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基于有机聚合物的高性能紫外光电探测器

基于有机聚合物的高性能紫外光电探测器

作者：梁浩琪南京邮电大学

学位级别：硕士

由于紫外光电探测器在太阳天文学、环境监测、导弹预警和生物医学等方面的广泛的应用,高性能紫外光电探测器的研究受到了人们极大的关注。目前商用的紫外光电探测器大部分是无机光电探测器,这类光电探测器在光敏性、工作速度和探测能力... 详细信息

由于紫外光电探测器在太阳天文学、环境监测、导弹预警和生物医学等方面的广泛的应用,高性能紫外光电探测器的研究受到了人们极大的关注。目前商用的紫外光电探测器大部分是无机光电探测器,这类光电探测器在光敏性、工作速度和探测能力等方面性能优异。然而,随着光电探测器尺寸的持续微缩,应用于紫外光电探测器应具备重量轻,生物兼容和柔性等特点,但无机材料的固有属性无法克服成本高、制备工艺复杂等缺点。而有机半导体由于其本身具有高效率、低成本、柔性等优点,在制造低成本、柔性、大面积光电探测器方面有着巨大潜力。本文以高性能有机紫外光电二极管为研究目标,有机紫外光电二极管目前主要存在的问题一方面是有机活性层很薄(大约几百纳米),较薄的活性层导致了低光吸收率。另一方面光电二极管的电荷传输是通过有机材料链间电子轨道重叠(垂直)这一较慢的路径,所以光电探测器具有较慢和较低的光响应度。与此同时,制造的紫外光电探测器具有较低的外部量子效率EQE和较大的暗电流。基于以上问题本文的研究内容如下:(1)本文以DPPT-TT有机聚合物作为光敏材料,首先对比了基础光电导体、光电二极管以及光电晶体管结构的性能,从而确定了光电二极管结构的研究路线。紧接着以二极管结构为基础进行器件制备工艺的优化,主要研究了有机活性层的退火温度、时间以及膜厚对器件性能的影响。通过控制变量得出器件的最佳旋涂参数为1500 rpm/s,最佳退火参数为150℃/1h。(2)基于以上结构与制备工艺,本文添加了空穴阻挡层(HBL)和电子阻挡层(EBL),以解决紫外光电探测器具有较低的外部量子效率和较大的暗电流的问题。载流子阻挡层可以降低暗电流,提升开关比。并且利用空穴阻挡层的阻挡作用积累电子可以诱导载流子实现隧穿效应。在添加Mo O电子阻挡层后,探测器暗电流降低了50%。通过优化HBL材料,对比了Hf O/Ti O/Zn O三种不同HBL层,得到以Hf O作为空穴阻挡层具有最优性能。响应度R从0.15 A/W增加到了5.5 A/W,提升了约30倍,比探测率D~*从10数量级提升到了10数量级,而提升最大的是外部量子效率EQE,EQE从50%提升到了1800%(3)在前文研究的基础上,本文进一步研究了有机紫外光电探测器光吸收率和电荷传输两方面存在的问题。首先,由于薄活性层导致了较低的光吸收率,DPPT-TT薄膜在365 nm波长的吸收率只有18%。本文通过顶部电极与台阶结构形成了一个光俘获结构,使得器件在365nm处的吸收率提升了了40%。其次,光电二极管的电荷传输是通过链间电子轨道重叠(垂直)这一较慢的路径,由于高复合速率导致只能得到较慢和较低光响应度的光电探测器。基于此问题,本文研究了聚合物链的取向问题。通过在器件底部沉积不同高度台阶,使得聚合物链的取向与载流子传输方向相匹配,从而增加有机聚合物的迁移率,同时减少电荷提取过程中的电荷复合。最终优化的器件性能,在365 nm紫外光照射下响应度R为383 A/W,提升了约70倍,比探测率D~*约为2.79 x10Jones,外部量子效率EQE为140000%。与先前报道的基于有机的光电探测器相比,本文研究的光电探测器具有优异的光电检测性能。可见,超薄有机紫外光电探测器在低成本的紫外可见光检测和成像应用中具有巨大的潜力。

