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硫系化合物存储器光电混合功能研究及其性能优化

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硫系化合物存储器光电混合功能研究及其性能优化

作者：高志瑄南京邮电大学

学位级别：硕士

随着大数据时代的到来,人们对高性能存储和计算的速度、功耗以及成本提出了更高的需求。因此,能够实现数据存储与计算于一体功能的非易失性新型存储器件受到人们广泛关注。具有存算一体功能的新型存储器件可以避免传统的冯·诺依曼架构... 详细信息

随着大数据时代的到来,人们对高性能存储和计算的速度、功耗以及成本提出了更高的需求。因此,能够实现数据存储与计算于一体功能的非易失性新型存储器件受到人们广泛关注。具有存算一体功能的新型存储器件可以避免传统的冯·诺依曼架构所面临的存储单元与计算单元分离而导致的能量损耗和信号延迟等问题。而基于硫系化合物的相变材料在新型存储器件的研究中被认为有极高的潜力并得到了广泛的关注。在硫系化合物中以GeSbTe(GST)的研究最为成熟,该材料在一定条件下可以实现晶相-非晶相间的相互转换,从而改变其光学特性和电学特性。当前基于GST材料的光电应用绝大部分是通过电气设备将材料进行相变,随后便针对器件在相变前后的光学性能进行研究。本文则是设计一种基于GST材料的光电混合器件,该器件在相变前后能够分别表现出光学和电学两种不同方向的应用功能。本文使用有限元分析软件COMSOL Multiphysics对硫系化合物光电混合存储器件分别进行光学模型与电学模型的建立。在光学模型中研究了不同晶相状态下GST表面对近红外光波的反射率,由于器件各层厚度均会对光谱的反射率产生或多或少的影响,因此仿真过程中也对该因素进行了详细研究,从而为该混合器件确定了一个合理尺寸。在电学模型中研究了GST层在电激励下产生相变的机制,在探针上施加电脉冲使材料发生相变,从而实现数据的写入与擦除。在全晶态层中进行非晶态数写入或者在全非晶态层中进行晶态数据写入均可在器件上实现数据的记录与擦除,并均能展现出极高的数据存储密度。因此本文对这两种情况分别进行研究与分析,并进行了数据读取操作。其仿真结果表明,在全晶态层的器件中写入非晶态数据,所得到的读取结果会更加精准。在扩展数据存储密度方面,除了设计探针相变存储器件,本文同样对相变存储阵列进行了研究,而基于GST的相变存储器阵列目前已经应用于商业领域。然而在高密度集成条件下,阵列中会产生热串扰现象,这会使得存储器阵列的稳定性、准确性受到影响。本文将一种新型刀片结构的相变存储器扩展为3×3阵列,并对其激活状态下的热串扰现象进行了研究。通过改变阵列中单元器件间距、结构尺寸、外加激励以及阵列的缩放,研究这些因素对阵列热串扰现象的影响,以及该结构对热串扰现象的抑制能力。最终提出对绝缘层材料进行改进的方案,进一步抑制阵列中的热串扰效应。

关键词：硫系化合物 COMSOL Multiphysics 光电混合刀片型结构热串扰效应

用于通用存储和神经形态计算的相变存储器的研究进展

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半导体技术 2024年第1期49卷 1-29页

作者：连晓娟李甫付金科高志瑄王磊南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023

存算一体技术目前被认为是一种可以消除冯·诺依曼计算架构瓶颈的可行性技术。在众多的存算一体器件中,相变存储器(PCM)因其具有非易失性、可微缩性、高开关速度、低操作电压、循环寿命长以及与现有半导体工艺相兼容等优点,被认为是未... 详细信息

