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Ni，Cu，Zn掺杂四方相PbTiO力学性能、电子结构与光学性质的第一性原理研究

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人工晶体学报 2024年

作者：王云杰张志远文杜林吴侦成苏欣伊犁师范大学物理科学与技术学院伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室

采用第一性原理研究了四方相钙钛矿PbTiO3以及Ni、Cu、Zn掺杂PbTiO3的力学性能、电子结构和光学性质。力学性能计算结果表明，Ni掺杂PbTiO3的体积模量、剪切模量及弹性模量在三种掺杂体系中最大。Ni掺杂体系德拜温度最高。G/B为材料的... 详细信息

采用第一性原理研究了四方相钙钛矿PbTiO3以及Ni、Cu、Zn掺杂PbTiO3的力学性能、电子结构和光学性质。力学性能计算结果表明，Ni掺杂PbTiO3的体积模量、剪切模量及弹性模量在三种掺杂体系中最大。Ni掺杂体系德拜温度最高。G/B为材料的脆、韧性判据，Zn掺杂PbTiO3的G/B值最大，说明化学键定向性最高。Ni、Zn掺杂体系的G/B范围为0.56＜G/B＜1.75，均为脆性材料，而本征PbTiO3和Cu掺杂体系G/B值小于0.56，均为韧性材料。通过分析电子结构发现，掺杂体系相比于本征体系带隙变窄，跃迁能量减小。Ni掺入使得PbTiO3费米能级处出现杂质能级，而Cu、Zn掺杂PbTiO3价带顶上移，费米能级进入价带，使得Cu、Zn掺杂PbTiO3呈现p型导电特性。从复介电函数、光学反射谱和吸收谱分析中发现，掺杂体系的静介电常数相较于本征体系有所提升。Ni、Cu、Zn的掺杂使得PbTiO3吸收范围扩展到红外波段，且增强了可见光波段的吸收强度，Cu掺杂PbTiO3材料的光催化特性在本征PbTiO3和三种单掺PbTiO3材料中是最好的。

关键词：第一性原理 PbTiO 掺杂力学性能电子结构光学特性

加工工艺对聚异戊二烯类橡胶炭黑分散性与力学性能的影响

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高等学校化学学报 2024年第6期45卷 148-162页

作者：冯雪阳王玉阁贺天成王珂潘立佳陈思源尹园孙洪国郑雅芳卫来孙昭艳伊犁师范大学物理科学与技术学院新疆凝聚态相变与微结构实验室伊宁835000 中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022

天然橡胶、异戊橡胶和仿生橡胶的主要成分均为顺-1,4-聚异戊二烯,但在蛋白质和磷脂等成分上存在一定差异.这些差异可能会导致橡胶对混炼工艺的响应不同,使填料在橡胶中的分散性产生差异,进而影响硫化胶的动静态性能.为了探究聚异戊二烯... 详细信息

天然橡胶、异戊橡胶和仿生橡胶的主要成分均为顺-1,4-聚异戊二烯,但在蛋白质和磷脂等成分上存在一定差异.这些差异可能会导致橡胶对混炼工艺的响应不同,使填料在橡胶中的分散性产生差异,进而影响硫化胶的动静态性能.为了探究聚异戊二烯类橡胶在不同混炼工艺下的填料分散性和胶料力学性能变化规律,本文以N220炭黑为填料,研究了天然橡胶、异戊橡胶和仿生橡胶这3种聚异戊二烯类橡胶在4种加工工艺下的炭黑分散性和动静态性能.研究结果表明,天然橡胶和异戊橡胶的填料分散性和力学性能对炭黑混入时间的响应程度更强,而仿生橡胶响应较弱.随着炭黑混入时间的延长,天然橡胶和异戊橡胶的平均聚集体粒径分别从约22和19μm下降到约9μm,下降程度较明显,动静态性能得到提升;而相同工艺条件下仿生橡胶的平均聚集体粒径从约20μm下降到约16μm,且炭黑分散状态较差.另一方面,仿生橡胶对塑炼时间响应更加敏感,延长塑炼时间能够显著降低炭黑的平均聚集体粒径并提升橡胶的伸张疲劳性能.为此,本文设计了较长时间(6 min)塑炼结合混炼的工艺,进一步提升了仿生橡胶的伸张疲劳性能.为了明晰仿生橡胶对混炼和塑炼工艺响应性产生差异的原因,探究了不同加工工艺条件下仿生橡胶门尼黏度和分子量的变化规律,发现适中的分子量以及较窄的分子量分布有利于提升胶料的伸张疲劳性能.