关键词： DPPT-TT聚合物光电探测器紫外光电二极管载流子阻挡层载流子输运

脑肿瘤患者照顾者积极感受、家庭功能及应对方式关系的研究

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脑肿瘤患者照顾者积极感受、家庭功能及应对方式关系的研究

作者：梁浩琪中国医科大学

学位级别：硕士

目的:调查脑肿瘤患者照顾者积极感受、家庭功能和应对方式的现状,分析三者的相关性及照顾者积极感受的影响因素;建立脑肿瘤患者照顾者积极感受、家庭功能与应对方式关系的中介效应模型,探讨变量间的作用路径和机制。以期为制订有效护理... 详细信息

目的:调查脑肿瘤患者照顾者积极感受、家庭功能和应对方式的现状,分析三者的相关性及照顾者积极感受的影响因素;建立脑肿瘤患者照顾者积极感受、家庭功能与应对方式关系的中介效应模型,探讨变量间的作用路径和机制。以期为制订有效护理措施,减轻照顾负担,提高脑肿瘤患者照顾者积极感受提供依据和参考。方法:采用方便抽样法选取于2021年12月～2022年7月入住沈阳市某三甲医院神经外科手术治疗的204名脑肿瘤患者照顾者为研究对象,运用自行设计的一般资料表、照顾者积极感受量表(Positive Aspects Of Caregiver,PAC)、家庭功能评定量表(Family Assessment Device,FAD)、简易应对方式问卷(Simplified Coping Style Questionnaire,SCSQ)进行资料收集。使用Excel录入数据,数据分析采用SPSS 20.0及AMOS 26.0统计软件。计数资料采用频数、构成比描述,计量资料采用均数±标准差进性描述;脑肿瘤照顾者积极感受、家庭功能和应对方式间的相关性采用Pearson相关分析;采用单因素分析法和多因素分析法分析照顾者积极感受的影响因素;构建结构方程模型探讨照顾者积极感受、家庭功能及应对方式间的作用机制。结果:1.204例脑肿瘤患者照顾者积极感受得分为(32.05±6.47)分,其中自我肯定维度得分为(17.50±3.63)分,生活展望维度得分为(14.55±3.35)分。2.脑肿瘤照顾者家庭功能总分为(125.28±12.76)分,条目均分为(2.09±0.21)分;积极应对条目均分为(1.77±0.41);消极应对条目均分为(0.86±0.42)。3.脑肿瘤患者照顾者积极感受的相关性分析:(1)脑肿瘤患者照顾者积极感受与积极应对方式呈正相关(r=0.492,P<0.01);与消极应对方式呈负相关(r=-0.64,P<0.01);(2)脑肿瘤患者照顾者积极感受与家庭功能呈负相关(r=-0.418,P<0.01)。4.影响脑肿瘤患者照顾者积极感受的因素包括照顾者性别(β=0.170,P<0.01)、对患者所患疾病了解程度(β=0.418,P<0.001)、医疗付费方式(β=-0.148,P<0.01)、肿瘤类型(β=-0.172,P<0.01)、疾病有无复发(β=-0.126,P<0.01)、以及照顾者的家庭功能状况(β=-0.145,P<0.01)。5.应对方式在家庭功能作用于照顾者积极感受间的中介效应显著。其中积极应对方式的中介作用为-0.086,消极应对方式的中介作用为-0.238。结论:1.脑肿瘤患者照顾者积极感受处于中等偏上水平,影响其积极感受的因素包括照顾者性别、对患者所患疾病了解程度、医疗付费方式、肿瘤类型、疾病有无复发、家庭功能,提示护理人员应采取针对性干预措施,从而增加照顾者的积极体验。2.应对方式在家庭功能作用于照顾者积极感受的路径中发挥部分中介作用,临床医护人员在了解变量间作用机制后,应主动评估照顾者家庭功能情况,识别其面对困难时的应对方式和应对能力,以期制订有效护理方案,减轻照顾负担,发挥积极感受。

