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Time-sensitive prediction of NO_(2) concentration in China using an ensemble machine learning model from multi-source data

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Journal of Environmental Sciences 2024年第3期137卷 30-40页

作者： Chenliang Tao Man Jia Guoqiang Wang Yuqiang zhang qingzhu zhang Xianfeng Wang Qiao Wang Wenxing Wang Big Data Research Center for Ecology and Environment Environment Research InstituteShandong UniversityQingdao 266237China Shandong Provincial Eco-environment Monitoring Center Jinan 250101China

Nitrogen dioxide(NO_(2))poses a critical potential risk to environmental quality and public health.A reliable machine learning(ML)forecasting framework will be useful to provide valuable information to support government *** on the data from1609 air quality monitors across China from 2014-2020,this study designed an ensemble ML model by integrating multiple types of spatial-temporal variables and three sub-models for time-sensitive prediction over a wide *** ensemble ML model incorporates a residual connection to the gated recurrent unit(GRU)network and adopts the advantage of Transformer,extreme gradient boosting(XGBoost)and GRU with residual connection network,resulting in a 4.1%±1.0%lower root mean square error over XGBoost for the test *** ensemble model shows great prediction performance,with coefficient of determination of 0.91,0.86,and 0.77 for 1-hr,3-hr,and 24-hr averages for the test results,*** particular,this model has achieved excellent performance with low spatial uncertainty in Central,East,and North China,the major site-dense *** the interpretability analysis based on the Shapley value for different temporal resolutions,we found that the contribution of atmospheric chemical processes is more important for hourly predictions compared with the daily scale predictions,while the impact of meteorological conditions would be ever-prominent for the *** with existing models for different spatiotemporal scales,the present model can be implemented at any air quality monitoring station across China to facilitate achieving rapid and dependable forecast of NO_(2),which will help developing effective control policies.

关键词： Air quality prediction Deep learning Ensemble method Nitrogen dioxide Spatiotemporal covariates

Effects of the VGS sweep range on the short channel effect in negative capacitance FinFETs

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Science China(Information Sciences) 2024年第6期 463-464页

作者： Fan zhang Zhaohao zhang Jiaxin YAO qingzhu zhang Gaobo XU Zhenhua WU Huan LIU Genquan HAN Yan LIU Huaxiang YIN Integrated Circuit Advanced Process R&D Center State Key Lab of Fabrication Technologies for Integrated CircuitsInstitute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences School of Microelectronics Xidian University School of Integrated Circuits University of Chinese Academy of Sciences

As the CMOS technology scaling is reaching fundamental limits,there is a substantial demand for energy-efficient devices with lower operating *** capacitance field-effect transistors （NCFETs） exhibit the capability to amplify the gate voltage and become promising candidates for future advanced process *** （FE） HfO2-based materials,

关键词：

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基于硅材料MOS量子点单自旋量子比特的研究与实现

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稀有金属 2024年第1期48卷 118-137页

作者：顾杰殷华湘吴振华张青竹中国科学院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心北京100029 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室北京100088 中国科学院大学北京100029 中国有研科技集团有限公司智能传感功能材料国家重点实验室北京100049

量子计算作为未来计算技术发展的一个重要方向,在一些特定领域具有现代计算机无可比拟的强大优势。基于硅材料的金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor,MOS)量子点自旋量子比特由于拥有较长的相干时间以及与现代集成电路工艺兼容... 详细信息

量子计算作为未来计算技术发展的一个重要方向,在一些特定领域具有现代计算机无可比拟的强大优势。基于硅材料的金属氧化物半导体(metal-oxide-semiconductor,MOS)量子点自旋量子比特由于拥有较长的相干时间以及与现代集成电路工艺兼容等优势,在近些年来获得了广泛研究,并取得了较大发展,成为了实现通用量子计算重要的候选方案之一。总结了硅MOS量子点单自旋量子比特实现方案,介绍了硅量子点量子计算的研究背景及意义,叙述目前硅MOS量子点单自旋量子比的研究进展,介绍了MOS量子点器件结构、量子点电荷输运理论、量子比特的读出、量子比特的操作、退相干的影响因素与抑制方法以及扩展与集成等方面的内容,最后讨论了硅MOS量子点自旋量子比特在实现通用量子计算方面面临的挑战与未来发展趋势。

关键词：硅量子点量子比特量子计算自旋

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基于物联网的水域生态环境在线监控技术研究

环境科学与管理 2024年第4期49卷 133-138页

作者：赵琳张庆竹张鑫山东省水利勘测设计院有限公司山东济南250013 山东省海河淮河小清河流域水利管理服务中心山东济南250014

为了提高监控精度,扩大监控范围,提出基于物联网的水域生态环境在线监控技术。考虑物联网传感器的感知范围和水动力因素,确定环境中的测点位置,将改装的pH传感器、温度传感器等物联网硬件设备安装在测点位置上。利用物联网技术,获取水... 详细信息