关键词：聚异戊二烯类橡胶炭黑分散加工响应力学性能

基于特征能量和BFAGA算法的含分布式电源配电网单相接地故障区段定位

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高电压技术 2024年第6期50卷 2706-2715,I0027-I0029页

作者：邹长青刘对林兵卢宇刘洁彤福建师范大学物理与能源学院福州350117

含分布式电源的线-缆混合新型配电网发生单相接地故障时,故障位置采用传统区段定位方法难以准确定位。对此,提出了基于特征能量和二进制萤火虫遗传算法的方法,对新型配电网进行故障区段定位。首先,通过集合经验模态分解求取特征频段内... 详细信息

含分布式电源的线-缆混合新型配电网发生单相接地故障时,故障位置采用传统区段定位方法难以准确定位。对此,提出了基于特征能量和二进制萤火虫遗传算法的方法,对新型配电网进行故障区段定位。首先,通过集合经验模态分解求取特征频段内配电网各馈线首端零序电流分量能量之和,判定故障线路进行故障选线;其次,在实现选线的基础上,根据故障区段两端零序电流幅值与健全区段零序电流幅值存在较大差别的特点,采用相关系数法对开关进行实际编码;最后,通过二进制萤火虫遗传算法求得适应度函数最优解,进而得到故障区段。仿真分析以及算法性能对比结果表明,所提方法求解速度更快,准确性更高,具有一定的容错性。

关键词：新型配电网 EEMD 萤火虫算法遗传算法故障定位

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基于声黑洞设计理论的径向夹心式径-弯复合换能器

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物理学报 2024年第8期73卷 159-168页

作者：刘洋陈诚林书玉陕西师范大学物理学与信息技术学院陕西省超声重点实验室西安710119

基于弯曲波在声黑洞(acoustic black hole,ABH)结构中振幅不断增大的特性,提出了一种新型径向夹心式径-弯复合换能器,该换能器由径向夹心式圆环换能器与外围的环形ABH结构组成.ABH结构的存在实现了换能器径向振动与弯曲振动之间的转换,... 详细信息

基于弯曲波在声黑洞(acoustic black hole,ABH)结构中振幅不断增大的特性,提出了一种新型径向夹心式径-弯复合换能器,该换能器由径向夹心式圆环换能器与外围的环形ABH结构组成.ABH结构的存在实现了换能器径向振动与弯曲振动之间的转换,提高了换能器的声辐射性能.利用几何声学的方法建立了ABH结构弯曲振动的解析模型,给出了其弯曲振动的本征频率,并结合有限元方法讨论了换能器机电转换性能随尺寸变化的关系.通过有限元方法给出了该换能器在空气中的辐射声压场、辐射声强以及辐射指向性,仿真结果表明,ABH结构的存在能够改善换能器弯曲振动的机电转换性能,提高换能器的声辐射性能,使换能器呈现出一定的辐射指向性.最后通过实验对换能器样机的电阻抗特性以及振动模态进行测量,实验结果与仿真相符合.

关键词：声黑洞换能器径向振动弯曲振动

基于不同色散模型的TiO2薄膜的椭偏光谱分析

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光电子·激光 2024年第8期35卷 822-827页

作者：王梦茹管悦杨至营孙晓娟韩培高曲阜师范大学物理工程学院中国石油大学(华东)地球科学与技术学院

为了研究不同色散模型对含孔隙TiO2薄膜的椭偏光谱分析的影响，分别采用5种色散模型对溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜在1.55—4 eV波长范围内的椭偏光谱进行拟合分析，并利用斜反射谱对各模型的拟合结果进行验证。结果表明：不同色散模型的... 详细信息

为了研究不同色散模型对含孔隙TiO2薄膜的椭偏光谱分析的影响，分别采用5种色散模型对溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜在1.55—4 eV波长范围内的椭偏光谱进行拟合分析，并利用斜反射谱对各模型的拟合结果进行验证。结果表明：不同色散模型的选择对薄膜厚度和孔隙率的拟合结果均有影响，折射率色散的拟合结果受色散模型影响明显，New-Amorphous、Tauc-Lorentz、Adachi-New Forouhi模型均适用于溶胶-凝胶法TiO2薄膜在整个测试波段上的椭偏光谱拟合，而Cauchy Absorbent、Sellmeier Absorbent模型无法在整个测试波段得到较好的椭偏光谱拟合，适用波段较窄。该研究结果为含孔隙的溶胶-凝胶TiO2薄膜的椭偏光谱分析提供了色散模型选择参考。

关键词：光谱学光学常数椭偏光谱色散模型

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圆燕尾光束在大气湍流中的传输调控

光学学报 2024年第10期44卷 436-442页

作者：刘娜娜洪佩龙任煜轩梁毅广西大学物理科学与工程技术学院广西南宁530004 安庆师范大学数理学院安徽安庆246133 复旦大学脑科学转化研究院上海200032

光吸收和光散射给大气光通信以及生物活体光操控等应用带来极大的挑战。探索受光散射影响小的光束一直是光场调控研究的难点。本文设计了具有自会聚特性的圆燕尾光束,并研究其在大气湍流中的传输特性。通过分析光束在复杂环境中的畸变... 详细信息

