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多群多策略差分大规模多目标优化算法

控制与决策 2024年第2期39卷 429-439页

作者：葛媛媛陈得宝邹锋淮北师范大学计算机科学与技术学院安徽淮北235000 淮北师范大学物理与电子信息学院安徽淮北235000 安徽省认知行为智能计算工程研究中心安徽淮北235000

针对差分进化算法在解决大规模多目标优化问题时,出现优化后期多样性不足、收敛速度慢等问题,提出一种多群多策略差分大规模多目标优化算法.根据个体特性不同,将种群分为3个等级不同的子群,利用多群策略的优势维持种群多样性.为减少种... 详细信息

针对差分进化算法在解决大规模多目标优化问题时,出现优化后期多样性不足、收敛速度慢等问题,提出一种多群多策略差分大规模多目标优化算法.根据个体特性不同,将种群分为3个等级不同的子群,利用多群策略的优势维持种群多样性.为减少种群陷入局部最优的概率,在不同等级的子群中引入多个变异策略以较好地平衡子群个体的多样性和收敛性.为保证不同子群间信息得到有效交换,根据3个子群的进化状态确定重新分群时机,既保证个体在本群内得到充分进化,又保证个体在一定的条件下进行信息交换.为利用更多的信息生成优秀的子代,将更新后的子群与其父代子群合并,选出下一代子群.为验证所提出算法的有效性,在一组大规模基准测试问题上评估算法的性能,实验结果表明,所提出算法在两个常用测试指标IGD和HV上明显优于其他对比算法.

关键词：大规模多目标优化多目标优化差分进化多种群策略变异策略

基于机械剥离制备的PEDOT:PSS/β-Ga_(2)O_(3)微米片异质结紫外光电探测器研究

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物理学报 2024年第15期73卷 172-178页

作者：宜子琪王彦明王硕隋雪石佳辉杨壹涵王德煜冯秋菊孙景昌梁红伟辽宁师范大学物理与电子技术学院大连116029 大连理工大学集成电路学院大连116024

β-Ga_(2)O_(3)具有超宽带隙(约4.9 eV)、高的击穿电场(约8 MV/cm)、良好的化学稳定性和热稳定性等优点,是一种很有前途的制备紫外光电探测器的候选材料.由于未掺杂的β-Ga_(2)O_(3)为n型导电,所以制备p型β-Ga_(2)O_(3)面临很多困难,... 详细信息

β-Ga_(2)O_(3)具有超宽带隙(约4.9 eV)、高的击穿电场(约8 MV/cm)、良好的化学稳定性和热稳定性等优点,是一种很有前途的制备紫外光电探测器的候选材料.由于未掺杂的β-Ga_(2)O_(3)为n型导电,所以制备p型β-Ga_(2)O_(3)面临很多困难,从而制约了同质PN结的开发与应用.聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是一种p型导电聚合物,在250—700 nm有着较高的透明度,采用p型有机材料PEDOT:PSS和n型β-Ga_(2)O_(3)构成的异质结可能为PN结型光电器件的研制提供一种途径.本文利用机械剥离法从β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底上剥离出单根β-Ga_(2)O_(3)微米片,微米片的长度为4 mm,宽度为500μm,厚度为57μm.将有机材料PEDOT:PSS涂覆在剥离出来的微米片的一侧制备出PEDOT:PSS/β-Ga_(2)O_(3)无机-有机异质结的紫外光电探测器,器件表现出典型的整流特性,而且发现器件对254 nm紫外光敏感,具有良好的自供电性能.该异质结紫外探测器的响应度和外量子效率分别为7.13 A/W和3484%,上升时间和下降时间分别为0.25 s和0.20 s.此外,3个月后器件对254 nm紫外光的探测性能并未发现明显的衰减现象.本文的相关研究工作将对研发新型紫外探测器提供了新的思路和理论基础.