为了提高监控精度,扩大监控范围,提出基于物联网的水域生态环境在线监控技术。考虑物联网传感器的感知范围和水动力因素,确定环境中的测点位置,将改装的pH传感器、温度传感器等物联网硬件设备安装在测点位置上。利用物联网技术,获取水域生态环境数据,得出pH值、总磷浓度等监测指标的计算结果。以环境的监测结果为启动条件,实现水域生态环境的在线监控任务。得出结论:优化设计技术得出的pH值、温度和总磷浓度监测误差分别降低了0.29℃、0.26℃和0.03 mg/m^(3),在环境控制作用下,污染物总浓度低于0.1 mg/m^(3),且水域生态环境的在线监控范围明显扩大。

关键词：物联网水域生态环境环境在线监控

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某型直升机机体气动特性风洞试验研究

气动研究与试验

气动研究与试验 2024年第2期2卷 97-102页

作者：张青竹张德平林长亮航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨150066

本文介绍了某型直升机试验风洞、模型、支架、天平以及模型/支架和支架/天平的安装方式,研究了机体全向气动特性和各部件气动特性,定性评估了平尾气动环境、机体表面附近流场和机身下表面分离对直升机飞行特性的影响。试验研究表明,所... 详细信息

本文介绍了某型直升机试验风洞、模型、支架、天平以及模型/支架和支架/天平的安装方式,研究了机体全向气动特性和各部件气动特性,定性评估了平尾气动环境、机体表面附近流场和机身下表面分离对直升机飞行特性的影响。试验研究表明,所使用的常规支架和专用支架适用于机体全向气动特性风洞试验;机身对平尾的气动干扰是可接受的;在侧滑角β=0°、迎角α=-72°附近的纵向气动特性突变是可以接受的,其产生的原因是机身下表面的突然分离;机体附近流场虽然有局部分离,但气流是稳定的。

关键词：直升机模型机体机身平尾风洞试验风速迎角侧滑角

层间硬度比对Cu-Be/Cu层状异构复合材料强韧性的影响

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有色金属科学与工程 2024年第1期15卷 67-79页

作者：柳春林唐延川张庆祝秦新宝郎鹏江张欣磊华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室南昌330013

通过真空热压复合、冷轧及热处理的方式制备了具有不同层间硬度比(R_(Cu-Be/Cu)分别为3.0、5.0、7.0)的Cu-Be/Cu层状异构复合材料。研究了层间硬度比R_(Cu-Be/Cu)对复合材料强度-塑性匹配及应变硬化率的影响,探索了不同R_(Cu-Be/Cu)下... 详细信息

通过真空热压复合、冷轧及热处理的方式制备了具有不同层间硬度比(R_(Cu-Be/Cu)分别为3.0、5.0、7.0)的Cu-Be/Cu层状异构复合材料。研究了层间硬度比R_(Cu-Be/Cu)对复合材料强度-塑性匹配及应变硬化率的影响,探索了不同R_(Cu-Be/Cu)下异质变形诱导强化对复合材料应变硬化行为的影响。研究结果表明,随着R_(Cu-Be/Cu)升高,层状异构复合材料的抗拉强度升高、均匀伸长率降低,但复合材料抗拉强度均高于依据混合定律计算值,且均匀伸长率均高于相应Cu-Be组元,其中R_(Cu-Be/Cu)为5.0的复合材料具有最优强度-塑性匹配。异质变形诱导强化作用可使层状异构复合材料中产生额外应变硬化,但R_(Cu-Be/Cu)为3.0的复合材料中异质变形诱导强化产生的应变硬化作用较弱,而R_(Cu-Be/Cu)为7.0的复合材料中异质变形诱导硬化作用在塑性变形初期就达到饱和状态并迅速降低,R_(Cu-Be/Cu)为5.0的复合材料中异质变形诱导硬化在材料应变硬化过程中占据主导作用,且可在较大应变范围内为材料提供额外应变硬化能力。

关键词：层状异构复合材料层间硬度比力学性能应变硬化异质变形诱导强化

Recent progress of hafnium oxide-based ferroelectric devices for advanced circuit applications

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Science China(Information Sciences) 2023年第10期66卷 84-104页

作者： Zhaohao zhang Guoliang TIAN Jiali HUO Fang zhang qingzhu zhang Gaobo XU Zhenhua WU Yan CHENG Yan LIU Huaxiang YIN Integrated Circuit Advanced R&D Center Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences School of Integrated Circuits University of Chinese Academy of Sciences School of Microelectronics Xidian University Department of Electronics East China Normal University

Hafnium oxide-based ferroelectric field-effect-transistors(FeFET), which combine super-steep logical switching and low power non-volatile memory functions, have significant potential for post-Moore integrated circuit innovations with higher energy efficiency and larger integration scale. In this review, recent research into hafnium oxide-based ferroelectric(FE) films and different functional devices is presented,from fundamentals to applications. Different technological challenges and state-of-the-art research and development efforts related to the physical understanding and performance optimization of FE films, advanced hafnium oxide-based device integration, and device applications in logic-in-memory and artificial synapses and neurons for neuromorphic computing are addressed.