光吸收和光散射给大气光通信以及生物活体光操控等应用带来极大的挑战。探索受光散射影响小的光束一直是光场调控研究的难点。本文设计了具有自会聚特性的圆燕尾光束,并研究其在大气湍流中的传输特性。通过分析光束在复杂环境中的畸变和强度波动发现,在湍流增强时,燕尾光束的传输质量下降,并伴随漂移和闪烁。通过对光束的尺寸因子和初始横向位置进行优化,可以提高其自会聚稳定性。模拟发现,自会聚能力强的圆燕尾光束,在湍流中表现更优越。这些研究显示圆燕尾光束在抗湍流散射方面具有优势,为复杂环境中的光通信、光捕获和光操纵技术提供了重要的选择。

关键词：物理光学圆燕尾光束自会聚大气湍流传输

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Sb/Bi掺杂对CsADyCl(A=Li， Na， K)发光性能的影响

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半导体技术 2024年

作者：周宇王有力大连大学物理科学与技术学院六盘水师范学院物理与电气工程学院

A2B’BCl6型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学性能而被应用于发光材料。以Cs+作为A+，Dy3+替代Pb2+，Cl-作为卤素制备新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs3DyCl6，使用Li、Na、K等离子替代式掺杂合成Cs2ADyCl6(A=Li， Na， K)非铅体系钙... 详细信息

A2B’BCl6型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学性能而被应用于发光材料。以Cs+作为A+，Dy3+替代Pb2+，Cl-作为卤素制备新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs3DyCl6，使用Li、Na、K等离子替代式掺杂合成Cs2ADyCl6(A=Li， Na， K)非铅体系钙钛矿材料，通过掺杂Sb3+/Bi3+作为激发剂实现了不同发光性能的调控。结果表明：Cs2NaDyCl6发射曲线更加平滑且在蓝光与黄光区域均有发射，表现出优异的光学特性；通过Sb3+/Bi3+掺杂，双钙钛矿的光学性能得到显著提升，Na+和Sb3+的共同作用可以使钙钛矿材料发生蓝移，而Na+与Bi3+的共同作用则可以使钙钛矿发生红移。

关键词：双钙钛矿掺杂激发发光性能 Sb /Bi Na

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面向密集型场景的多尺度行人检测方法

沈阳师范大学学报(自然科学版) 2024年 536-541页

作者：吴迪宋家豪李睿智沈阳师范大学物理科学与技术学院

针对目标检测算法对小目标行人识别率低、对监控远处视野目标检测精度不理想的问题,提出了改进YOLOv5高效多尺度特征利用的行人检测算法。首先,通过在原网络中改进高效的特征融合结构,提高模型对深层特征的感知力来提高模型精度;其次,采... 详细信息

针对目标检测算法对小目标行人识别率低、对监控远处视野目标检测精度不理想的问题,提出了改进YOLOv5高效多尺度特征利用的行人检测算法。首先,通过在原网络中改进高效的特征融合结构,提高模型对深层特征的感知力来提高模型精度;其次,采用Res2Net Block重构骨干网络,加强对细粒度特征信息的利用;最后,加入改进的空间金字塔注意力池化网络,强化模型的多层次特征表达能力。在CrowdHuman数据集进行训练和验证,YOLOv5-SA的平均检测精度达到了85.6%,相比原算法提高了3.8%,检测速度可以达到51 FPS(frames per second),识别精度和检测速度均具有较好的效果,可以有效应用于密集目标行人检测任务。

关键词：小目标行人注意力模块密集行人检测空间金字塔池化网络

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多晶钙钛矿材料的制备及其性能表征

沈阳师范大学学报(自然科学版) 2024年 1-6页

作者：于吉罗寅先田宁谭雯竹郑若宁王诚源屈燕梅黄永涛沈阳师范大学物理科学与技术学院

金属卤化物钙钛矿由于其众多的优点,被证明有望成为下一代直接X射线探测器的优异候选材料。目前报道的钙钛矿基射线探测器大多以单晶材料为主,单晶材料往往生长条件严苛、生长过程不可控,并且制备大面积高质量钙钛矿单晶材料仍面临巨大... 详细信息

金属卤化物钙钛矿由于其众多的优点,被证明有望成为下一代直接X射线探测器的优异候选材料。目前报道的钙钛矿基射线探测器大多以单晶材料为主,单晶材料往往生长条件严苛、生长过程不可控,并且制备大面积高质量钙钛矿单晶材料仍面临巨大挑战。多晶钙钛矿材料制备工艺简单、周期短,也被广泛用于光电领域。然而在宏观尺度上制备大面积高质量的钙钛矿多晶材料也面临着诸多问题。在此,分别通过机械热压制和浆料刮涂的方法制备尺寸可控的(CH3NH3)3Bi2I9多晶片和CH3NH3PbI3多晶厚膜,分别对它们微观形貌,晶体结构和电学性质等进行表征。结果证明,通过热压法和浆料刮涂法制备的(CH3NH3)3Bi2I9多晶片和CH3NH3PbI3多晶厚膜具有较高的晶体质量、致密性和较好的电学性质。

关键词：金属卤化物钙钛矿 X射线探测器多晶片多晶厚膜