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基于耗散稀释理论的声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器设计与实现

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中国科学：技术科学 2024年第5期54卷 898-910页

作者：刘瑛郑贤德徐博巫佳琦王曾晖吕克洪邱静刘冠军国防科技大学智能科学学院长沙410073 国防科技大学装备综合保障技术重点实验室长沙410073 电子科技大学基础与前沿研究院成都610054

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯... 详细信息

室温品质因数低下是石墨烯纳机电谐振器走向工程应用面临的关键瓶颈,欧姆损耗难以完全解释石墨烯室温低品质因数以及品质因数应力调控现象.耗散稀释理论揭示了传统高应力硅基谐振器品质因数调控的内在能量及耗散机制,有望适用于石墨烯类二维材料体系.本文基于Zener滞弹性理论,对比分析高应力石墨烯薄板-薄膜模型下的能量分布与耗散特性,揭示边界处弯曲势能在总弯曲势能中的主导作用,指出薄板模型更适宜分析谐振器能量耗散特性.基于耗散稀释理论,结合石墨烯弯曲刚度特性,构建石墨烯纳机电谐振器耗散稀释理论模型,提出声子晶体软支撑耗散稀释机制.采用三角晶格晶胞构建声子晶体,并以此构建声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器,仿真验证局域态的存在且其品质因数放大因子高于非局域态近5倍,证明了声子晶体软支撑设计提高品质因数的有效性.通过分析局域态的振幅与曲率分布,解释了声子晶体软支撑局域振动能量、抑制耗散的机制.仿真分析品质因数放大因子与软支撑声子晶体层数关系,研究发现仅需2~3层声子晶体即可实现较优局域效果,对谐振器设计具有重要指导意义.针对设计方案,提出了大规模悬空石墨烯背浮法制备工艺与石墨烯声子晶体软支撑结构FIB刻蚀工艺,成功实现了声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器的制备.扫频测试结果表明,声子晶体软支撑石墨烯谐振器品质因数为圆形鼓膜石墨烯谐振器的2.5倍,验证了声子晶体软支撑结构抑制耗散提高品质因数的有效性.本文所建立石墨烯耗散稀释理论模型与声子晶体软支撑耗散稀释机制为石墨烯纳机电谐振器耗散特性研究提供了新思路,所研制声子晶体软支撑石墨烯纳机电谐振器为石墨烯纳机电谐振器谐振特性分析、耗散机制研究提供了新平台和新方法.

关键词：石墨烯耗散稀释品质因数声子晶体聚焦离子束

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电子废弃物资源化回收冶炼炉渣危险特性研究

有色金属（冶炼部分） 2024年第1期 138-142页

作者：谢继道周俊付红张彩香中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室武汉430078 湖北跃楚环境技术有限公司湖北十堰442000 湖北鑫资环境技术有限公司湖北十堰442000

废电路板有色金属资源化回收利用过程中,会产生大量冶炼炉渣。针对《国家危险废物名录》(2021年版)实施后有色金属资源化回收冶炼炉渣的下一步安全处置方式、危险特性不明等问题,选取国内某典型电子危险废物治理企业富氧侧吹冶炼炉渣为... 详细信息

废电路板有色金属资源化回收利用过程中,会产生大量冶炼炉渣。针对《国家危险废物名录》(2021年版)实施后有色金属资源化回收冶炼炉渣的下一步安全处置方式、危险特性不明等问题,选取国内某典型电子危险废物治理企业富氧侧吹冶炼炉渣为研究对象,通过采集100个样品进行元素种类和腐蚀性、毒性特性测试,得出该冶炼炉渣不具有危险废物鉴别标准规定的危险特性,可按照一般工业固体废物进行管理的结论。该结论有助于冶炼炉渣的危险特性判断和环境监管,也为冶炼炉渣类无害化处理和资源化利用提供了技术指导。

关键词：危险废物鉴别电子废弃物资源化回收富氧侧吹冶炼

簇-金属氧化物助剂电子相互作用调控的Ru原子簇催化剂用于温和条件下合成氨反应

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 209-218页

作者：张天华胡海慧李嘉欣高迎龙李玲玲张明远彭渲北周岩良倪军林炳裕林建新朱兵吴冬霜张林杰韩丽丽郑黎荣王秀云江莉龙福州大学化肥催化剂国家工程研究中心福建福州350002 福州大学化学学院福建福州350002 南洋理工大学材料科学与工程学院新加坡639798 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福建福州350002 中国科学院高能物理研究所北京100049

