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Spin gap in quasi-one-dimensional S=3/2 antiferromagnet CoTi2O5

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Chinese Physics B 2024年第3期33卷 609-617页

作者：徐浩航刘庆元辛潮申沁鑫罗军周睿程金光刘健陶玲玲刘志国霍明学王先杰隋郁 School of Physics Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China School of Science Changchun University of Science and TechnologyChangchun 130022China Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China Laboratory for Space Environment and Physical Sciences Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Southwest Institute of Applied Magnetics Mianyang 621000China

Quasi-one-dimensional(1D)antiferromagnets are known to display intriguing phenomena especially when there is a spin gap in their spin-excitation spectra.Here we demonstrate that a spin gap exists in the quasi-1D Heisenberg antiferromagnet CoTi2O5 with highly ordered Co2+/Ti4+occupation,in which the Co2+ions with S=3/2 form a 1D spin chain along the a-axis.CoTi2O5 undergoes an antiferromagnetic transition at TN~24 K and exhibits obvious anisotropic magnetic susceptibility even in the paramagnetic region.Although a gapless magnetic ground state is usually expected in a quasi-1D Heisenberg antiferromagnet with half-integer spins,by analyzing the specific heat,the thermal conductivity,and the spin-lattice relaxation rate(1/T1)as a function of temperature,we found that a spin gap is opened in the spin-excitation spectrum of CoTi2O5 around TN,manifested by the rapid decrease of magnetic specific heat to zero,the double-peak characteristic in thermal conductivity,and the exponential decay of 1/T1 below TN.Both the magnetic measurements and the first-principles calculations results indicate that there is spin-orbit coupling in CoTi2O5,which induces the magnetic anisotropy in CoTi2O5,and then opens the spin gap at low temperature.

关键词： quasi-one-dimensional antiferromagnet magnetic anisotropy spin gap

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立体式知识输出作业在大学物理教学中的应用探索

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物理通报 2024年第1期 20-23页

作者：黄喜强张伶莉王晓鸥刘志国曹永印时红艳王旸王先杰孟庆鑫张宇哈尔滨工业大学物理学院黑龙江哈尔滨150001

本文提出并实施了一种基于立体式知识输出作业的大学物理教学策略,并介绍立体式知识输出作业的设计与评价反馈.立体式知识输出作业有利于学生对知识点的深入掌握,以及表达能力和知识应用能力的提升,还有助于教师掌握学生的学习情况,为... 详细信息

本文提出并实施了一种基于立体式知识输出作业的大学物理教学策略,并介绍立体式知识输出作业的设计与评价反馈.立体式知识输出作业有利于学生对知识点的深入掌握,以及表达能力和知识应用能力的提升,还有助于教师掌握学生的学习情况,为后期教学提供依据.调查问卷显示学生对该策略认可度较高.

关键词：大学物理立体式知识输出作业

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RIG型磁光薄膜的研究进展及应用

人工晶体学报 2022年第Z1期51卷 1659-1672页

作者：朱森寅张晗旭王先杰黄湛钧宋波哈尔滨工业大学物理学院哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室

随着光通信技术与光子集成电路的发展，非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件，为了将非互易性器件整块集成在硅片上，需... 详细信息

随着光通信技术与光子集成电路的发展，非互易性器件作为光通信系统中重要的组成部分得到了越来越广泛的研究与应用。基于磁光效应制成的磁光隔离器和环行器是目前应用最为广泛的非互易性器件，为了将非互易性器件整块集成在硅片上，需制备性能与块状磁光材料相当的磁光薄膜。在近红外通信波段(1 550 nm),以钇铁石榴石(Y3Fe5O12,YIG)为代表的稀土铁石榴石(RIG)具备优良的磁光效应，是最具应用前景的磁光材料之一。研究发现，使用稀土离子对YIG薄膜进行掺杂可以有效改善其磁光性能，尤其是Bi3+和Ce3+掺杂的YIG表现出巨法拉第效应。本文首先介绍了法拉第效应原理，介绍了三种常见磁光薄膜的生长方法，回顾了近年来的主要研究成果，介绍了磁光薄膜在光隔离器和环行器中的应用，最后对磁光薄膜的未来发展趋势进行了展望。

关键词：磁光薄膜稀土铁石榴石钇铁石榴石脉冲激光沉积液相外延射频磁控溅射磁光隔离器法拉第效应

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观光农业景观规划设计

作者：王先杰

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基于特征值的动态数字信道化子带检测算法

系统工程与电子技术 2024年第5期46卷 1801-1809页

作者：李晓辉万宏杰石明利王先文西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071

动态数字信道化接收结构通过检测所有子带,判断信号是否存在,为综合滤波器组处理提供依据,因此子带检测在接收结构中起着关键作用。针对传统检测算法存在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)下检测性能不高的问题,依据随机矩阵理论,提... 详细信息