存算一体技术目前被认为是一种可以消除冯·诺依曼计算架构瓶颈的可行性技术。在众多的存算一体器件中,相变存储器(PCM)因其具有非易失性、可微缩性、高开关速度、低操作电压、循环寿命长以及与现有半导体工艺相兼容等优点,被认为是未来通用存储和神经形态计算器件中最具竞争力的候选者之一。首先介绍了PCM的工作原理和器件材料结构,并详细讨论了PCM在通用存储和神经形态计算领域的应用。PCM具有高集成度和低功耗的共性需求,但这两个应用领域对材料性能有不同的侧重点。详细分析了PCM目前存在的优缺点,如高编程电流导致的功耗问题,以及商业化应用面临的主要挑战。最后,针对PCM的研究现状提出了一系列改进措施,包括材料选择、器件结构设计、预操作、热损耗降低、3D架构,以及解决阻态漂移等问题,以推动其进一步发展和应用。

关键词：非易失性存储器(NVM) 相变存储器(PCM) 通用存储存算一体神经形态计算

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High-performance artificial neurons based on Ag/MXene/GST/Pt threshold switching memristors

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Chinese Physics B 2023年第1期32卷 458-463页

作者：连晓娟付金科高志瑄顾世浦王磊 The College of Integrated Circuit Science and Engineering Nanjing University of Posts and TelecommunicationsNanjing 210023China The National and Local Joint Engineering Laboratory of RF Integration and Micro-Assembly Technology Nanjing University of Posts and TelecommunicationsNanjing 210023China

Threshold switching(TS) memristors can be used as artificial neurons in neuromorphic systems due to their continuous conductance modulation, scalable and energy-efficient properties. In this paper, we propose a low power artificial neuron based on the Ag/MXene/GST/Pt device with excellent TS characteristics, including a low set voltage(0.38 V)and current(200 nA), an extremely steep slope( 10^(3)). Besides, the characteristics of integrate and fire neurons that are indispensable for spiking neural networks have been experimentally demonstrated. Finally, its memristive mechanism is interpreted through the first-principles calculation depending on the electrochemical metallization effect.

关键词： memristors artificial neurons 2D MXene Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)

金属有机骨架材料光热/光动力联合治疗的策略及进展

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3476-3485页

作者：陈小瑄裴锡波盖阔万乾炳口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医学院修复科四川省成都市610041

背景:金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属节点和有机配体组成的新型多孔材料。部分MOFs自身即具备光热转化能力或光动力效应,亦可作为载体负载光热剂或光敏剂,在激光诱导下产生活性氧或升高温度发挥光疗作用,被... 详细信息

背景:金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属节点和有机配体组成的新型多孔材料。部分MOFs自身即具备光热转化能力或光动力效应,亦可作为载体负载光热剂或光敏剂,在激光诱导下产生活性氧或升高温度发挥光疗作用,被广泛应用于抗菌及抗肿瘤等生物医学领域。当MOFs同时具有这两种光疗作用时,可发挥协同治疗的效应,以弥补单独使用一种光疗方法的不足。目的:按照不同的结构总结目前提出的MOFs光热/光动力联合治疗策略,以期为联合治疗材料MOFs的结构设计、功能负载及临床应用场景提供新的思路。方法:以“金属有机骨架/金属有机框架,光动力治疗,光热治疗”为中文检索词,“Metal-organic frameworks,photodynamic therapy,photothermal therapy,phototherapy”为英文检索词,检索了PubMed、Web of Science、ScienceDirect、中国知网和万方数据库的文献,最终纳入76篇进行综述分析。结果与结论:①光热/光动力联合治疗可发挥相互增强的协同作用。②现有光热/光动力联合治疗策略主要包括了改性MOFs骨架赋予其光热、光动力效应,将光疗剂封装于MOFs,光疗剂与MOFs形成核壳结构,光疗剂在MOFs内原位还原,将光疗剂附着于MOFs表面以及热解MOFs以形成MOFs衍生的碳材料等其他特殊改性方法。③要构建特定的光疗MOFs结构,必须综合考虑光疗剂和MOFs的种类、尺寸、结合方式,选择不同的合成策略。封装结构合成过程简单,但仅适用于小粒径光疗剂;核壳结构稳定,但合成过程繁复;原位还原对光疗剂尺寸无特殊限制,但难以精确控制光疗剂在MOFs内部的生长;表面附着结构的合成步骤简便,但不能避免光疗剂提前聚集猝灭;热解MOFs合成条件要求高,且只有特定的MOFs才能实现。④现有的光热/光动力联合治疗策略主要被应用于抗菌、抗肿瘤治疗并表现出优异性能,具体的应用领域与光疗剂和MOFs自身的性质有关,还有部分用于类风湿性关节炎、抗凝溶栓治疗,其潜在应用场景十分广阔。⑤光热剂和光敏剂的临床转化目前仍处于起步阶段,其面临的关键挑战包括生物安全性评估激光照射参数的优化以及高效大规模合成方法的开发。

