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Experimental demonstration of a photonic spiking neuron based on a DFB laser subject to side-mode optical pulse injection

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Science China(Information Sciences) 2024年第3期67卷 271-280页

作者： Shuiying XIANG shuang gao Yuechun SHI Yuna ZHANG Ziwei SONG Xingxing GUO Yahui ZHANG Yuxin MA Xiangfei CHEN State Key Laboratory of Integrated Service Networks Xidian University Yongjiang Laboratory 3. College of Engineering and Applied Sciences Nanjing University

We proposed and experimentally demonstrated a simple and novel photonic spiking neuron based on a distributed feedback(DFB) laser subject to side-mode optical pulse injection(SMOPI). The DFB laser chip is designed and fabricated based on asymmetric equivalent π phase shift(π-EPS) with the reconstruction-equivalent-chirp(REC) technique. Under side-mode continuous-wave(CW) optical injection,excitability pulse was experimentally observed during the dominant mode switching process due to the injection-locked effect. Based on the transition between the excitability regime and the side-mode injection locking effect, the controllable and repeatable neuron-like spiking response can be realized when external stimulus pulses are electro-optically modulated on the CW optical carrier. The experimental results show that the spike threshold, temporal integration, and refractory period, which are important spike processing mechanisms in biological neurons, can all be achieved in the optically-injected DFB laser. The experimental findings are also verified numerically with a rate equation model that considers the SMOPI. To the best of our knowledge, this is the first experimental demonstration of a photonic spiking neuron based on a DFB laser subject to SMOPI, which holds promise for realizing large-scale photonic spiking neuron arrays for hardware photonic spiking neural network chips.

关键词： neuromorphic photonics photonic spiking neuron DFB laser side-mode optical pulse injections

Inducing piezoelectricity in distorted rutile TiO_(2)for enhanced tetracycline hydrochloride degradation through photopiezocatalysis

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Journal of Advanced Ceramics 2024年第3期13卷 323-331页

作者： Taotao Xia Lizhen Lu Haoyu Zhang Jinghui Wang Zonghe Huang Hongyang Wang Weiyi Yang shuang gao Qi Li Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials(Ministry of Education) School of Materials Science and EngineeringSouthwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China Shenyang National Laboratory for Materials Science Institute of Metal ResearchChinese Academy of SciencesShenyang 110016China

Various material design strategies have been developed to enhance photocatalytic performance of TiO_(2).However,no report is available on applications of the photopiezocatalysis strategy on TiO_(2)due to its lack of *** we developed a low-temperature molten salt etching process to create rutile TiO_(2)nanoparticles by etching[MgO_(6)]octahedrons away from MgTiO_(3)by molten NH_(4)Cl,during which a lattice distortion occurred in TiO_(2).The lattice distortion broke the structure symmetry of rutile TiO_(2)and subsequently endowed these rutile TiO_(2)nanoparticles with an unusual piezoelectric response with the maximum effective piezoelectric coefficient(d_(33))of~41.6 pm/V,which had not previously been found in TiO_(2)***,the photopiezocatalysis strategy was applied for the first time to enhance the photocatalytic performance of these TiO_(2)*** creation of lattice distortion to induce piezoelectricity could be extended to other photocatalysts that the photopiezocatalysis strategy has not been applied to and may generate novel functionalities for various technical applications.

关键词： photocatalysis TiO_(2) piezocatalysis molten salt etching process photopiezocatalysis

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论马克思对黑格尔“自我确证”的批判性超越

东北大学学报（社会科学版） 2024年第2期26卷 129-134页

作者：高爽东北大学马克思主义学院辽宁沈阳110169

自我确证不仅是黑格尔辩证法的关键环节,也是现代性的主体性原则。在《1844年经济学哲学手稿》中,马克思批判了黑格尔将自我确证等同于自我异化的扬弃的抽象逻辑,指出自我是在对象性活动中实现自身的生命力量和对象的本质力量,从而确证... 详细信息