动态数字信道化接收结构通过检测所有子带,判断信号是否存在,为综合滤波器组处理提供依据,因此子带检测在接收结构中起着关键作用。针对传统检测算法存在低信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)下检测性能不高的问题,依据随机矩阵理论,提出了基于最大最小特征值之差与平均特征值之比的检测算法,利用平均特征值和最小特征值的极限分布规律来推导算法的检测门限。其次,根据所有子带数据获取的特征值信息对所提算法进行了优化。最后,在动态数字信道化接收结构中,分析不同因素下算法的性能,表明了所提算法能够克服低SNR的影响,子带检测的性能更好。

关键词：动态数字信道化接收子带信号检测随机矩阵特征值检测

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设施园艺在旅游观光农业中的规划设计及其应用的研究

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设施园艺在旅游观光农业中的规划设计及其应用的研究

作者：王先杰东北农业大学

学位级别：硕士

设施园艺是设施农业的重要组成部分，是指在采用各种材料建成的，具有对温、光、水、肥、气等环境因素控制的空间里，进行园艺作物栽培的农业生产手法，是环境控制工程。受到广泛关注和应用的是塑料大棚、节能日光温室和近几年引进国外... 详细信息

设施园艺是设施农业的重要组成部分，是指在采用各种材料建成的，具有对温、光、水、肥、气等环境因素控制的空间里，进行园艺作物栽培的农业生产手法，是环境控制工程。受到广泛关注和应用的是塑料大棚、节能日光温室和近几年引进国外现代化大型温室。本研究不是针对设施园艺，而是随着设施园艺的进一步发展，在满足周年生产的基础上，使其成为旅游观光农业的主要景点之一。单纯的设施园艺生产已不能满足时代的需求，旅游观光农业的兴起为设施园艺的进一步发展注入了新的生机。观光农业是指合理开发利用农业自然资源，把农业生产经营活动和发展旅游结合起来，通过优化农业生产结构和品种，合理规划布局，达到美化景观、保护环境、提供观光旅游、调剂性劳动、学习及新鲜食物享用的一种农业。旅游观光农业是一门新兴的产业，这种产业是将农业和旅游业融为一体，成为多功能现代农业的典范。我省旅游观光农业则刚刚起步，目前尚未有这方面的报道和技术依据，故效果不好，普及面不大，主要原因是我省地处高纬度地区，冬季寒冷，除开展冰雪旅游项目外，冬季观光农业无法实施。因此，研究设施园艺在旅游观光农业中的规划设计及应用，寻求切实可行的实施方法和提高农业景观的途径，成为我省乃至高寒地区开展旅游观光农业的关键。本研究通过设施园艺在省农科院园艺分院的规划设计与应用，在哈市农科所的规划设计与应用、大庆市农科所的规划设计应用、大庆希望田园的规划设计与应用，得出相应的类型模式及所包涵的内容，以便为设施园艺在旅游观光农业中的设计与应用提供理论依据。研究结果表明：科技型设施园艺旅游观光农业，应以科技含量高、结构合理、种植手段先进、现代化科学管理等技术的设施园艺为观光主要内容，同时结合辅助设施如模型、展板、多媒体等教学手段给观光游人提供良好的学习农业知识场所。以获得更多的游人尤其是城市居民。都市型设施园艺旅游观光农业，地理位置优越，一般在市区或是近郊，交通方便，基础设施较好，配套合理，尤其以大型现代化温室的室内景观吸引游人观光游览，以解决本地区冬季景观之不足，同时为游人提供一处环境优美、景色怡人、具有田园风光的休闲观光场所。产业型设施园艺旅游观光农业是以设施园艺的规模、数量带动旅游观光农业的发展，设施园艺占总面积50％以上。王先杰摘要2000年5月休闲型设施园艺旅游观光农业，是本研究的重点。通常面积在 100公顷以上，设施依据观光内容不同而各异;主要内容以休闲、度假、娱乐、科普、教育、劳动等项目为主。通过部分类型的初步验证，经济效益可观，社会效益显著。说明在高寒地区，设施园艺在旅游观光农业中的模式有广阔前景，当然，针对存在的问题提出了自己的看法和观点。

关键词：设施园艺、旅游观光农业、规划设计

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城市园林绿地规划

作者：王先杰

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基于消失点的非结构化道路检测算法研究

基于消失点的非结构化道路检测算法研究

作者：王先杰安徽理工大学

学位级别：硕士

近些年,随着道路交通以及无人驾驶技术的迅速发展,车道线检测技术显然已经发展为一种热门研究项目。相对于结构化道路检测,在非结构化道路检测中,由于路面没有较为清晰的边界线和道路标示线,以及受复杂环境因素的影响,这使得路面检测与... 详细信息