关键词： β-Ga_(2)O_(3) PEDOT:PSS 异质结紫外光电探测器

溶胶凝胶法制备SnO：Ti薄膜的光电性能研究

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光电子·激光 2024年

作者：王玉新李燕鑫黄彩霞赵莉辽宁师范大学物理与电子技术学院

为了克服二氧化锡(stannic oxide，SnO2)薄膜材料电导率低、透过率有限的缺点，通过掺杂改性的方式得到光电性能更佳的SnO2薄膜。以无水乙醇作为溶剂采用溶胶-凝胶法(soliquid-gelatum，sol-gel)制备出了Ti掺杂分别为0 at%、3 at%、5 at... 详细信息

为了克服二氧化锡(stannic oxide，SnO2)薄膜材料电导率低、透过率有限的缺点，通过掺杂改性的方式得到光电性能更佳的SnO2薄膜。以无水乙醇作为溶剂采用溶胶-凝胶法(soliquid-gelatum，sol-gel)制备出了Ti掺杂分别为0 at%、3 at%、5 at%、7 at%、9 at%的SnO2薄膜。并利用X射线衍射仪(X-ray diffraction，XRD)、 X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)，原子力显微镜(atomic force microscope，AFM)，紫外-可见(ultraviolet-visible，UV-Vis)分光光度计和霍尔效应测试仪对Ti掺杂的SnO2薄膜的结构、形貌和光电性能进行研究。结果表明，除Ti掺杂量为9 at%以外，其余样品透过率都达到90%以上，光学带隙值随着掺杂浓度的升高呈现先减小后增大的趋势。另外，Ti掺杂使SnO2薄膜的电阻率降低，其中当Ti掺杂量为3 at%时，其样品品质因数最高可达到14.45×10-3Ω-1。

关键词： SnO 薄膜 Ti掺杂溶胶-凝胶法光电性能

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高密度椒盐噪声下混合滤波新方法

现代电子技术 2024年第5期47卷 98-101页

作者：丁巧方振国淮北师范大学物理与电子信息学院安徽淮北235000

图像在采集、传输和处理过程中,易受环境、器材及处理方法的影响,不可避免地会产生不同程度的噪声。当噪声密度超过50%时,噪点信息在图像信息中占据主导地位,一般的中值滤波、均值滤波或自适应滤波等单一滤波方式存在着消除噪声的同时... 详细信息

图像在采集、传输和处理过程中,易受环境、器材及处理方法的影响,不可避免地会产生不同程度的噪声。当噪声密度超过50%时,噪点信息在图像信息中占据主导地位,一般的中值滤波、均值滤波或自适应滤波等单一滤波方式存在着消除噪声的同时滤除了图像自身细节的问题,导致图像不清晰,滤波效果较差。由此提出高密度椒盐噪声下混合滤波新方法,采取降噪、去噪、强化边缘三个层级混合滤波,最后用噪声密度达到80%的图像进行测试验证,有效地滤除了噪声,恢复了图像的细节信息,得到了很好的效果。

关键词：图像去噪混合滤波细节保护高密度噪声椒盐噪声边缘强化噪点信息自适应模糊中值

利用赖氨酸掺杂优化PEDOT:PSS以提升倒置钙钛矿太阳能电池的性能

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科学通报 2024年第23期69卷 3466-3478页

作者：杨元林陈玉梅周睿陈帮辉程婉牛连斌陈丽佳张巧明重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331 西南大学物理科学与技术学院重庆400715

聚[3,4-乙烯二氧噻吩]:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)因其制备工艺简单、导电性能良好、成膜均匀及成本低廉等优势,已成为倒置型钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)中空穴传输层的首选材料.然而,由PSS链中的磺酸基团所导致的... 详细信息