关键词：金属有机骨架光热治疗光动力治疗联合疗法抗菌抗肿瘤核壳结构封装原位还原

死也生之始:影视作品的生命叙事与“死亡”的意义建构

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北大新闻与传播评论 2025年第1期 233-245+335页

作者：何天平严梓瑄中国人民大学新闻与社会发展研究中心中国人民大学新闻学院

死亡是一种个体的生命体验,因其普遍性、不可避免性而具有了社会性。生命叙事为回归死亡的个体意义提供了可能性。通过对影视作品中有关“死亡”的生命叙事的拆解,本文提炼出以逝者记忆的消散表征临终过程、以生者身份的重构体现死亡的... 详细信息

死亡是一种个体的生命体验,因其普遍性、不可避免性而具有了社会性。生命叙事为回归死亡的个体意义提供了可能性。通过对影视作品中有关“死亡”的生命叙事的拆解,本文提炼出以逝者记忆的消散表征临终过程、以生者身份的重构体现死亡的意义、以逝者永生以及生者与之的互动想象延展死亡的过程三方面叙事策略。三者均以“死亡”为契机完成对生命的再讲述,构成了影视作品“向死而生”的生命叙事。这一生命叙事通过对“死亡”的表征建构了存在的三重维度,即记忆、身份和技术,并暗含了“灵肉二元”的预设。影视作品中生命叙事将“死亡”建构为对生命形而上的确认,构成其潜在的公共性基础。但同时,生命叙事本身仍要求影视创作更重视“死亡”的具身性和物质性,这就构成了影视作品通过开展生命叙事建构“死亡”意义的深层创作追求。

关键词：生命传播临终关怀数字永生灵与肉

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移动激光扫描在地铁车站限界测量中的应用

山西建筑 2025年第1期51卷 173-176,186页

作者：高志强上海勘察设计研究院(集团)股份有限公司上海200093

为满足限界要求,地铁车站站台边缘与地铁列车之间存在一定的间隙,但可能发生乘客踏空风险。现需对车站区段的站台边缘至线路中心线距离现状进行快速普查,为更新改造提供决策数据。文章利用移动激光扫描技术快速获取车站段全断面点云,通... 详细信息

为满足限界要求,地铁车站站台边缘与地铁列车之间存在一定的间隙,但可能发生乘客踏空风险。现需对车站区段的站台边缘至线路中心线距离现状进行快速普查,为更新改造提供决策数据。文章利用移动激光扫描技术快速获取车站段全断面点云,通过点云数据处理提取关键特征点,实现了对空间距离的非接触测量,经传统方法对比复核,验证了该方法的准确性。

关键词：移动激光扫描地铁车站站台特征点限界测量

基于YOLOv7-tiny的轻量级密集人群场景行人检测算法

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软件工程 2025年第1期28卷 46-51页

作者：张芯源高志刚冯建文杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018 中国计量大学信息工程学院浙江杭州310018

针对现有的高精度行人检测模型因资源要求高而导致的难以应用于边缘计算场景的问题,提出了一种适用于边缘GPU设备的轻量级实时密集行人检测算法。该算法通过在检测头中融合全维度动态卷积,降低了冗余信息对于检测效果的影响,并通过优化... 详细信息