近些年,随着道路交通以及无人驾驶技术的迅速发展,车道线检测技术显然已经发展为一种热门研究项目。相对于结构化道路检测,在非结构化道路检测中,由于路面没有较为清晰的边界线和道路标示线,以及受复杂环境因素的影响,这使得路面检测与识别的过程增加了一定的难度。因此,论文通过理论分析和仿真结果总结出一种消失点的非结构化道路检测算法研究,并对车道线识别各个环节进行了深入研究。主要工作如下:首先,论文介绍了道路检测技术这一课题的研究背景和意义,对国内外研究状况进行综述,列举出非结构化道路算法的组成及分类,并总结了整个检测系统的框架;其次,在基于道路模型匹配算法中,分别列举出Canny、Roberts、Sobel以及Laplacian边缘检测算子的不同增强效果,简要分析基于灰度、彩色和纹理特征的道路图像检测算法在检测过程中的区别,并总结出存在的相关难点;最后,本文再对图像纹理特征提取、道路消失点估计以及道路边界约束进行详细分析,并提出改进方案,即一种基于消失点的非结构化道路边界检测算法。算法步骤为:首先设计一种以4个尺度,6个方向的类Haar纹理的实、虚部模板,提取出每个图像像素的纹理特征及纹理主方向,并利用正交校正的方法对纹理主方向进行校正,排除那些不明显的干扰点,然后采用一种改进的局部软投票法,在三角形投票区域中对每个像素点纹理方向投票选取出路面的预估消失点,最后以道路消失点为基准,通过多信息融合的方式对非结构化道路主边界线进行检测搜索。为了能够快速有效地实现非结构化道路检测算法,本文是针对单一图像的非机构化路面检测,使用Visual Studio 2010开发环境并搭载OpenCV 2.4.10编程语言,在PC端完成了算法的设计与改进,并通过定性分析和定量分析两者相结合的方式验证了算法的可行性。实验结果表明,本文所提出的算法具有一定的实时性、鲁棒性和准确性,为实现试验车的实时检测提供了可靠的理论基础。图[27]表[4]参[92]

关键词：非结构化道路类Haar纹理局部软投票法消失点检测道路主边界线

基于热点因素分析的城市消防站选址优化研究——深圳情景分析

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基于热点因素分析的城市消防站选址优化研究——深圳情景分析

作者：王先杰华南理工大学

学位级别：硕士

新《消防法》对我国消防机构的职责作出了规定，正式明确了消防的应急救援职能，这也标志着我国消防机构从单一的消防灭火救援职能扩展到了综合性的事故应急处置职能。城市消防站是消防机构在城市当中的基础单元，也是重要的城市应急设... 详细信息

新《消防法》对我国消防机构的职责作出了规定，正式明确了消防的应急救援职能，这也标志着我国消防机构从单一的消防灭火救援职能扩展到了综合性的事故应急处置职能。城市消防站是消防机构在城市当中的基础单元，也是重要的城市应急设施之一。目前，国内外对城市消防站的研究多集中在设施、设备的先进化上，现有的消防站选址方法，也多是从传统角度，依据经验人为的定性划定，缺乏科学实用的选址方法。因此，本文对消防站的选址优化问题进行研究，可以较为可靠地得到城市消防站的选址方法，能够切实有效的提升城市综合安全水平，节约社会和经济成本，及时、高效地保障应急救援行动的开展，也能够充实城市公共设施选址布局的相关理论。第一，研究了国内外城市公共基础设施选址的方法，综合分析了现有消防站选址方法的优劣，并且通过软件结合数据，对城市进行了火灾风险分析。第二，按照火灾风险大小进行消防区域划分，确定消防站的数量和责任区面积。在深圳市进行调研，收集大量的调查数据，以数据的统计分析为手段，从事故热点区域分布、事故热点时间分布、重点保卫对象热点分布、拥堵道路热点分布等四个方面数据进行分析，讨论上述因素对消防站选址的影响，并根据分析结果建立选址模型。第三，引用事故簇节点的概念，利用地理信息软件进行数据处理，结合对国内外模型的研究，选取定位配给模型来进行选址的优化分析，简单来说，就是用集合覆盖模型计算得出所需要的最少的消防站数量，运用最大覆盖模型来对选址结果进行优化分析，力求达到最大的服务区域，能够尽可能多的覆盖所有需求点。最后，依据选址结果及影响因素建立评价指标体系，运用数据包络分析法进行选址效果评价，实现对已建成和已规划的消防站选址进行评价和修正。通过结果分析，为深圳市消防规划的制定以及消防部门选址建设消防站提供理论参考。

关键词：选址优化消防站热点因素 Arc-GIS DEA