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Saturable and reverse saturable absorption in molybdenum disulfide dispersion and film by defect engineering

Photonics Research 2020年第9期8卷 1512-1521页

作者： CHUNHUI LU HONGWEN xuAN YIxuAN ZHOU xinlong xu QIYI ZHAO AND JINTAO BAI Shaanxi Joint Laboratory of Graphene State Key Laboratory of Photoelectric Technology and Functional MaterialsInternational Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional MaterialsInstitute of Photonics&Photon-TechnologySchool of PhysicsNorthwest UniversityXi’an 710069China School of Science Xi’an University of Posts and TelecommunicationsXi’an 710121China

Understanding and controlling defect in two-dimensional materials is important for both linear and nonlinear optoelectronic devices,especially in terms of tuning nonlinear optical absorption.Taking advantage of an atomic defect formed easily by smaller size,molybdenum disulfide nanosheet is prepared successfully with a different size by gradient centrifugation.Interestingly,size-dependent sulfur vacancies are observed by high-resolution X-ray photoelectron spectroscopy,atomic force microscopy,and transmission electron microscopy.The defect effect on nonlinear absorption is investigated by Z-scan measurement at the wavelength of 800 nm.The results suggest the transition from saturable absorption to reverse saturable absorption can be observed in both dispersions and films.First principle calculations suggest that sulfur vacancies act as the trap state to capture the excited electrons.Moreover,an energy-level model with the trap state is put forward to explain the role of the sulfur vacancy defect in nonlinear optical absorption.The results suggest that saturable absorption and reverse saturable absorption originate from the competition between the excited,defect state and ground state absorption.Our finding provides a way to tune the nonlinear optical performance of optoelectronic devices by defect engineering.

关键词： defect absorption molybdenum

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Third-order nonlinear optical properties of WTe2 films synthesized by pulsed laser deposition

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Photonics Research 2019年第12期7卷 1493-1500页

作者： MI HE YEQUAN CHEN LIPENG ZHU HUAN WANG xuEFENG WANG xinlong xu ZHANYU REN Shaanxi Joint Laboratory of Graphene State Key Laboratory Incubation Base of Photoelectric Technology and Functional MaterialsInternational Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional MaterialsInstitute of Photonics&Photon-TechnologyNorthwest UniversityXi'an 710069China National Laboratory of Solid State Microstructures Collaborative Innovation Center of Advanced MicrostructuresSchool of Electronic Science and EngineeringNanjing UniversityNanjing 210093China School of Electronic Engineering Xi'an University of Posts and TelecommunicationsXi'an 710121China

The prominent third-order nonlinear optical properties of WTe2 films are studied through the Z-scan technique using a femtosecond pulsed laser at 1030 nm.Open-aperture(OA)and closed-aperture(CA)Z-scan measurements are performed at different intensities to investigate the nonlinear absorption and refraction properties of WTe2 films.OA Z-scan results show that WTe2 films always hold a saturable absorption characteristic without transition to reverse saturable absorption.Further,a large nonlinear absorption coefficientβis determined to be-3.37×10^3 cm∕GW by fitting the OA Z-scan curve at the peak intensity of 15.603 GW∕cm^2.In addition,through the slow saturation absorption model,the ground state absorption cross section,excited state absorption cross section,and absorber's density were found to be 1.4938×10^-16 cm^2,1.2536×10^-16 cm^2,and 6.2396×10^20 cm^-3,respectively.CA Z-scan results exhibit a classic peak–valley shape of the CA Z-scan signal,which reveals a self-defocusing optical effect of WTe2 films under the measured environment.Furthermore,a considerable nonlinear refractive index value n2 can be obtained at-1.629×10^-2 cm^2∕GW.Ultimately,the values of the real and imaginary parts of the third-order nonlinear susceptibility of WTe2 are roughly estimated to be-5.93×10^-9 and-1.01×10^-8 esu with the help of first-principles calculations.WTe2 possesses sizeable thirdorder nonlinear coefficients compared with other materials,which suggests that it has great potential to improve performance in nonlinear optical devices.