氨是重要的化肥原料,也是颇具潜力的氢能源载体,对于可再生能源的储存、运输和终端利用至关重要.然而,传统Haber-Bosch工艺合成氨的反应条件苛刻,需要高温高压条件,并消耗大量化石能源及排放大量二氧化碳.可再生能源电解水制氢耦合温和... 详细信息

氨是重要的化肥原料,也是颇具潜力的氢能源载体,对于可再生能源的储存、运输和终端利用至关重要.然而,传统Haber-Bosch工艺合成氨的反应条件苛刻,需要高温高压条件,并消耗大量化石能源及排放大量二氧化碳.可再生能源电解水制氢耦合温和合成氨新技术(eHB),不仅能实现可再生能源电力的“消纳和调峰”,而且可进行低成本、跨地域长距离存储运输,并可将“绿氨”与氢能产业相结合.然而,现有的高温高压合成氨催化剂与eHB工艺相不匹配,因此,迫切需要开发温和条件下高效合成氨催化剂技术,以实现可再生能源电力电解制氢体系和合成氨技术互补融合.目前,虽然助剂对于Ru基纳米簇(≥1 nm)合成氨催化剂的影响规律已得到了广泛研究,但它们对于Ru原子簇催化剂的作用机制尚不清楚,需要进一步揭示.本文考察了Ba及Ce助剂对Ru原子簇催化剂的影响规律,并分析了其作用机制.首先,通过简单的浸渍法将Ba和/或Ce物种掺杂到Ru原子簇催化剂(2 wt%Ru ACCs),制得Ba/Ce/2 wt%Ru ACCs催化剂;然后,通过一系列实验考察了这些催化剂的合成氨性能,并利用多种表征手段对其进行了深入分析.合成氨性能测试结果表明,添加Ba和Ce助剂后,2 wt%Ru ACCs催化剂的合成氨速率明显提高,在400℃和1 MPa下,Ba/Ce/2 wt%Ru ACCs催化剂的合成氨反应速率达到56.2 mmolNH_(3) gcat^(-1) h^(-1),是2 wt%Ru ACCs的7.5倍,且催化剂表现出较好的稳定性,在稳定运行140 h后活性未见明显降低.球差校正电子显微镜和X射线吸收精细结构谱结果表明,负载Ba和/或Ce后,Ru以Ru_(3)原子簇形式存在.X射线吸收近边结构谱和X射线光电子能谱结果表明,Ru与Ba及Ce物种之间存在较强的簇-金属氧化物助剂电子相互作用,可促进电子转移到Ru物种,形成富电子状态的Ru,进而促使电子转移到N_(2)的p*反键轨道,提高温和条件下合成氨反应速率.利用25%N_(2)+75%D_(2)气氛下的原位红外光谱研究催化剂的合成氨反应机理,结果表明,在Ba/Ce/2 wt%Ru ACCs催化剂表面同时检测到N_(2)D_(2)物种和N_(2)D_(x)物种的振动吸收峰,说明添加Ba和/或Ce物种没有改变Ru原子簇催化剂活化N_(2)的方式,N_(2)仍是通过加氢的路径合成氨.综上,本文考察了助剂对Ru原子簇的影响规律,揭示了其作用机制,为设计高效的温和条件合成氨催化剂提供参考.

关键词：原子簇助剂 N_(2)活化合成氨电子相互作用

AlGaN基深紫外LED的可靠性研究及寿命预测

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光电子技术 2024年第2期44卷 106-115页

作者：宫明峰孙雪娇雷程梁庭李丰超谢宇李开心刘乃鑫中北大学省部共建动态测试技术国家重点实验室太原030051 中国科学院半导体研究所北京100083 山西中科潞安紫外光电科技有限公司山西长治046000

围绕AlGaN基深紫外LED的外延生长、工艺制备等因素对深紫外LED可靠性的影响以及加速寿命预测等方面开展了系统的研究。探索了量子垒(Quantum Barrier,简称QB)中Al组分、电子阻挡层(Electron Barrier Layer,简称EBL)中Al组分、同尺寸芯... 详细信息

