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二维MXenes材料在柔性光电探测器中的应用展望

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无机材料学报 2024年第2期39卷 186-194页

作者：李腊沈国震北京理工大学集成电路与电子学院北京100081 北京理工大学柔性电子器件与智造研究所北京102488

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也... 详细信息

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)自2011年被首次报道以来,凭借其特殊的二维层状结构、优异的导电性和电化学性能在能源、催化、传感、电磁屏蔽和微波吸收等领域吸引了极大关注。近几年,随着对该材料认识的不断加深,其在光电领域的研究也不断深入。与其它领域不同,光电器件聚焦于延伸MXenes材料半导体性质,通过设计表面官能团、精准控制层数等来打开材料带隙,从而使其从金属性质转变为半导体性质。本文主要围绕MXenes材料的光电性质,介绍其在柔性光电子器件中的应用,系统阐述MXenes材料在透明电子器件、光电探测器、图像传感器、光电晶体管、人工神经视觉网络系统的应用前沿现状与趋势,并展望了MXenes基柔性光电器件面临的挑战以及未来发展前景。

关键词： MXene 柔性电子透明电子光电探测器带隙调控专题评述

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皋陶与《皋陶谟》考论

历史研究 2024年第5期 173-187页

作者：张怀通河北师范大学历史文化学院

清华简自2010年刊布以来,已经确定有十多篇是"书"类文献,为了解先秦时代"尚书"样貌、考察相关史实提供了帮助。在此基础上,随着材料逐渐丰富、研究不断深入,一些深层次的问题被提出,例如:清华简"书"篇与《尚书》《逸周书》篇章之间有怎... 详细信息

清华简自2010年刊布以来,已经确定有十多篇是"书"类文献,为了解先秦时代"尚书"样貌、考察相关史实提供了帮助。在此基础上,随着材料逐渐丰富、研究不断深入,一些深层次的问题被提出,例如:清华简"书"篇与《尚书》《逸周书》篇章之间有怎样的内在关系?这些篇章所载史实在何种程度上能够相互印证?这些史实以什么途径流传于世?后人对于记载史实的材料如何编纂,并使之成为经典?

关键词：《逸周书》清华简《尚书》相互印证《皋陶谟》先秦时代内在关系史实

2022年四川泸定M_(s)6.8地震同震变形及地震活动性变化数值模拟研究

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中国科学：地球科学 2024年第8期54卷 2546-2560页

作者：孟秋王子韬张怀中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国地震局地震预测研究所北京100036 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408

鲜水河断裂带作为川滇菱形块体与巴颜喀拉块体的分界断裂带,平均左旋走滑运动速率约为10~15mm/a,是世界上地震活动性最强和构造运动最为活跃的大型走滑断裂带之一.2022年9月5日,鲜水河断裂带磨西段发生泸定M_(s)6.8地震,烈度最高可达IX... 详细信息

鲜水河断裂带作为川滇菱形块体与巴颜喀拉块体的分界断裂带,平均左旋走滑运动速率约为10~15mm/a,是世界上地震活动性最强和构造运动最为活跃的大型走滑断裂带之一.2022年9月5日,鲜水河断裂带磨西段发生泸定M_(s)6.8地震,烈度最高可达IX度,造成大量的人员伤亡与严重的财产损失.本次地震打破了鲜水河断裂带持续40多年的强震平静期,造成磨西段附近区域大量的余震活动.在本次地震发生后,鲜水河断裂带和区域强震活动性将会发生怎样的改变?泸定地震后区域地震活动性变化与鲜水河断裂带未来强震发生可能性正是本次研究的重点内容.文章通过有限元数值模拟方法,对发震断层及附近区域地震孕育环境进行了模拟,同时根据泸定地震同震形变特征,利用分裂节点法构建真实地震同震位错模型,计算本次地震主震对周围区域应力/应变场的影响,得到区域内主要断裂带库仑应力变化分布特征,结合观测地震资料分析邻近断层地震活动性.研究结果表明,鲜水河断裂带磨西段区域构造运动以东南向为主,应力场整体呈现近南北向的拉张和近东西向的挤压状态.泸定地震震中应力场变化量达1MPa以上,同震形变场最大位移集中分布于磨西镇和团结村地区,区域内断裂带库仑应力下降最大.然而,本次地震震中位置及周围区域G-R(震级-频度)关系的b值存在降低-降低-升高的异常现象,区域应力可能未完全释放.地震导致鲜水河断裂带其他段、安宁河断裂带和大凉山断裂带库仑应力增加,而龙门山断裂带和小金河断裂带库仑应力减少,同时触发了附近区域一系列正断型中强震活动.此外,距离泸定震中约20km的大岗山水电站受到NWW-SEE向约5.3MPa的拉张应力影响.而距离震中约225km的溪洛渡水电站受本次地震影响较小,水库附近地震活动性变化不大.本文通过数值模拟方法对泸定M_(s)6.8地震附近区域震后地震活动性进行了分析预测,可为防震减灾工作提供一定的科学依据.