自我确证不仅是黑格尔辩证法的关键环节,也是现代性的主体性原则。在《1844年经济学哲学手稿》中,马克思批判了黑格尔将自我确证等同于自我异化的扬弃的抽象逻辑,指出自我是在对象性活动中实现自身的生命力量和对象的本质力量,从而确证自身的存在。进而马克思创造性地将费尔巴哈的感性唯物主义与黑格尔的“第三者”相结合,提出了“第三存在物”是主体与对象相互确证的中介,超越了主体与对象之间的绝对对立,从而突破了黑格尔自我确证的封闭圆圈,为人的自我认识和自我解放提供了现实依据。

关键词：自我确证辩证法对象性第三存在物

Enhanced activation of peroxymonosulfate on layered molybdenum disulfide loaded with Co–La bimetallic oxide for efficient degradation of chloramphenicol

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Rare Metals 2024年第9期43卷 4628-4635页

作者： Yu-Ning Fan Yun-Qiu Zhang San-shuang gao Zeng-Hui Bi Yin Wang Shu-Xing Zhou Qian Liu Tian-Ping Lv Guang-Zhi Hu Institute for Ecological Research and Pollution Control of Plateau Lakes School of Ecology and Environmental ScienceYunnan University Hubei Key Laboratory of Low Dimensional Optoelectronic Materials and Devices Hubei University of Arts and Science Institute for Advanced Study Chengdu University

The use of transition metal-activated peroxymonosulfate（PMS） as an advanced oxidation technology has gained recognition. This study developed a catalyst using cobaltDlanthanum bimetallic oxide supported on layered molybdenum disulfide （Mo S2） as a carrier. The CoDLa/Mo S2catalyst was synthesised through coprecipitation, followed by calcination with an optimised metal ratio of Co:La=2:1 to activate PMS and degrade trace chloramphenicol（CAP） in water. The chemical composition of the catalyst was confirmed using X-ray diffraction （XRD） and X-ray photoelectron spectroscopy （XPS）. At catalyst and PMS dosages of 0.1 and 0.5 g·L-1, respectively, the degradation rate of CAP was 95% with in 30 min. The catalyst exhibitedstrong resistance to most interfering anions and maintained a high degradation rate at p H 3D11. Liquid chromatographyDmass spectrometry analysis revealed the potential degradation pathways of CAP in the CoDLa/Mo S2（2:1）/PMS system. For other pollutants, such as oxytetracycline,complete degradation was achieved within 20 min,demonstrating the broad applicability of the CoDLa/Mo S2（2:1）/PMS system for the degradation and removal of antibiotic organic contaminants. This study offers a feasible approach for the degradation of antibiotic organic pollutants, including CAP, in natural water bodies.

关键词： Catalysts

贸易便利化与种业科技创新对粮食安全的影响——基于65个UPOV成员国数据的实证分析

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中国流通经济 2024年第2期38卷 93-104页

作者：高爽呼伦贝尔学院法学与经济管理学院内蒙古呼伦贝尔021008 特华博士后科研工作站北京市100069

充分发挥贸易便利化在稳定全球供应链中的关键作用,激发种业科技创新活力,促进科技与农产品贸易深度对接,有利于提升国家粮食安全水平。基于2001—2021年65个UPOV成员国的面板数据,利用双向固定效应模型、中介效应模型,实证检验贸易便... 详细信息

充分发挥贸易便利化在稳定全球供应链中的关键作用,激发种业科技创新活力,促进科技与农产品贸易深度对接,有利于提升国家粮食安全水平。基于2001—2021年65个UPOV成员国的面板数据,利用双向固定效应模型、中介效应模型,实证检验贸易便利化、种业科技创新对粮食安全的影响,同时立足收入水平、地理环境以及研发强度差异,探究贸易便利化以及贸易便利化与种业科技创新协同作用对粮食安全的异质性影响。研究发现,贸易便利化对粮食安全水平具有显著提升作用;贸易便利化能够通过种业科技创新的中介效应影响粮食安全,存在“贸易便利化—种业科技创新外部效应—粮食安全”“贸易便利化—种业科技创新竞争效应—粮食安全”的传导路径,且上述结论经过稳健性检验后仍然成立。贸易便利化以及贸易便利化与种业科技创新协同作用对粮食安全的影响因收入水平、地理环境以及研发强度不同而存在明显差异,具体表现为在中低收入国家、沿海国家以及低研发强度国家的促进效应更强。因此,应着力提升跨境贸易通关效率,提高贸易便利化水平;持续强化种业科技创新能力,营造优良技术研发环境;实施具有针对性的贸易便利化策略,助力粮食安全水平提升。