围绕AlGaN基深紫外LED的外延生长、工艺制备等因素对深紫外LED可靠性的影响以及加速寿命预测等方面开展了系统的研究。探索了量子垒(Quantum Barrier,简称QB)中Al组分、电子阻挡层(Electron Barrier Layer,简称EBL)中Al组分、同尺寸芯片不同台面面积等因素对深紫外LED可靠性的影响,确定QB结构Al组分为74%,EBL结构Al组分为75%,台面面积为P68。对优化后的深紫外LED设计了热、电应力老化试验,结合阿伦纽斯模型、逆幂律模型、指数最小二乘拟合对深紫外LED的寿命进行预测。实验结果表明,随着电、热应力的增加,深紫外LED可靠性随之降低,阿伦纽斯模型预测寿命为5027 h,逆幂律模型预测寿命为5400 h,正常工作电流40 mA下,深紫外LED实际寿命为5582 h,逆幂律模型预测精度较阿伦纽斯模型提升了6.7%。本研究将为提高深紫外LED的可靠性和产品应用普及提供坚实的理论基础。

关键词： AlGaN 深紫外发光二极管可靠性寿命预测

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基于DQN变动力智能决策的轨迹规划

兵工学报 2024年

作者：梅泽伟李天任朱佳琳邵星灵丁天雲刘俊中北大学电气与控制工程学院中国运载火箭技术研究院研究发展中心中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室中北大学仪器与电子学院

针对航天飞行器气动力不足难以维持应急侧向操纵确保安全避开障碍物的问题，提出了一种基于深度Q学习网络（Deep Q-learning Network， DQN）变动力智能决策的轨迹规划方法。根据变动力航天飞行器运动学方程，设计了基于航程误差的纵向... 详细信息

针对航天飞行器气动力不足难以维持应急侧向操纵确保安全避开障碍物的问题，提出了一种基于深度Q学习网络（Deep Q-learning Network， DQN）变动力智能决策的轨迹规划方法。根据变动力航天飞行器运动学方程，设计了基于航程误差的纵向制导律和考虑避开障碍物的横侧向制导律，用于实时校正倾侧角的幅值和符号，保证终端制导精度和绕飞安全性。从变动力智能决策层面出发，将航天飞行器动力档位调节问题转化为马尔可夫决策过程，以攻角、马赫数以及航天飞行器与障碍物的相对距离为状态空间，以航天飞行器动力档位为动作空间，设计考虑碰撞概率和终端约束偏差的奖励函数，构建DQN网络对智能体进行训练，以得到最佳动力档位。仿真结果表明：所提算法可以赋能航天飞行器在满足终端约束条件下提升运动过程的横向避障能力。

关键词：航天飞行器深度Q学习网络变动力智能决策轨迹规划

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自源性磁场对铜大气腐蚀行为的影响

中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：李秋博吴伟苏一喆张俊喜上海电力大学上海市电力材料防护与新材料重点实验室

为研究通电工况下产生的自源性磁场对海洋大气环境中铜箔腐蚀行为的影响，本文搭建了一个全新的装置开展了T2紫铜箔样品的电化学测试与暴露试验，利用扫描电镜观察了腐蚀产物的表面形貌，采用X射线衍射和X射线光电子能谱技术对腐蚀产物... 详细信息

为研究通电工况下产生的自源性磁场对海洋大气环境中铜箔腐蚀行为的影响，本文搭建了一个全新的装置开展了T2紫铜箔样品的电化学测试与暴露试验，利用扫描电镜观察了腐蚀产物的表面形貌，采用X射线衍射和X射线光电子能谱技术对腐蚀产物的成分进行了解析。结果表明，随着自源性磁场水平的升高，铜箔的阴极过程与阳极过程均加快，共同导致了其腐蚀速率的上升；铜箔表面出现点蚀，降低了表面膜的保护性；且点蚀的不均匀分布现象与电流方向关系密切，电流流入一端腐蚀程度高于电流流出一端。这些现象均归因于自源性磁场引起的磁流体动力学效应。

关键词：铜薄液膜大气腐蚀自源性磁场

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不同地物散射特性对比与多地物散射特性估算

电波科学学报 2024年第2期39卷 332-338页

作者：赵鹏张玉石吴振森张金鹏朱东中国电波传播研究所电波环境特性及模化技术重点实验室青岛266107 西安电子科技大学物理学院西安717071

地物环境特性差异是不同地物之间散射特性差异的主要因素,本文针对不同地物散射特性差异影响因素难以量化的难题,利用车载微波散射计和环境参数测试系统开展以玉米、大豆、胡萝卜及裸地等多种不同地物为对象的散射特性对比试验,研究了... 详细信息

