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Polymer: Non-fullerene acceptor heterojunction-based phototransistor for short-wave infrared photodetection

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Nano Research 2024年第4期17卷 3087-3095页

作者： Jing Li weigang zhu Yang Han Yanhou Geng Wenping Hu Key Laboratory of Organic Integrated Circuits of Ministry of Education&Key Laboratory of Molecular Optoelectronic Sciences School of Science&Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering(Tianjin)Tianjin UniversityTianjin 300072China Key Laboratory of Organic Integrated Circuits of Ministry of Education&Key Laboratory of Molecular Optoelectronic Sciences School of Materials Science and EngineeringTianjin UniversityTianjin 300072China

It remains full of challenge for extending short-wave infrared(SWIR)spectral response and weak-light detection in the context of broad spectral responses for *** this work,a novel poly(2,5-bis(4-hexyldodecyl)-2,5-dihydro-3,6-di-2-thienyl-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione-alt-thiophene)(PDPPT3-HDO):COTIC-4F organic bulk-heterojunction is prepared as active layer for bulk heterojunction ***3-HDO serves as a hole transport material,while COTIC-4F enhances the absorption of SWIR light to 1020 *** a result,smooth and connected PDPPT3-HDO film is fabricated by blade coating method and exhibits high hole mobility up to 2.34 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1) with a current on/off ratio of 4.72×10^(5) in organic thin film ***3-HDO:COTIC-4F heterojunction phototransistors exhibit high responsivity of 2680 A·W^(-1) to 900 nm and 815 A·W^(-1) to 1020 nm,with fast response time(rise time~20 ms and fall time~100 ms).The photosensitivity of the heterojunction phototransistor improves as the mass ratio of non-fullerene acceptors increases,resulting in an approximately two orders of magnitude enhancement compared to the bare polymer ***,the phototransistor exhibits decent responsivity even under ultra-weak light power of 43μW·cm^(-2) to 1020 *** work represents a highly effective and general strategy for fabricating efficient and sensitive SWIR light photodetectors.

关键词： photodetection phototransistor organic semiconductor heterojunction non-fullerene acceptor

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大尺寸有机分子晶体的生长及光电应用

化学进展 2024年第2期36卷 204-223页

作者：崔靖愉姜辉李荣金朱伟钢天津大学有机集成电路教育部重点实验室、天津市分子光电科学重点实验室理学院化学系天津300072 天津大学材料科学与工程学院天津300072

有机分子晶体通过非共价相互作用结合在一起,具有三维长程有序、热力学稳定、缺陷密度低等特点,在有机场效应晶体管、X射线成像、非线性光学、光波导、柔性可穿戴器件和激光器等领域有广阔的应用前景。以往的研究主要是基于有机块状晶... 详细信息

有机分子晶体通过非共价相互作用结合在一起,具有三维长程有序、热力学稳定、缺陷密度低等特点,在有机场效应晶体管、X射线成像、非线性光学、光波导、柔性可穿戴器件和激光器等领域有广阔的应用前景。以往的研究主要是基于有机块状晶体或小尺寸的有机微/纳米晶体,对大尺寸的有机分子晶体研究较少,而实际应用场景往往需要大尺寸的有机分子晶体,如晶体管阵列及电路需要英寸级晶体膜,X射线成像和非线性光学变频需要厘米级晶体。然而,获得高质量大尺寸的有机分子晶体极具挑战,国内外尚未有关于大尺寸有机分子晶体生长与光电性能研究的总结和综述。本文首先介绍了分子晶体的生长机理和生长方法,然后介绍了大尺寸有机分子晶体的材料,接着总结了大尺寸有机分子晶体在长余辉发光、非线性光学、X射线成像、快中子探测、场效应晶体管、光电探测器等光电方面的应用,最后讨论了这一领域存在的挑战并对未来发展进行了展望。

关键词：分子晶体大尺寸光电子学场效应晶体管

国土空间规划指引下多层级交通专项规划实践——以上海为例

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交通与港航 2024年第3期11卷 60-65,93页

作者：朱伟刚上海市城市规划设计研究院

自国土空间规划体系建立施行以来,为更好地发挥专项规划在规划体系中的功能和作用,以统一国土空间管制、促进建设项目规划协同、加强规划实施监督管理为目标,结合多规融合和国土空间一张图规划编制要求,各地开展相关专项规划体系的深化... 详细信息

自国土空间规划体系建立施行以来,为更好地发挥专项规划在规划体系中的功能和作用,以统一国土空间管制、促进建设项目规划协同、加强规划实施监督管理为目标,结合多规融合和国土空间一张图规划编制要求,各地开展相关专项规划体系的深化研究。按照上海市交通专项规划在系统性、规范性、控制性方面的特点,结合北京、广州、武汉等城市规划情况,研究总结了不同层次、维度的上海交通专项规划体系,并提出了完善建议。