关键词： ferroelectric FeFET hafnium oxide HZO logic-in-memory neuromorphic computing

应用混合线性模型对白桦家系速生性及稳定性分析与选择

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东北林业大学学报 2024年第9期52卷 1-7页

作者：周文戈孙越张杰文浩雨李慧玉高彩球王超张庆祝姜静刘桂丰林木遗传育种全国重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

为了选出白桦半同胞家系中速生且稳定的优异家系用于种子园改建,以永吉、尚志和庆安试验点的8年生白桦半同胞家系试验林为研究对象,调查其生长性状和适应性。采用误差异质混合线性模型,对各性状进行了多地点固定效应和随机效应分析,通... 详细信息

为了选出白桦半同胞家系中速生且稳定的优异家系用于种子园改建,以永吉、尚志和庆安试验点的8年生白桦半同胞家系试验林为研究对象,调查其生长性状和适应性。采用误差异质混合线性模型,对各性状进行了多地点固定效应和随机效应分析,通过最佳线性无偏预测(BLUP)法估算各家系的材积育种值,并结合基因型主效应与基因型-环境互作效应(GGE)双标图,联合分析各家系的速生性和稳定性。结果表明:(1)白桦半同胞家系胸径、单株材积和保存率等性状的地点效应显著(P1.5)。各试验点的方差分析结果表明,除尚志和庆安试验点保存率外,其余性状在家系间的差异均达到极显著水平(P<0.01)。尚志、永吉和庆安试验点各性状中,变异系数最大的均为单株材积,分别为40.74%、47.62%和41.67%。(2)将综合育种值从大到小排序,若按照前10%的入选率确定各试验点优良家系,则在永吉、尚志和庆安各选出了相应的7个家系,其单株材积的平均遗传增益分别为6.20%、9.44%和8.79%。(3)GGE双标图分析结果表明,3个试验点被分为3个适生区;各家系在不同试验点中的表现不同,在庆安、永吉和尚志试验点表现最好的分别为1-43、1-42和1-39家系,结合生长量及稳定性的数据排名,综合性状表现最好的是3-29、3-13、3-38、3-16、3-14、3-42和3-17等7个家系,平均单株材积遗传增益为10.41%。白桦子代生长性状受基因型、基因型与环境互作影响显著。依据BLUP数据的GGE双标图分析结果,综合3试验点的速生及稳定性,选出7个优良家系。

关键词：白桦多点试验最佳线性无偏预测(BLUP) 基因型主效加基因型-环境互作效应(GGE)双标图基因型与环境互作

Designing metal sulfide-based cathodes and separators for suppressing polysulfide shuttling in lithium-sulfur batteries

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Nano Research 2024年第4期17卷 2574-2591页

作者： Guoyin Zhu qingzhu Wu Xianghua zhang Yuwen Bao Xuan zhang Zhuoyao Shi Yizhou zhang Lianbo Ma Institute of Advanced Materials and Flexible Electronics(IAMFE) School of Chemistry and Materials ScienceNanjing University of Information Science&TechnologyNanjing 210044China School of Materials Science and Engineering Anhui University of TechnologyMaanshan 243002China School of Mechanical Engineering Jiangsu University of TechnologyChangzhou 213001China

Lithium-sulfur(Li-S)batteries,known for their high energy density,are attracting extensive research interest as a promising next-generation energy storage ***,their widespread use has been hampered by certain issues,including the dissolution and migration of polysulfides,along with sluggish redox *** sulfides present a promising solution to these obstacles regarding their high electrical conductivity,strong chemical adsorption with polysulfides,and remarkable electrocatalytic capabilities for polysulfide *** this review,the recent progress on the utilization of metal sulfide for suppressing polysulfide shuttling in Li-S batteries is systematically summarized,with a special focus on sulfur hosts and functional *** critical roles of metal sulfides in realizing high-performing Li-S batteries have been comprehensively discussed by correlating the materials’structure and electrochemical ***,the remaining issues/challenges and future perspectives are *** offering a detailed understanding of the crucial roles of metal sulfides,this review dedicates to contributing valuable knowledge for the pursuit of high-efficiency Li-S batteries based on metal sulfides.

关键词： lithium-sulfur batteries metal sulfides polysulfide shuttling sulfur hosts separator coating layers