمک دانشگاهیان، دانشنامه‌هایی دربارهٔ نژادهای سگ و گربه نیز تولید می‌کند که به پانزده زبان نیز ترجمه شده‌اند. همچنین کتاب‌هایی در زمینهٔ اصلاح نژاد و تغذیه و نشریه‌هایی با تمرکز بر پرورش‌دهندگان و جراحان دامپزشکی نیز از سوی این شرکت عرضه می‌شوند. رویال کنین همچنین فصلنامه‌ای علمی با عنوان "فوکوس" را منتشر کرده‌است که به یازده زبان مختلف، به دست بیش از هفتاد هزار دامپزشک در سراسر جهان رسیده‌است. "فوکوس" اکنون با نام مجلهٔ "فوکوس دامپزشکی" شناخته می‌شود. علاوه بر این، هزار و چهارصد و پنجاه مقالهٔ دامپزشکی نیز برای مرکز تغذیهٔ حیوانات خانگی والتهام توسط رویال کنین تولید شده‌است.
در سال ۱۹۹۴، لاگارد به این نتیجه رسید که این شرکت باید با «متخصصان» سروکار داشته‌باشد. او اصرار داشت که واژهٔ «سنتی» هرگز نباید به‌کار رود و بنابراین، این کلمه از تمام اسناد و پرونده‌های رایانه‌ای حذف شد و در عوض با واژهٔ «متخصص» جایگزین شد.