关键词：国土空间规划交通专项规划多规融合一张图

基于改进YOLOv5的无人机影像道路裂缝检测方法

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测绘通报 2024年第3期 173-178页

作者：朱伟刚汪伦陈田邹博文长春工程学院勘查与测绘工程学院吉林长春130021

道路裂缝的出现对道路使用寿命和人车安全带来明显影响,需及时检测出道路裂缝。针对无人机影像中裂缝目标小、图像背景复杂导致检测精度低等问题,本文以无人机采集裂缝图像作为研究数据,提出了一种改进YOLOv5模型的深度学习道路裂缝检... 详细信息

道路裂缝的出现对道路使用寿命和人车安全带来明显影响,需及时检测出道路裂缝。针对无人机影像中裂缝目标小、图像背景复杂导致检测精度低等问题,本文以无人机采集裂缝图像作为研究数据,提出了一种改进YOLOv5模型的深度学习道路裂缝检测方法。在YOLOv5模型骨干网络中分别加入CBAM、SimAM、CA注意力机制,提高模型对裂缝的识别能力及检测精度,通过消融试验进行对比分析,同时在YOLOv5模型上融入自适应空间特征融合算法,改善裂缝特征提取能力。研究表明,改进后的YOLOv5网络模型相比于原模型,精度得到明显提高,均值平均精度(mAP)提升20.6%,在保证准确性的同时有效提高了检测精度,可为道路裂缝检测提供新的方法。

关键词：裂缝检测 YOLOv5 注意力机制自适应空间特征融合

基于柔性传感技术的中医脉诊信息采集手套的研制

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现代纺织技术 2024年第2期32卷 1-8页

作者：王葎菲朱伟刚罗坚义黄爱萍谢勇五邑大学艺术设计学院广东江门529020 五邑大学应用物理与材料学院广东江门529020

针对当前中医脉诊设备体积庞大、操作环境条件要求较高、灵敏度较低以及操作繁琐等问题,开发了一款基于柔性传感技术的脉诊信息采集手套。该手套的柔性传感器由十字交叉的碳纤维构成传感单元,分别分布在手套食指、中指、无名指指尖位置... 详细信息

针对当前中医脉诊设备体积庞大、操作环境条件要求较高、灵敏度较低以及操作繁琐等问题,开发了一款基于柔性传感技术的脉诊信息采集手套。该手套的柔性传感器由十字交叉的碳纤维构成传感单元,分别分布在手套食指、中指、无名指指尖位置;以铜线为传导线,通过手指设计的夹层通道与传感单元连接,将脉诊信息传输至手背的电路板模块;信息数据通过电路板处理后发送至手机、计算机终端,并上传至云数据库。测试结果表明:在0~0.2 N脉压力范围内,传感器表现出超高的灵敏度(201.305 N-1),能有效识别微弱的脉冲信号;传感器的响应时间和恢复时间均为82 ms,能够实时监测压力信号的变化;在2.0 N的外力作用下,经过1000次循环测试,该传感器前后电阻变化率基本保持不变,表明该传感器具有长期稳定性的特性。该装置可以将脉诊信息数字化、规范化,可为中医临床诊断提供更稳定、丰富的数据提示及参考,也为居家自助诊脉以及云端诊病提供更多可能性。

关键词：柔性传感中医脉诊数字化手套信息采集

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基于深度学习的毫米波雷达人体摔倒检测系统研究

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电子设计工程 2024年第2期32卷 181-186页

作者：邬苏秦王府圣周川鸿朱卫纲曲卫航天工程大学电子与光学工程系北京101416

针对现有摔倒检测系统难以完成全天时检测、存在侵犯被检测人隐私的问题,该文设计了一种基于深度学习的毫米波雷达人体摔倒检测系统,包括信号采集、训练数据生成、智能检测和显示与告警四个部分。该系统利用1642毫米波雷达采集数据,对... 详细信息

针对现有摔倒检测系统难以完成全天时检测、存在侵犯被检测人隐私的问题,该文设计了一种基于深度学习的毫米波雷达人体摔倒检测系统,包括信号采集、训练数据生成、智能检测和显示与告警四个部分。该系统利用1642毫米波雷达采集数据,对数据进行短时傅里叶变换,经数据增强后构建时频图数据集,通过ResNet101网络进行动作检测。检测为摔倒动作后,向远程接收端发送报警信息。该系统能够检测摔倒、弯腰、下蹲三种动作。实测结果表明,检测准确率为94.3%。

关键词：摔倒检测毫米波雷达 ResNet101网络时频联合分析

Automatic detection and assessment of crack development in ultra-high performance concrete in the spatial and Fourier domains

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Frontiers of Structural and Civil Engineering 2024年第3期18卷 350-364页