关键词： optical nonlinear absorption

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Solid phase microwave-assisted fabrication of Fe-doped ZIF-8 for single-atom Fe-N-C electrocatalysts on oxygen reduction

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Journal of Energy Chemistry 2021年第3期30卷 579-586页

作者： xinlong xu Xiaoming Zhang Zhangxun Xia Ruili Sun Huanqiao Li Junhu Wang Shansheng Yu Suli Wang Gongquan Sun Division of Fuel Cells and Battery Dalian National Laboratory for Clean EnergyDalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian 116023LiaoningChina Key Laboratory of Fuel Cells&Hybrid Power Sources Chinese Academy of SciencesDalian 116023LiaoningChina University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Mössbauer Effect Data Center Dalian Institute of Chemical PhysicsChinese Academy of SciencesDalian 116023LiaoningChina Department of Materials Science Jilin UniversityChangchun 130012JilinChina

Fe-N-C endowed with inexpensiveness,high activity,and excellent anti-poisoning power have emerged as promising candidate catalysts for oxygen reduction reaction(ORR).Single-atom Fe-N-C electrocatalysts derived from Fe-doped ZIF-8 represent the top-level ORR performance.However,the current fabrication of Fe-doped ZIF-8 relies on heavy consumption of time,energy,cost and organic solvents.Herein,we develop a rapid and solvent-free method to produce Fe-doped ZIF-8 under microwave irradiation,which can be easily amplified in combination with ball-milling.After rational pyrolysis,Fe-N-C catalysts with atomic FeN4 sites well dispersed on the hierarchically porous carbon matrix are obtained,which exhibit exceptional ORR performance with a half-wave potential of 0.782 V(vs.reversible hydrogen electrode(RHE))and brilliant methanol tolerance.The assembled direct methanol fuel cells(DMFCs)endow a peak power density of 61 mW cm^(-2) and extraordinary stability,highlighting the application perspective of this strategy.

关键词： Microwave-assistant Zeolitic imidazolate framework-8 Fe single atoms Electrocatalysts Oxygen reduction reaction

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Broadband terahertz wave generation from an epsilon-near-zero material

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Light(Science & Applications) 2021年第1期10卷 115-122页

作者： Wenhe Jia Meng Liu Yongchang Lu Xi Feng Qingwei Wang xueqian Zhang Yibo Ni Futai Hu Mali Gong xinlong xu Yuanyuan Huang Weili Zhang Yuanmu Yang Jiaguang Han State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments Department of Precision InstrumentTsinghua UniversityBeijing 100084China Center for THz Waves and College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering Tianjin UniversityTianjin 300072China Shaanxi Joint Lab of Graphene International Collaborative Center on Photoelectric Technology and Nano Functional MaterialsInstitute of Photonics and Photon-TechnologyNorthwest UniversityXi'an 710069China School of Electrical and Computer Engineering Oklahoma State UniversityStillwaterOklahoma 74078USA

Broadband light sources emitting in the terahertz spectral range are highly desired for applications such as noninvasive imaging and spectroscopy.Conventionally,THz pulses are generated by optical rectification in bulk nonlinear crystals with millimetre thickness,with the bandwidth limited by the phase-matching condition.Here we demonstrate broadband THz emission via surface optical rectification from a simple,commercially available 19nmthick indium tin oxide(ITO)thin film.We show an enhancement of the generated THz signal when the pump laser is tuned around the epsilon-near-zero(ENZ)region of ITO due to the pump laser field enhancement associated with the ENZ effect.The bandwidth of the THz signal generated from the ITO film can be over 3 THz,unrestricted by the phasematching condition.This work offers a new possibility for broadband THz generation in a subwavelength thin film made of an ENZ material,with emerging physics not found in existing nonlinear crystals.