聚[3,4-乙烯二氧噻吩]:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)因其制备工艺简单、导电性能良好、成膜均匀及成本低廉等优势,已成为倒置型钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cells,PSCs)中空穴传输层的首选材料.然而,由PSS链中的磺酸基团所导致的酸性和吸湿性等问题,对PSCs器件的光电性能和长期稳定性都造成了不良影响.针对以上问题,本文采用向PEDOT:PSS溶液中加入适量碱性赖氨酸的方法,利用赖氨酸中的氨基与PSS链中的磺酸基团的中和反应以适度调节PEDOT:PSS的酸性,改善了沉积于其上的钙钛矿薄膜的成膜质量,提高了器件的光电性能和长期稳定性.实验结果表明:使用赖氨酸掺杂的PEDOT:PSS薄膜为空穴传输层(hole transport layer,HTL)制备的倒置型PSCs器件,其开路电压(open circuit voltage,V_(OC))从0.94 V(未掺杂的PEDOT:PSS薄膜为HTL的参考器件)提升至1.04 V,短路电流(short circuit current,J_(SC))从20.81 mA cm^(-2)(参考器件)增加到21.35 mA cm^(-2),光电转换效率(power conversion efficiency,PCE)从15.71%(参考器件)提高到17.65%.此外,将未封装的赖氨酸掺杂的PSCs器件在氮气氛围(25℃)中存储2160 h后,其PCE保持为初始效率的86.54%;而在空气环境(25℃@15%相对湿度)中储存360 h后,其PCE仍能保持初始效率的85.88%.总的说来,将碱性赖氨酸作为掺杂剂引入PEDOT:PSS溶液,不仅能够适度中和PEDOT:PSS的酸性,还能改善钙钛矿薄膜的结晶性能和成膜质量,为实现高效稳定的倒置PSCs提供了一种新的思路.

关键词： PEDOT:PSS 赖氨酸空穴传输层倒置钙钛矿太阳能电池

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温度和共混浓度对激基复合物与电致激基复合物共存体系的磁效率调控

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科学通报 2024年第4期69卷 596-605页

作者：吴雨廷朱洪强赵茜刘俊宏彭腾汪波熊祖洪西南大学物理科学与技术学院重庆400715 重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331

激基复合物(exciplex)和电致激基复合物(electroplex)经常同时产生于体异质结的有机发光二极管(organic light emitting diodes,OLEDs),有报道称利用这两种发射态共存的器件实现了高效率发光.器件高效率的物理机制与共存体系中自旋对态(... 详细信息

激基复合物(exciplex)和电致激基复合物(electroplex)经常同时产生于体异质结的有机发光二极管(organic light emitting diodes,OLEDs),有报道称利用这两种发射态共存的器件实现了高效率发光.器件高效率的物理机制与共存体系中自旋对态(spin-pair states)的微观过程有关,相关微观过程还有待深入研究.本文以特征的有机磁场效应(organic magnetic field effects)作为主要探测工具,通过改变器件的工作温度和给体与受体的共混比例来研究这种双发射态共存体系中自旋对态的演变过程.实验结果表明:降低发光器件的环境温度不仅会减弱从高能激基复合物到低能电致激基复合物的Dexter能量传递过程,而且因器件偏压增高还会引起电致激基复合物电荷转移(charge-transfer,CT)态的场致解离,使其数量较少,导致其CT态的反向系间窜越(reverse intersystem crossing,RISC)过程减弱.另外,增加发光层中给体的浓度会引起电荷注入更不平衡,增强过剩的空穴载流子与电致激基复合物的解离反应,这也会减弱电致激基复合物CT态的RISC过程.因此,温度降低或给体含量增多,器件的磁效率(magneto-efficiency,Mη)从原来受RISC过程主导的负磁效应转化为受系间窜越(intersystem crossing,ISC)过程主导的正磁效应.本工作有利于深入理解激基复合物和电致激基复合物共存体系中自旋对态的物理微观机制.