关键词：泸定地震地震活动性库仑应力变化有限元数值模拟

2023年8月6日山东德州平原M 5.5地震同震变形及地震活动性变化数值模拟

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地质学报 2024年第7期98卷 2101-2109页

作者：孟秋王子韬张怀中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室北京100049 中国地震局地震预测研究所北京100036 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站中国科学院大学北京101408

2023年8月6日,山东省德州市平原县发生M 5.5地震,造成了严重的经济损失,打破了山东省近40年未发生M≥5.0地震的平静期。平原地震震中区域人口稠密,经济发展迅速,其引起的区域地震活动性变化与未来强震发生的可能性是社会关注的热点。本... 详细信息

2023年8月6日,山东省德州市平原县发生M 5.5地震,造成了严重的经济损失,打破了山东省近40年未发生M≥5.0地震的平静期。平原地震震中区域人口稠密,经济发展迅速,其引起的区域地震活动性变化与未来强震发生的可能性是社会关注的热点。本文通过有限元数值模拟方法,建立三维模型研究震中孕震环境及其邻区同震形变应力场,利用假定破裂模型模拟地震同震位错,根据库仑应力变化理论探究周围区域地震活动性变化。结果表明,本次地震主要形变集中于发震断层10 km范围内,震中位置库仑应力下降超过500 kPa,未来短期内强震发生概率不大。平原地震对附近地震活动性造成了一定影响,可能促进了北部走滑型中小震活动,抑制了西侧正断型地震的发生。对于华北平原及邻近断层地震活动性变化仍需要更长时间地震数据和更深入的研究工作。

关键词：平原地震地震活动性库仑应力变化有限元数值模拟

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2022年四川泸定M6.8地震同震变形及地震活动性变化数值模拟研究

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中国科学:地球科学 2024年

作者：孟秋王子韬张怀中国科学院大学地球与行星科学学院中国科学院计算地球动力学重点实验室中国地震局地震预测研究所南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站

鲜水河断裂带作为川滇菱形块体与巴颜喀拉块体的分界断裂带,平均左旋走滑运动速率约为10～15mm/a,是世界上地震活动性最强和构造运动最为活跃的大型走滑断裂带之一. 2022年9月5日,鲜水河断裂带磨西段发生泸定Ms6.8地震,烈度最高可达IX度... 详细信息

鲜水河断裂带作为川滇菱形块体与巴颜喀拉块体的分界断裂带,平均左旋走滑运动速率约为10～15mm/a,是世界上地震活动性最强和构造运动最为活跃的大型走滑断裂带之一. 2022年9月5日,鲜水河断裂带磨西段发生泸定Ms6.8地震,烈度最高可达IX度,造成大量的人员伤亡与严重的财产损失.本次地震打破了鲜水河断裂带持续40多年的强震平静期,造成磨西段附近区域大量的余震活动.在本次地震发生后,鲜水河断裂带和区域强震活动性将会发生怎样的改变?泸定地震后区域地震活动性变化与鲜水河断裂带未来强震发生可能性正是本次研究的重点内容.文章通过有限元数值模拟方法,对发震断层及附近区域地震孕育环境进行了模拟,同时根据泸定地震同震形变特征,利用分裂节点法构建真实地震同震位错模型,计算本次地震主震对周围区域应力/应变场的影响,得到区域内主要断裂带库仑应力变化分布特征,结合观测地震资料分析邻近断层地震活动性.研究结果表明,鲜水河断裂带磨西段区域构造运动以东南向为主,应力场整体呈现近南北向的拉张和近东西向的挤压状态.泸定地震震中应力场变化量达1MPa以上,同震形变场最大位移集中分布于磨西镇和团结村地区,区域内断裂带库仑应力下降最大.然而,本次地震震中位置及周围区域G-R（震级-频度）关系的b值存在降低-降低-升高的异常现象,区域应力可能未完全释放.地震导致鲜水河断裂带其他段、安宁河断裂带和大凉山断裂带库仑应力增加,而龙门山断裂带和小金河断裂带库仑应力减少,同时触发了附近区域一系列正断型中强震活动.此外,距离泸定震中约20km的大岗山水电站受到NWW-SEE向约5.3MPa的拉张应力影响.而距离震中约225km的溪洛渡水电站受本次地震影响较小,水库附近地震活动性变化不大.本文通过数值模拟方法对泸定Ms6.8地震附近区域震后地震活动性进行了分析预测,可为防震减灾工作提供一定的科学依据.