关键词：脑肿瘤照顾者照顾者积极感受家庭功能应对方式

基于并行双向时间卷积网络和双向长短期记忆网络的轴承剩余使用寿命预测方法

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控制与决策 2024年第4期39卷 1288-1296页

作者：梁浩鹏曹洁赵小强兰州理工大学计算机与通信学院兰州730050 兰州城市学院信息工程学院兰州730050 兰州理工大学电气工程与信息工程学院兰州730050

在基于深度学习的轴承剩余使用寿命(RUL)预测方法中,时间卷积网络(TCN)忽略了振动数据中未来时间信息的重要性,长短期记忆网络(LSTM)难以有效地学习振动数据的长时间序列特征.针对以上问题,提出一种基于并行双向时间卷积网络(Bi-TCN)和... 详细信息

在基于深度学习的轴承剩余使用寿命(RUL)预测方法中,时间卷积网络(TCN)忽略了振动数据中未来时间信息的重要性,长短期记忆网络(LSTM)难以有效地学习振动数据的长时间序列特征.针对以上问题,提出一种基于并行双向时间卷积网络(Bi-TCN)和双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)的轴承RUL预测方法.首先,对多传感器数据进行归一化处理,并将每个传感器数据进行通道合并,实现多传感器数据的高效融合;然后,采用Bi-TCN和Bi-LSTM构建并行的双分支特征学习网络,其中Bi-TCN提取数据的双向长时间序列特征,Bi-LSTM提取数据的时间相关特征;同时,设计一种特征融合注意力机制,该机制分别计算Bi-TCN和Bi-LSTM的输出权重,以实现两种网络输出特征的自适应加权融合;最后,融合特征通过全连接层并输出轴承RUL的预测结果.利用西安交通大学轴承数据集和PHM 2012轴承数据集进行RUL预测实验,实验结果表明,与其他先进的预测方法相比,所提出方法可以准确预测更多类型轴承的RUL,同时具有更低的预测误差.

关键词：滚动轴承剩余使用寿命预测多传感器融合双向时间卷积网络双向长短期记忆网络

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金属构件表面织构摩擦学性能的研究进展

制造技术与机床 2024年第5期 114-121页

作者：袁丕琪房纪涛王立群梁浩付秀丽济南大学机械工程学院山东济南250022

金属构件是各种机器的必要组成部分,金属构件的磨损是机器失效的主要原因。金属构件表面织构技术作为提高金属材料表面摩擦学性能的方法,在机械、航天、化学、冶金和生物工程等很多领域已经被广泛应用。文章对相关研究成果进行了总结,... 详细信息

金属构件是各种机器的必要组成部分,金属构件的磨损是机器失效的主要原因。金属构件表面织构技术作为提高金属材料表面摩擦学性能的方法,在机械、航天、化学、冶金和生物工程等很多领域已经被广泛应用。文章对相关研究成果进行了总结,重点对金属构件表面织构在干摩擦、边界润滑和流体润滑3种主要润滑形式下的减摩机理展开了讨论;揭示了金属构件表面织构在不同润滑形式下的主要减摩机理;归纳了金属构件表面织构的几何特征对其改善摩擦学性能的影响,包括织构的形状、深度、面密度和排列方式。文章还分析了各几何特征的最佳值及其与摩擦学性能的一般规律,发现几何参数合理的金属构件表面织构对降低金属构件表面摩擦系数,提高抗磨性能和油膜承载能力具有积极作用,且各种几何特征对金属构件表面织构摩擦学性能的提高是相互影响的。