关键词： pump film matching

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无人机喷施不同浓度缩节胺对棉花生长发育的影响

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新疆农业科学 2024年第5期61卷 1085-1093页

作者：李雪瑞翟梦华徐新龙孙明辉张巨松新疆农业大学农学院/教育部棉花工程研究中心乌鲁木齐830052

【目的】研究无人机喷施不同浓度缩节胺对棉花生长发育的调控效应,为构建棉花轻简栽培提供科学依据。【方法】在缩节胺剂量相同的条件下,共设置6个不同兑水量控制缩节胺浓度(缩节胺分次分时期喷施,共7次),分别为7.5(C_(1))、15(C_(2))、... 详细信息

【目的】研究无人机喷施不同浓度缩节胺对棉花生长发育的调控效应,为构建棉花轻简栽培提供科学依据。【方法】在缩节胺剂量相同的条件下,共设置6个不同兑水量控制缩节胺浓度(缩节胺分次分时期喷施,共7次),分别为7.5(C_(1))、15(C_(2))、22.5(C_(3))、30(C_(4))、37.5(C_(5))、45(C_(6))L/hm^(2),分析不同缩节胺浓度对棉花生长发育的影响。【结果】喷施低浓度缩节胺(C_(5)、C_(6))会延长棉花生育期,使棉花贪青晚熟;中浓度缩节胺(C_(3)、C_(4))处理的棉花株高较低,对棉花株高抑制效果最好,其中C_(4)处理产量最高;高浓度缩节胺(C_(1)、C_(2))处理会使棉花生育时期提前,缩短生育期,促早熟,但不利于伏前桃增长,还会降低棉花单铃重。【结论】新疆南疆地区种植棉花使用无人机化控时,选择兑水量为30 L/hm^(2)(C_(4))的调控效果最优,且皮棉产量达到2762.6 kg/hm^(2)。

关键词：棉花无人机缩节胺生长发育产量

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不同种植模式和品种对棉花光合物质生产及产量的影响

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新疆农业科学 2024年第3期61卷 537-546页

作者：孙明辉叶尔兰·木合塔尔翟梦华李雪瑞徐新龙张巨松新疆农业大学农学院/教育部棉花工程研究中心乌鲁木齐830052

【目的】研究不同种植模式与品种对棉花光合物质生产及产量的影响。【方法】试验于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇进行,选择2种不同株型结构的棉花品种源棉11号、新陆中80号、新陆中84号和J206-5,选用2种种植模式:76 cm等行距(1膜3... 详细信息

【目的】研究不同种植模式与品种对棉花光合物质生产及产量的影响。【方法】试验于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇进行,选择2种不同株型结构的棉花品种源棉11号、新陆中80号、新陆中84号和J206-5,选用2种种植模式:76 cm等行距(1膜3行)和(66+10)cm宽窄行(1膜6行),设置田间试验分析不同种植模式及品种对棉花生育进程、植株形态、叶面积指数、净光合速率、干物质积累和产量的影响。【结果】不同棉花品种在1膜3行处理下较1膜6行处理生育期缩短4~6 d,株高、始果枝高度、果枝夹角和平均果枝长度受种植模式影响较大。盛铃前期之前,不同株型棉花品种在1膜3行处理下的叶面积指数较高。但随着生育期推移,株型松散型的源棉11号、J206-5和株型紧凑的新陆中80号、新陆中84号分别在1膜3行处理、1膜6行处理下叶面积指数下降幅度较小,在棉花生育后期能维持较高的叶面积指数。盛花期前,不同株型棉花品种的净光合速率均表现为1膜3行处理高于1膜6行处理,但在盛花期至吐絮阶段,株型松散型的源棉11号、J206-5和株型紧凑的新陆中80号、新陆中84号净光合速率分别在1膜3行处理、1膜6行处理下达到最大值且下降缓慢,延长了光合作用持续时间,有利于棉花后期产量形成。株型松散型的源棉11号、J206-5在1膜3行处理下较1膜6行处理皮棉产量增加15.45%~17.23%,株型紧凑的新陆中80号、新陆中84号在1膜6行处理下皮棉产量较1膜3行处理增产9.23%~12.00%。【结论】不同株型棉花品种应选择适宜的种植模式,才能进一步发挥其增产潜力。株型松散的棉花品种适宜在76 cm等行距下种植,株型紧凑的棉花品种适宜在(66+10)cm模式下种植。

关键词：棉花种植模式品种生长发育产量

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2022年中哈边境阿拉山口口岸地区鼠形动物携带巴尔通体调查