关键词：泸定地震地震活动性库仑应力变化有限元数值模拟

基于卷积滤波的谱元法在长时程波场模拟中的应用

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基于计算机模拟模型的林木冠层太阳短波辐射定量分析方法

地球物理学报 2024年第5期67卷 1832-1838页

作者：任骏声张怀周元泽张振石耀霖中国科学院大学计算地球动力学重点实验室北京 100049

地震波波场数值模拟是深入认识复杂地下介质的重要手段.谱元法兼顾了有限元方法的传统优势,并提高了数值精度和稳定性,已成为目前地震波波场数值模拟中最常用的方法之一.随着超大规模并行计算的普及和发展,高分辨模拟所需的网格尺寸越... 详细信息

地震波波场数值模拟是深入认识复杂地下介质的重要手段.谱元法兼顾了有限元方法的传统优势,并提高了数值精度和稳定性,已成为目前地震波波场数值模拟中最常用的方法之一.随着超大规模并行计算的普及和发展,高分辨模拟所需的网格尺寸越来越小,网格规模越来越大,导致长时程模拟的大步长需求越来越高,成为倍受关注的研究热点.区别于传统的保结构算法,本文采用时间频散变换对时间离散引起的误差进行补偿,并引入空间滤波用于打破CFL(Courant-Friedrichs-Lewy)条件对时间采样间隔的限制.为了克服谱元法中因为非均匀空间采样点引起的滤波频谱计算难题,本文采用空间卷积滤波替换传统频率域滤波,有效的降低了算法的计算需求.该滤波方法也适用于复杂起伏模型的波场模拟.将本文方法用于保结构算法,并针对四阶辛Nyström方法进行了测试,显著增大了四阶辛Nyström方法的时间采样步长.新方法可以有效的用于地球自由振荡的模拟以及其他需要长时程数值模拟的工作中.

关键词：长时程波场模拟卷积滤波谱元法 CFL条件数值稳定性

来源：博看期刊评论

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林业科学 2024年第4期60卷 16-30页

作者：张宇张怀清安锋蒋玲云挺南京林业大学信息科学技术学院南京210037 中国林业科学研究院资源信息研究所北京100091 中国热带农业科学院橡胶研究所儋州571737 南京林业大学林学院南京210037

【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为... 详细信息

【目的】定量模拟和刻画林木冠层太阳短波辐射的分布和截获情况,于时空变换下反演太阳短波辐射在不同林木冠层内的辐射通量变化,为林木培育经营和提质增效提供理论依据。【方法】首先,以公共数据集和真实扫描的校园内林木激光点云数据为例,结合设计的机器视觉算法,对林木激光点云进行枝叶分离和单叶分割,并用合适大小的椭圆形和圆柱体几何单元分别拟合每片叶片和骨架,开展林木真实模型重建;其次,运用计算机图形学方法,结合研究地点的经纬度和时刻,模拟太阳入射光线,并引入物理学的双向反射和透射分布函数及蒙特卡洛光线追踪算法,开展反射和透射光线与冠层内叶片的碰撞模拟;最后,根据仪器测量得到的不同树种叶片平均粗糙度和折射率,结合光线追踪算法,实现林木冠层内短波辐射分布计算和木林冠层光截获效率评估。【结果】利用本研究方法计算时空变换下不同树种(芒果、橡胶、紫薇、樱花)4株树冠及一片香樟树林的直射、反射和透射太阳辐射通量,其中直射辐射通量占比约86%、反射辐射通量占比约5%、透射辐射通量占比约9%。叶面积指数高的树冠会拦截更多直射和透射光线;在太阳高度角较小时刻(上午或下午),斜射的太阳光线反射后易与树冠中其他叶片发生二次求交,产生较多反射辐射通量。同时,由于林木的趋光性,中午树冠光线拦截率高于上午和下午10%左右。比对采用本研究方法计算的树冠辐射通量拦截比值和样地手持光电仪器实测结果,绝对误差小于6%。【结论】在测绘科学、计算机图形学及林学多学科视角融合下,本研究基于激光点云重建树木真实表观形态结构,并将蒙特卡洛光线追踪算法与物理学的双向反射和透射分布函数相融合,真实模拟光线在树冠中的传播过程,可准确获取林木冠层内太阳短波辐射分布与树冠辐射通量拦截值,对研究时空变换下林木太阳辐射吸收、光强与树冠形态结构的耦合关联及不同表型参数的林冠辐射传输模型均有重要启示意义。