关键词：表面织构减摩性能几何特征表面技术

基于虚像相位阵列布里渊光谱仪的自由光谱范围校准方法

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光电子·激光 2024年第11期35卷 1121-1127页

作者：吴慧欢吴华辉梁浩暨南大学光子技术研究院

基于虚像相位阵列(virtual image phased array, VIPA)的布里渊光谱技术是一种高分辨率光谱探测技术。它具有实时监测、高灵敏度等优点。目前该技术主要通过VIPA的自由光谱范围(free spectral range,FSR)与像素映射关系获取频率信息。... 详细信息

基于虚像相位阵列(virtual image phased array, VIPA)的布里渊光谱技术是一种高分辨率光谱探测技术。它具有实时监测、高灵敏度等优点。目前该技术主要通过VIPA的自由光谱范围(free spectral range,FSR)与像素映射关系获取频率信息。然而，入射光角度变化会造成FSR波动。传统的测量手段均基于FSR不变的前提下进行，不能对测量过程中入射角度改变导致的FSR变化进行实时标定，从而造成测量结果出现误差。本文针对这一问题，通过分析布里渊散射特点和VIPA干涉原理，提出基于单模光纤布里渊频移的FSR实时校准方法以及相应的像素与频率映射关系计算方法。该方法利用单模光纤的布里渊斯托克斯与反斯托克斯光频移作为参考，减小由入射光角度变化引起的FSR波动造成的频率测量误差。实验利用该方法实现了532 nm波长下不同折射率环境中的微纳光纤布里渊频移的快速测量。

关键词：布里渊散射微纳光纤传感虚像相位阵列(VIPA) 自由光谱范围(FSR)

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面向应用的Tor流量混淆技术研究

面向应用的Tor流量混淆技术研究

作者：梁浩电子科技大学

学位级别：硕士

基于改进EMD算法的超短期电力负荷预测研究

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基于改进EMD算法的超短期电力负荷预测研究

作者：梁浩彬广州大学

学位级别：硕士

随着电力技术的持续发展和能源结构的多元化转变,超短期电力负荷预测在保障我国电力系统稳定运行与高效能效方面的作用日益凸显。这一预测技术不仅关系到电力供需平衡的精细化管理,更是制定电力发展规划和运营策略的重要依据。为了提升... 详细信息

随着电力技术的持续发展和能源结构的多元化转变,超短期电力负荷预测在保障我国电力系统稳定运行与高效能效方面的作用日益凸显。这一预测技术不仅关系到电力供需平衡的精细化管理,更是制定电力发展规划和运营策略的重要依据。为了提升超短期电力负荷预测的精准度,并优化数据预处理过程中滑动窗口法的应用效果,我们提出了一种基于样本熵算法的窗口尺寸参数优化算法。通过这一算法,我们能够更合理地设定滑动窗口的尺寸参数。为验证所提算法的可行性与有效性,我们构建了多个预测模型,并探讨了不同窗口尺寸对模型预测精度的影响。同时,我们采用了包括MAE、RMSE和MAPE多种误差评价指标,对所提算法进行了评估。实验结果表明,所提算法不仅适用于未分解序列的窗口尺寸选择,同样能够灵活应用于分解序列中窗口尺寸的选择,展现出其良好的适用性。端点问题的忽视可能会导致EMD算法所得分量序列在边界处的失真现象,影响后续预测模型的构建。针对这一问题,本文提出基于核密度估计的改进方法,旨在优化算法在序列边界处的处理效果,从而确保分解结果的准确性。为验证所提算法的有效性,我们在核密度估计分布中设定了不同阈值百分比,并基于改进的EMD算法得到了改进的CEEMD算法,即KCEEMD算法。实验结果表明,本文提出的基于核密度估计的改进EMD算法不仅成功拓展了传统EMD算法的应用,而且在与神经网络模型结合使用时,提升了其预测精度。随后,为了进一步提升预测精度,本文实现了三种分解算法与预测模型的集成框架,并创将它们应用于KCEEMD算法得到的分量序列上,进而提出了KCEEMD-GRUARIMA预测模型。通过对比分析,我们发现基于分量序列重构的预测框架展现出优势。相较于传统框架以及分量序列分类框架,该框架在提升预测精度方面表现出色。此外,我们根据各分量序列的数据特性,针对性地采用了不同的预测模型,进一步提高了预测的精确度。