作者： Jixing CAO Yao ZHANG Haijie HE Weibing PENG weigang ZHAO Zhiguo YAN Hehua zhu School of Safety Engineering and Emergency Management Shijiazhuang Tiedao UniversityShijiazhuang 050043China College of Civil Engineering and Architecture Zhejiang UniversityHangzhou 310058China College of Civil and Architectural Engineering Taizhou UniversityTaizhou 318000China College of Civil Engineering and Architecture Zhejiang University of TechnologyHangzhou 310014China Department of Geotechnical Engineering Tongji UniversityShanghai 200092China

Automatic detection and assessment of surface cracks are beneficial for understanding the mechanical performance of ultra-high performance concrete(UHPC).This study detects crack evolution using a novel dynamic mode decomposition(DMD)*** this method,the sparse matrix‘determined’from images is used to reconstruct the foreground that contains cracks,and the global threshold method is adopted to extract the crack *** application of the DMD method to the three-point bending test demonstrates the efficiency in inspecting cracks with high ***,the geometric features,including the area and its projection in two major directions,are evaluated over *** relationship between the geometric properties of cracks and load-displacement curves of UHPC is *** to the irregular shape of cracks in the spatial domain,the cracks are then transformed into the Fourier domain to assess their *** indicate that crack patterns in the Fourier domain exhibit a distinct concentration around a central ***,the power spectral density of cracks exhibits an increasing trend over *** investigation into crack evolution in both the spatial and Fourier domains contributes significantly to elucidating the mechanical behavior of UHPC.

关键词： dynamic mode decomposition ultra-high performance concrete crack detection geometric features Fourier domain

Molecular cocrystal odyssey to unconventional electronics and photonics

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Science Bulletin 2021年第5期66卷 512-520,M0004页

作者： weigang zhu Xiaotao Zhang Wenping Hu Tianjin Key Laboratory of Molecular Optoelectronic Sciences(TJ-MOS) Department of ChemistrySchool of ScienceTianjin UniversityTianjin 300072China Joint School of National University of Singapore and Tianjin University International Campus of Tianjin UniversityFuzhou 350207China

Cocrystal has been discovered and studied for more than 170 years since 1844, while the applications to optoelectronics only begin in the last decade. Several general questions that chemists and materials scientists currently seek to answer are: can we design and control the molecular self-assembly and cocrystal growth, what’s the packing-property correlations, as well as how can we improve device parameters for real applications in industry. In this contribution, we review our and other groups’ recent advances in the cocrystal research field sequentially including:(1) nucleation and growth mechanisms for selective preparation of cocrystals with different donor/acceptor ratio and morphology;(2) charge transport and electronic devices, particularly field-effect transistor(FET) and photo-response device. We discuss the in-situ single crystal device fabrication method, ambipolar charge transport, and molecular packingcharge separation correlation;(3) photonic and optical property, focusing on optical waveguide, photonic logic computation, and nonlinear optics(NLO). We present unusual optical properties revealed by advanced instruments and general structure-function relations for future study. Importantly, the extensive investigations described herein yield in-depth and detailed understandings of molecular cocrystals,and show that such bi-component material systems together with the developed instrument measurement methodologies have the potential to initiate unconventional electronic and photonic science and technology.

关键词： Self-assembly Cocrystal Electronics Photonics

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有机共晶非线性光学材料及应用研究进展

化学学报 2023年第2期81卷 191-206页

作者：郝良朦朱伟钢天津市分子光电科学重点实验室天津大学理学院化学系天津300072 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都610054

随着二次谐波(SHG)和双光子吸收(TPA)的产生,有机非线性光学(NLO)材料近十年来在激光频率转换、生物成像、微纳加工、光限幅以及太赫兹波(THz)等领域发挥越来越重要的应用,引起了广泛兴趣.迄今为止,报道的绝大多数有机非线性光学活性材... 详细信息

随着二次谐波(SHG)和双光子吸收(TPA)的产生,有机非线性光学(NLO)材料近十年来在激光频率转换、生物成像、微纳加工、光限幅以及太赫兹波(THz)等领域发挥越来越重要的应用,引起了广泛兴趣.迄今为止,报道的绝大多数有机非线性光学活性材料为单一组分,它们化学合成繁琐、实验条件苛刻且难以打破单一组分固有属性的限制.而复合材料可通过共混、掺杂、共结晶等简易形式迅速地拓宽新材料种类,通过一种分子以上基于分子间非共价相互作用的有机共晶已在很大程度上朝着调节和修改分子固体的物理化学性质的方向发展.然而,目前国内外并没有关于有机共晶在非线性光学领域中的系统性总结与介绍.本综述首先介绍二阶、三阶非线性光学性能参数及其测试方法;接着,介绍共晶材料在该领域的最新研究进展,包括材料的种类、制备方法、产生光学非线性效应的机理等;其次,讨论共晶非线性光学材料潜在的应用;最后,对该领域的发展提供了一些展望,希望能为有机共晶与非线性光学领域的同行研究者们提供一定的借鉴参考.

关键词：有机分子共晶非线性光学二次谐波双光子吸收太赫兹波