地物环境特性差异是不同地物之间散射特性差异的主要因素,本文针对不同地物散射特性差异影响因素难以量化的难题,利用车载微波散射计和环境参数测试系统开展以玉米、大豆、胡萝卜及裸地等多种不同地物为对象的散射特性对比试验,研究了不同地物之间的散射特性差异,以及其生长状态的改变对散射特性的影响,并建立了一种关联环境参数的地物散射模型;利用单类型多地物散射系数估算了大区域复合地物散射系数,与实测数据对比误差小于4 dB,说明了推算方法的有效性,也为复杂场景地杂波预测研究提供了支撑。

关键词：车载散射计地物散射杂波特性散射模型

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球磨制备硼/磷掺杂Si_(80)Ge_(20)材料及其热电性能

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材料导报 2024年第S1期38卷 354-358页

作者：陈啸宋庆峰柏胜强上海科技大学物质科学与技术学院上海200031 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050 中国科学院大学材料科学与光电技术学院北京100016

作为最重要的高温热电材料之一,SiGe合金的制备和性能优化一直备受关注。本工作利用机械合金化结合放电等离子烧结技术成功制备了B和P掺杂的Si_(80)Ge_(20)合金,并利用X射线衍射技术、电子扫描显微镜结合能谱仪技术对样品的物相进行分... 详细信息

作为最重要的高温热电材料之一,SiGe合金的制备和性能优化一直备受关注。本工作利用机械合金化结合放电等离子烧结技术成功制备了B和P掺杂的Si_(80)Ge_(20)合金,并利用X射线衍射技术、电子扫描显微镜结合能谱仪技术对样品的物相进行分析表征,重点研究了B和P掺杂对Si_(80)Ge_(20)合金的电热输运性能影响。研究表明,B和P掺杂可有效优化材料载流子浓度,提升材料的电学性能;B掺杂能有效增强声子散射降低材料晶格热导率,因为电学性能的提升和热导率的降低,在1000 K时,Si_(80)Ge_(20)+2.0vol%B样品的zT值约达到1.01;不同含量P掺杂样品的zT值在整个测试温度范围内基本维持不变,在1000 K时,Si_(80)Ge_(20)+2.0vol%P样品的zT值约为1.16。

关键词：硅锗合金热电材料晶格热导机械合金化

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基于迁移学习的自动调制分类方法

北京航空航天大学学报 2024年

作者：王栋崔天舒姬丽彬黄永辉朱岩中国科学院国家空间科学中心复杂航天系统电子信息技术重点实验室中国科学院大学计算机科学与技术学院中国航天科技创新研究院

深度学习在调制分类上的应用取得了很大进展，但受到训练数据和测试数据分布一致性的限制。为了解决源域和目标域采样率不同导致的数据分布不一致的调制分类问题，提出了一种新颖的多尺度注意力迁移学习架构(Multi-scale Attention Tran... 详细信息

深度学习在调制分类上的应用取得了很大进展，但受到训练数据和测试数据分布一致性的限制。为了解决源域和目标域采样率不同导致的数据分布不一致的调制分类问题，提出了一种新颖的多尺度注意力迁移学习架构(Multi-scale Attention Transfer Learning Architecture， MATLA)来解决跨域识别问题。该架构利用三个具有不同尺度的并行卷积核来提取不同粒度级别特征。此外，该过程中还融入了多尺度注意力机制，这一机制通过强化重要特征的权重，增强了提取具有辨别力的特征的能力。为了实现源域与目标域特征的有效对齐，使用多核最大均值差异(Multiple Kernel Maximum Mean Discrepancy， MK-MMD)来度量再生核希尔伯特空间(Reproducing Kernel Hilbert Space， RKHS)中两个域的特征分布的差异程度。此外，为了有效减少源域特征内部的变化，增强特征的一致性和稳定性，提出了多核中心损失(Multiple Kernel Center Loss， MKCL)。实验结果表明：所提方法在信噪比大于0dB时，识别准确率达到83.42%，优于其它几种网络模型和域适应方法。

关键词：迁移学习注意力机制深度学习调制分类采样频率