关键词：电力负荷预测神经网络样本熵核密度估计分解算法

全域土地综合整治中文化空间再识别及其与三生空间的融合提升

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中国农业大学学报 2024年第3期29卷 189-203页

作者：梁浩源李晶中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

为探究全域土地综合整治对文化空间与三生空间有机融合的促进作用,基于文献分析、比较研究及空间分析等方法,构建以文化空间识别为前提、以关系辨析为基础和以优化路径为措施的研究框架,并展开系统分析。结果表明:1)文化空间作为一种文... 详细信息

为探究全域土地综合整治对文化空间与三生空间有机融合的促进作用,基于文献分析、比较研究及空间分析等方法,构建以文化空间识别为前提、以关系辨析为基础和以优化路径为措施的研究框架,并展开系统分析。结果表明:1)文化空间作为一种文化资源传承的特殊空间,涵盖了承载历史人文古迹的社会空间范围以及包含山川水系界域的郊野空间范围。典型属性包括地域风土性(基本性属性)、活态传承性(根本性属性)及文化性(特殊性属性)。主要类型包括法定文化空间、潜在文化空间及文化联系空间等3种;2)全域土地综合整治与文化保护的演化历程可分为相互独立、整治优先于文化、整治与文化并行以及整治与文化融合的4个主要阶段。新时期全域土地综合整治实现了由单一要素治理转向全要素治理、由仅注重生产空间发展拓展为“一文三生”空间协调发展;3)实施综合整治过程中文化空间与三生空间要素之间可能面临的位置冲突类型主要涵盖7个一级类、38个二级类,并且不同整治对象中涵盖文化资源的类型差异较为显著;4)从要素、空间和整治3个维度构建了促进文化空间与三生空间融合提升的理论框架。具体地,结合微观(具体位置)、中观(主要关系)和宏观(政策管控)3个尺度,详细阐述了文化空间与三生空间融合提升的措施。综上,本研究可为新时期全域土地综合整治的深入研究提供新思路。

关键词：全域土地综合整治文化空间三生空间融合

一种6-DOF小行星着陆轨迹序列凸优化方法

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宇航学报 2024年第3期45卷 341-351页

作者：初彦峰穆荣军梁浩崔乃刚哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001 北京宇航系统工程研究所北京100076

针对6自由度的小行星动力着陆多约束轨迹优化问题,提出了一种基于序列凸优化的小行星着陆轨迹优化算法。首先采用多面体引力场模型计算小行星的引力场,其可用于描述任意形状的小行星引力场,且比质点群法和球谐函数展开法等方法计算精度... 详细信息

针对6自由度的小行星动力着陆多约束轨迹优化问题,提出了一种基于序列凸优化的小行星着陆轨迹优化算法。首先采用多面体引力场模型计算小行星的引力场,其可用于描述任意形状的小行星引力场,且比质点群法和球谐函数展开法等方法计算精度更高。为了在凸约束下解决小行星着陆过程燃料消耗最优问题,通过对探测器动力学模型及其约束进行线性化和离散化,将原来的非凸连续时间优化问题转化为凸化的子问题,即二阶锥规划问题(SOCP);然后引入了虚拟控制项和信赖域,以增强算法的鲁棒性。通过在形状不规则小行星上的着陆模拟,验证了所提出算法的有效性,仿真结果满足各项约束条件,可实现高精度着陆和燃料消耗最优的目标。

关键词：小行星着陆多面体引力场模型 6自由度序列凸优化