关键词：太阳短波辐射激光点云计算机模拟模型树木三维重建林木辐射传输

ALOS-2和Sentinel-1形变观测揭示的青藏高原西部郭扎错断层三维运动学特征

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科学通报 2024年第18期69卷 2648-2659页

作者：周宇黄自成张培震中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室珠海519080 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080

龙木-郭扎错断裂系是青藏高原西部甜水海地块的南边界,其运动学特征研究程度较低.本文利用2014~2022年ALOS-2 PALSAR-2长条带雷达数据,采用小基线集时序处理方法,获取了该断裂系中东段的地表形变速率场,发现其现今应变积累主要集中于郭... 详细信息

龙木-郭扎错断裂系是青藏高原西部甜水海地块的南边界,其运动学特征研究程度较低.本文利用2014~2022年ALOS-2 PALSAR-2长条带雷达数据,采用小基线集时序处理方法,获取了该断裂系中东段的地表形变速率场,发现其现今应变积累主要集中于郭扎错断层,具有明显的左旋走滑特征,且该断层的中东段存在浅部蠕滑现象.随后,结合已发表的高精度Sentinel-1地表形变速率场所构成的雷达干涉测量数据集作为观测约束,通过使用弹性位错模型获取了郭扎错断层的三维滑动速率空间分布.结果表明:整个断层面的滑动速率具有空间异质性,在孕震层的深度范围内,由断层西段的一个长约40 km的强闭锁区和东段的一个长约100 km的无震蠕滑区所组成,其中无震蠕滑区内的平均速率从断层西侧的部分蠕滑区~2.8 mm/a向东逐渐增加至东侧的完全蠕滑区~5.6 mm/a.最后,进一步计算了郭扎错断层的地震矩积累速率,发现浅部蠕滑段内地震矩积累速率较小,约为(3.3±1.9)×10^(16)N m/a,这与地震台站记录的较低水平地震活动性相一致;而浅部蠕滑段以西的区域具有较高的地震矩积累速率,约为(1.2±0.2)×10^(17)N m/a,考虑到缺少微震记录,该段落的地震危险性需要重点关注.

关键词：郭扎错断层青藏高原西部合成孔径雷达干涉测量浅部蠕滑地震矩积累

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形状记忆合金骑缝钉内固定在三关节融合术中的力学特性分析

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医用生物力学 2024年第2期39卷 229-235页

作者：富荣昌张怀悦李寒新疆大学智能制造现代产业学院乌鲁木齐830017

目的研究加压空心螺钉及形状记忆合金骑缝钉在三关节融合术内固定中的生物力学差异,为形状记忆合金骑缝钉的临床应用提供参考。方法选择1例重度僵硬型马蹄足患者的足部二维CT数据,通过Mimics和Geomagic软件构建三关节融合术后模型,并利... 详细信息

目的研究加压空心螺钉及形状记忆合金骑缝钉在三关节融合术内固定中的生物力学差异,为形状记忆合金骑缝钉的临床应用提供参考。方法选择1例重度僵硬型马蹄足患者的足部二维CT数据,通过Mimics和Geomagic软件构建三关节融合术后模型,并利用SolidWorks 2021软件建立三关节融合内固定几何模型;根据使用固定钉类型和组合方式(加压空心螺钉和形状记忆合金骑缝钉)分为A、B、C、D共4种固定方案;在ABAQUS软件中分析模拟中立位生理载荷下不同内固定方案模型的生物力学特性。结果方案D内固定模型距下、距舟、跟骰关节融合面端面最大位移均大于方案A、B、C;方案D内固定模型距舟关节、跟骰关节融合面内外侧位移之差分别为13.10%、13.60%,与其他3种固定方案相比融合面位移更接近于平行位移;方案D内固定模型距下、距舟、跟骰关节融合面最大von Mises应力均大于方案A、B、C。结论应用方案D(距舟关节和跟骰关节融合面使用骑缝钉内固定,距下关节融合面使用加压空心螺钉内固定)能够使三关节融合术后内固定融合面具有稳定性,并为其提供近似平行微动,产生适当的融合面应力使融合端面接触更紧密,促进骨痂生长,获得更佳的融合效果。

关键词：三关节融合内固定加压空心螺钉形状记忆合金骑缝钉