关键词：有机发光二极管磁效率反向系间窜越激基复合物电致激基复合物

部分相干矢量光场研究进展:从二维光束到三维光场(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 114-138页

作者：陈亚红董震刘永雷刘琳王飞蔡阳健苏州大学物理科学与技术学院江苏苏州215006 山东师范大学物理与电子科学学院山东济南250358

回顾了光场相干与偏振联合调控的研究进展,重点介绍了具有特殊空间相干结构的二维部分相干矢量光束的表征、合成及在复杂环境中的鲁棒传输特性;结合纳米光子学的发展,将二维部分相干矢量光束推广到了三维部分相干矢量光场,给出了三维部... 详细信息

回顾了光场相干与偏振联合调控的研究进展,重点介绍了具有特殊空间相干结构的二维部分相干矢量光束的表征、合成及在复杂环境中的鲁棒传输特性;结合纳米光子学的发展,将二维部分相干矢量光束推广到了三维部分相干矢量光场,给出了三维部分相干矢量光场的相干与偏振表征,分析了部分相干紧聚焦矢量光场中的三维偏振结构,包括偏振维度、三维非寻常偏振态、自旋角动量结构等。研究表明相干性在赋予了矢量结构光场新颖自由度的同时,导致了二维矢量光束的鲁棒传输特性以及紧聚焦矢量光场新型三维偏振结构。

关键词：部分相干光场矢量光场光场调控相干与偏振光场相干结构调控

生物质碳管/高岭岩-双废材料的复合及其吸波应用

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复合材料学报 2024年第10期 5389-5399页

作者：孔祥恺吴佩琨严寒郑方羽王李志刘强春鞠治成淮北师范大学物理与电子信息学院中国矿业大学材料与物理学院

低成本、高性能和具有良好的环境稳定性是微波吸收剂实现应用的关键因素。本文以废弃梧桐飘絮生物质为碳源，煤矿废弃资源高岭岩为负载，通过优化界面作用并结合高温热解的方法合成了具有优异微波吸收性能的碳管/高岭岩双废复合材料。... 详细信息

低成本、高性能和具有良好的环境稳定性是微波吸收剂实现应用的关键因素。本文以废弃梧桐飘絮生物质为碳源，煤矿废弃资源高岭岩为负载，通过优化界面作用并结合高温热解的方法合成了具有优异微波吸收性能的碳管/高岭岩双废复合材料。实验结果表明，经过酸改性的碳微米管（Acid-treatment Carbon microtubes；CMT-ac）和碱改性的高岭岩（Alkali-treatment kaolin rock; KR-al）在高温碳化后结合良好，两者之间形成了大量的异质界面，且由于两者电导率的差异并在电磁波的辐照下容易形成界面极化效应，从而大大衰减电磁波。最终得到的KR-al@CMT-ac碳基矿物复合样品在仅在2.0 mm的匹配厚度下有效吸收带宽达到6.3 GHz (11.7～18.0 GHz)，厚度为3.0 mm时在8.08 GHz处达到最小反射损耗-51.5 dB。吸波性能的提升得益于增强的界面极化和本身高电导损耗的共同作用。本研究将为低成本和高性能的介电型吸波材料的设计提供有效的策略。

关键词：高岭岩生物质介电损耗界面极化微波吸收

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原子核形状相变的玻色子代数模型理论

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第9期54卷 83-100页

作者：张宇刘玉鑫辽宁师范大学物理与电子技术学院大连116029 北京大学物理学院北京100871

原子核结构演化的形状相变理论进一步加深并扩展了人们对复杂核结构现象背后物理规律的认识与理解.基于玻色子代数模型框架,本文对核形状相变的基本概念以及该领域中一些核心问题的研究现状进行介绍和评述.讨论的主题包括:形状相图、相... 详细信息

原子核结构演化的形状相变理论进一步加深并扩展了人们对复杂核结构现象背后物理规律的认识与理解.基于玻色子代数模型框架,本文对核形状相变的基本概念以及该领域中一些核心问题的研究现状进行介绍和评述.讨论的主题包括:形状相图、相变序参量、临界点动力学对称性、相共存与雅可比型相变等,并对形状相变理论的进一步发展和有待解决的问题进行简要概括.

关键词：形状相变相互作用玻色子模型有效序参量三相点欧几里得对称性