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口岸卫生控制 2024年第2期29卷 57-62页

作者：徐新龙骄娃彭国刚李军霞李子帆徐军阿拉山口海关技术中心新疆阿拉山口833418 阿拉山口海关新疆阿拉山口833418 乌鲁木齐海关新疆乌鲁木齐830011

目的了解中国-哈萨克斯坦边境阿拉山口口岸地区鼠群中携带巴尔通体(Bartonella)情况,研究与分析其基因同源性及系统进化情况,为海关开展口岸鼠传疾病的监测与排查提供科学依据。方法 2022年3至11月,采用夹夜法在阿拉山口口岸城区、郊... 详细信息

目的了解中国-哈萨克斯坦边境阿拉山口口岸地区鼠群中携带巴尔通体(Bartonella)情况,研究与分析其基因同源性及系统进化情况,为海关开展口岸鼠传疾病的监测与排查提供科学依据。方法 2022年3至11月,采用夹夜法在阿拉山口口岸城区、郊区、野外和出入境通道处选取8个监测区域,捕获鼠形动物后进行分类鉴定与剖检,无菌采集肝脏组织,进行核酸提取,利用聚合酶链式反应(PCR)扩增巴尔通体枸橼酸合酶基因(gltA),对阳性产物测序后,再进行同源性和遗传进化树分析。结果共捕获鼠形动物1目2科5属5种101只,其中优势鼠种为大沙鼠,共计67只,占捕获总数的66.34%;其余为子午沙鼠、灰仓鼠、褐家鼠和小家鼠等。PCR检测鼠肝脏样本共101份,在其中7只大沙鼠中检出gltA基因核酸阳性,检出率为6.93%,经测序及遗传进化分析表明除alsk2022092302外,其他序列均较为相近,同源性分析显示其与GeneBank中6种已知巴尔通体gltA基因(AB444984.1、MG887832.1、KT327028.1、KT327032.1、MH618792.1、JN402992.1)同源性分别为95.56%~100%,提示阿拉山口口岸地区大沙鼠鼠群中存在巴尔通体分子种类多样性的特征。结论研究再次证实阿拉山口口岸地区鼠形动物,特别是大沙鼠中存在巴尔通体感染,应加强监测与防控力度,防止其经国境口岸传入或传出。

关键词：巴尔通体鼠形动物阿拉山口口岸调查遗传进化分析

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不同种植模式下氮肥基追比对棉花生长发育及产量的影响

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河南农业科学 2024年第5期53卷 70-79页

作者：徐新龙张巨松王冬代健敏李雪瑞翟梦华孙明辉新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052 教育部棉花工程研究中心新疆乌鲁木齐830052 新疆金丰源种业有限责任公司新疆阿克苏843100

研究棉花适宜的种植模式和氮肥基追比,为新疆棉花高产高效发展提供技术支撑。以棉花品种新陆中84号为材料,于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇进行田间试验。试验采用裂区试验设计,主因素为种植模式:一膜6行[(66+10)cm宽窄行、株距12... 详细信息