关键词：贸易便利化种业科技创新粮食安全研发强度

采用融合遗传算法的高速公路服务区综合能源系统优化调度研究

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西安交通大学学报 2024年第5期58卷 200-211页

作者：李杰高爽袁博兴张懿璞长安大学能源与电气工程学院西安710064 长安大学电子与控制工程学院西安710064

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风... 详细信息

为达成“碳中和”目标愿景、促进公路交通系统与新能源的融合,以高速公路服务区为研究对象,考虑服务区内电、冷、热、气共4种负荷需求,构建了包含风光发电的新能源发电方式和电转气设备的高速公路服务区综合能源系统。在此基础上,以风电、光伏出力日前预测和多能负荷日前消耗为输入,各能源设备出力及购能分配为输出,以总成本最低为目标函数,考虑能量平衡、设备安全、运行状态等约束,建立了高速公路服务区综合能源系统优化调度模型。针对高速公路服务区综合能源系统调度问题,设计了遗传-序列二次规划融合优化算法,并以某服务区夏季典型日为例进行验证。结果表明:所构建的调度系统能够有效消纳可再生能源出力,协调外部购电、购气的比例,最终达到降低成本的效果;所提融合算法的调度结果与传统遗传算法、传统序列二次规划算法相比,在成本上分别降低了11.52%、0.70%,求解耗时仅为传统遗传算法的6.7%,独立性相比传统序列二次规划算法得到了提高。

关键词：高速公路服务区新能源遗传-序列二次规划算法优化调度电转气

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静电纺丝紫苏醛/甲基-β-环糊精包合物纳米纤维的制备与表征

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精细化工 2024年第4期41卷 820-828页

作者：张杨李晓明胡芬高爽东北农业大学文理学院黑龙江哈尔滨150030

为提高紫苏醛(PA)的热稳定性和水溶性,扩展其应用,以甲基-β-环糊精(MβCD)为主体分子,PA为客体分子,通过静电纺丝技术制备了PA/MβCD包合物(PA/MβCD-IC)纳米纤维(PA/MβCD-IC-NF)。采用SEM、1HNMR、XRD、TGA、FTIR和分子模拟对PA/MβC... 详细信息

为提高紫苏醛(PA)的热稳定性和水溶性,扩展其应用,以甲基-β-环糊精(MβCD)为主体分子,PA为客体分子,通过静电纺丝技术制备了PA/MβCD包合物(PA/MβCD-IC)纳米纤维(PA/MβCD-IC-NF)。采用SEM、1HNMR、XRD、TGA、FTIR和分子模拟对PA/MβCD-IC-NF进行了表征和分析,测试了其相溶解度,评价了其抗氧化活性和抑菌性能。结果表明,PA已被成功地包裹在MβCD空腔中,形成PA/MβCD包合物;PA/MβCD-IC-NF为非晶体结构,直径分布较均匀且表面光滑,平均直径为(134±60)nm。质量浓度为12 g/L的PA/MβCD-IC-NF(2 cm×2 cm)在1 s内可完全溶解。与PA相比,PA/MβCD-IC-NF中PA的热稳定性和水溶性都显著提高。PA/MβCD-IC-NF的抗氧化活性明显高于PA,对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑制率分别为96.2%±0.1%和94.0%±0.3%。

关键词：静电纺丝紫苏醛甲基-β-环糊精包合物纳米纤维功能材料

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全球视角下中国城镇化进程及其碳排放效应的比较研究

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地理科学 2024年第2期44卷 204-215页

作者：高爽王少剑莫惠斌中山大学地理科学与规划学院广东省城市化与地理环境空间模拟重点实验室广东广州510006 武汉大学城市设计学院湖北武汉430072

高质量的城镇化发展模式是中国实现现代化和低碳绿色发展转型的关键。本文利用1990―2020年世界195个国家(地区)的面板数据,从人口、空间、经济、社会4个维度测度各个国家(地区)的综合城镇化水平,并基于STIRPAT模型和EKC理论对比分析中... 详细信息