针对现有的高精度行人检测模型因资源要求高而导致的难以应用于边缘计算场景的问题,提出了一种适用于边缘GPU设备的轻量级实时密集行人检测算法。该算法通过在检测头中融合全维度动态卷积,降低了冗余信息对于检测效果的影响,并通过优化损失函数增强了算法区分待检测目标和背景的能力。实验结果表明,在密集人群场景下的行人检测任务中,该算法在精确度方面较本文基线算法YOLOv7-tiny提升了4.1百分点,这证明该算法能够在边缘计算场景下实现准确的密集人群检测。

关键词：行人检测小目标识别深度学习边缘计算

高延性水泥基复合材料拉伸开裂行为多尺度模拟研究进展

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硅酸盐学报 2025年第1期 173-189页

作者：雷东移武志盈贾昊瑄于龙王冰汤金辉李莹李炎隆刘加平青岛理工大学土木工程学院海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心东南大学材料科学与工程学院西安理工大学水利水电学院

高延性水泥基复合材料(ECC)克服了普通混凝土延性差、裂缝控制能力弱的缺点，当前针对混凝土断裂力学的机理分析主要依据微、宏观试验数据进行，但该过程耗时耗力且无法直观展示开裂过程中纤维–基体间的应力传递及异相物质间的分子或... 详细信息

高延性水泥基复合材料(ECC)克服了普通混凝土延性差、裂缝控制能力弱的缺点，当前针对混凝土断裂力学的机理分析主要依据微、宏观试验数据进行，但该过程耗时耗力且无法直观展示开裂过程中纤维–基体间的应力传递及异相物质间的分子或原子交互作用，而计算机模拟技术凭借高效、可视化、低成本的优势为精准预测、深入分析试验结果提供了强力支撑。为全面了解当前ECC拉伸开裂行为多尺度模拟的研究现状，将分子动力学、数值模拟(有限元模拟)、近场动力学和人工神经网络按纳、介、宏观3类尺度、4类方法分类概述其对ECC拉伸开裂行为的模拟。纳观尺度方面，分子动力学从分子或原子层面出发，着重分析未改性及改性纤维对ECC变形过程中纤维–基体界面结合性能的影响机理。介观尺度方面，数值(有限元)模拟重点关注纤维、基体及其界面特性等宏、细观因素对ECC拉伸应变硬化行为的影响规律。宏观尺度方面：近场动力学模拟针对ECC多缝开裂特性研究较少，其主要基于非局部作用分析了普通及纤维增强混凝土在不同方向荷载下的开裂演化行为；人工神经网络对ECC的力学性能预测有一定研究，但该方法主要通过建立预测模型，实现混凝土配合比设计并预测相关参数与力学性能之间的关联性。同时，论述了4种模拟技术在ECC拉伸开裂行为中的不足及发展趋势。

关键词：高延性拉伸应变硬化分子动力学数值(有限元) 近场动力学人工神经网络

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桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表研制

大连理工大学学报 2012年第2期52卷 253-258页

作者：袁晶瑄王本德大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024

针对水库汛限水位动态控制方案的具体化和可操作性问题,依据水库调洪计算原理和流域水量平衡原理,研制了桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表.由此套表,即可根据实时和预报的水雨工情信息,确定面临时刻允许控制的库水位值及控泄流量等,... 详细信息

针对水库汛限水位动态控制方案的具体化和可操作性问题,依据水库调洪计算原理和流域水量平衡原理,研制了桓仁水库汛限水位动态控制决策支持表.由此套表,即可根据实时和预报的水雨工情信息,确定面临时刻允许控制的库水位值及控泄流量等,方便水库调度技术人员和决策人快速查算、决策.该研究方法可供我国调节性能较高的大型水库(水电站)汛期洪水退水段库水位实时控制借鉴参考.

关键词：防洪工程汛限水位动态控制决策支持表水库(水电站) 汛期洪水退水段