研究棉花适宜的种植模式和氮肥基追比,为新疆棉花高产高效发展提供技术支撑。以棉花品种新陆中84号为材料,于2022年在新疆阿克苏地区沙雅县海楼镇进行田间试验。试验采用裂区试验设计,主因素为种植模式:一膜6行[(66+10)cm宽窄行、株距12 cm,M6]和一膜3行(76 cm等行距、株距6 cm,M3);副因素为氮肥基追比:0∶10(N0)、2∶8(N2)、4∶6(N4)。共6个处理,各处理总施氮量均为纯氮320 kg/hm^(2),在棉花的整个生育期对生育进程、农艺性状、叶面积指数(LAI)、净光合速率(Pn)、干物质量、产量及产量构成进行调查和测定。结果表明,M3种植模式各氮肥基追比处理平均皮棉产量较M6种植模式增加22.0%,2种模式分别以M3N4处理和M6N2处理皮棉产量最高,为3251.90 kg/hm^(2)和2895.42 kg/hm^(2),其中盛蕾期、盛花期、盛铃期M3N4处理Pn较M6N2处理分别增加41.2%、12.1%、34.0%。M3种植模式各氮肥基追比处理吐絮期平均干物质积累量较M6种植模式增加35.1%,平均单株铃数、单铃质量、籽棉产量较M6种植模式分别增加20.6%、5.3%、21.7%。随氮肥基追比增加,棉花生育期延长,吐絮期M6种植模式下N0处理分别比N2、N4处理提前5、8 d,M3种植模式下N0处理比N2、N4处理提前4、6 d;2个种植模式下不同氮肥基追比处理LAI均表现为N4>N2>N0;M6种植模式下N2处理棉花盛花期Pn、吐絮期地上部干物质量、单株铃数、单铃质量、籽棉产量分别较N0和N4处理提高9.2%和8.9%、18.2%和42.5%、19.8%和18.3%、9.3%和5.5%、30.3%和25.4%,M3种植模式下N4处理棉花盛花期Pn、吐絮期地上部干物质量、单株铃数、籽棉产量分别较N0和N2处理提高21.1%和6.7%、32.9%和24.0%、11.3%和12.3%、12.5%和11.4%,单铃质量差异不显著。综合考虑种植模式和氮肥基追比对棉花产量的协同提高效应,在设置试验条件下,选择76 cm等行距种植模式,氮肥基追比控制在4∶6时较为适宜。

关键词：棉花种植模式氮肥基追比生长发育产量

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基于超材料的太赫兹波辐射特性与增强研究

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光学仪器 2024年第3期46卷 1-8,17页

作者：徐新龙史明坚黄媛媛刘慧彪熊永臻西北大学物理学院陕西西安710127

太赫兹波的产生与调控对太赫兹技术发展至关重要。超材料的可设计几何结构与特异共振响应为产生与调控太赫兹波提供了新的途径。但超材料产生太赫兹波辐射的转换效率较低仍然是一个亟待解决的问题。设计了一种由金属谐振环阵列和全介质... 详细信息

太赫兹波的产生与调控对太赫兹技术发展至关重要。超材料的可设计几何结构与特异共振响应为产生与调控太赫兹波提供了新的途径。但超材料产生太赫兹波辐射的转换效率较低仍然是一个亟待解决的问题。设计了一种由金属谐振环阵列和全介质硅开口谐振器组成的超材料。利用麦克斯韦方程联合表述电子运动的流体动力模型的自洽方程组,研究了该超材料的太赫兹波辐射与调控过程。研究发现,通过优化分裂谐振环的开口方向,超材料产生的太赫兹波振幅提高了1倍。此外,通过改变入射光偏振角及超材料的几何尺寸实现了太赫兹波振幅调控。这为基于超材料的,紧凑型和可调谐的太赫兹源提供了新途径。

关键词：超材料太赫兹辐射分裂谐振环共振耦合效应

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New normalized LMS adaptive filter with a variable regularization factor

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Journal of Systems Engineering and Electronics 2019年第2期30卷 259-269页

作者： LI Zhoufan LI Dan xu xinlong ZHANG Jianqiu School of Information Science and Technology Fudan University

A new normalized least mean square(NLMS) adaptive filter is first derived from a cost function, which incorporates the conventional one of the NLMS with a minimum-disturbance(MD)constraint. A variable regularization factor(RF) is then employed to control the contribution made by the MD constraint in the cost function. Analysis results show that the RF can be taken as a combination of the step size and regularization parameter in the conventional NLMS. This implies that these parameters can be jointly controlled by simply tuning the RF as the proposed algorithm does. It also demonstrates that the RF can accelerate the convergence rate of the proposed algorithm and its optimal value can be obtained by minimizing the squared noise-free posteriori error. A method for automatically determining the value of the RF is also presented, which is free of any prior knowledge of the noise. While simulation results verify the analytical ones, it is also illustrated that the performance of the proposed algorithm is superior to the state-of-art ones in both the steady-state misalignment and the convergence rate. A novel algorithm is proposed to solve some problems. Simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm.

关键词： adaptive filtering normalized least mean square (NLMS) minimum-disturbance (MD) constraint variable regularization variable step-size NLMS

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