高质量的城镇化发展模式是中国实现现代化和低碳绿色发展转型的关键。本文利用1990―2020年世界195个国家(地区)的面板数据,从人口、空间、经济、社会4个维度测度各个国家(地区)的综合城镇化水平,并基于STIRPAT模型和EKC理论对比分析中国及不同收入群体国家城镇化对碳排放的影响机制。研究结果表明:①世界各国(地区)的综合城镇化水平整体呈现出增长的趋势,其中亚洲和欧洲地区的提升最为明显,中国的综合城镇化水平则呈现出起步低、速度快的发展趋势。②世界各国(地区)的城镇化发展质量正在稳步提升,综合城镇化的发展质量与区域的发展阶段具有密切的相关性,高收入国家(地区)的城镇化发展主要是由经济城镇化和社会城镇化主导的,而低收入国家(地区)城镇化的主导类型则是人口城镇化和空间城镇化,中国的城镇化进程逐渐从以城镇人口带动的“量”转变为协调发展的“质”,但仍与发达国家存在较大差距。③高收入、高城镇化和低收入国家(地区)综合城镇化与人均碳排放上存在“倒U型”曲线关系,中低收入、中高城镇化和低城镇化国家(地区)存在“U型”曲线关系,目前中国还处于人均碳排放随着综合城镇化水平的提升而上升的阶段,“倒U”曲线拐点还未出现,推动经济城镇化和社会城镇化水平的提升则是实现碳达峰的关键。因此,未来中国需要协调城镇化发展、居民生活水平提升和节能减排之间的关系,在提高城镇化质量的同时降低城镇化对碳排放的贡献。

关键词：综合城镇化人均碳排放国际比较低碳发展中国

超100 Gbit/s光纤无线融合传输技术进展(特邀)

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光通信研究 2024年第1期1期(12)卷 30-41页

作者：高爽张教朱敏东南大学移动通信全国重点实验室南京210096 网络通信与安全紫金山实验室南京211111

光纤通信与大容量高频无线通信深度融合是未来第六代移动通信(6G)的核心技术底座,对于构建“沉浸式通信、泛在连接、通信人工智能(AI)一体化”等6G典型场景具有重要意义。文章梳理了优化光纤无线融合传输系统架构和提升频谱效率的主流... 详细信息

光纤通信与大容量高频无线通信深度融合是未来第六代移动通信(6G)的核心技术底座,对于构建“沉浸式通信、泛在连接、通信人工智能(AI)一体化”等6G典型场景具有重要意义。文章梳理了优化光纤无线融合传输系统架构和提升频谱效率的主流技术及其实现方案,对研发团队在这些方面取得的部分进展进行了总结。首先,面向新一代沉浸式通信的大容量需求,借助商用数字相干光模块(DCO),提出了一种“光纤-无线-光纤”一体融合传输系统新型架构,率先完成了光子太赫兹100/200/400 GbE实时无线传输通信实验,最高实现了2×240.558 Gbit/s的线路速率;其次,面向覆盖范围广和灵活部署的应用场景,将数字副载波复用(DSCM)技术引入光纤无线融合接入系统,文章设计并搭建出同时支持最多32路固定宽带接入和32路W波段毫米波无线接入的点对多点(P2MP)100 Gbit/s相干无源光网络(PON),能够灵活调整速率且便于后续迭代升级;最后,面向通信AI一体化需求,提出了一种基于似然感知的矢量量化(VQ)变分自编码器(VAE),基于AI技术对光纤无线融合通信系统进行端到端优化,在无需太赫兹功率放大器的情况下,成功演示了净速率为366.4 Gbit/s的双偏振(DP)2×2多输入多输出(MIMO)太赫兹信号6.5 m无线传输和20 km标准单模光纤(SSMF)传输。上述技术在未来6G典型场景中具有巨大的应用潜力,此外,文章还从大容量、长距离、集成化和智能化等方向对超100 Gbit/s光纤无线融合传输技术进行了展望。

关键词：光纤无线融合传输数字副载波复用无源光网络端到端智能星座整形

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