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大电流密度过渡金属硫族化合物析氢催化剂界面工程展望（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 9-24页

作者：康馨余强敏张天昊胡书萁刘鹤鸣张致远刘碧录清华大学深圳国际研究生院清华-伯克利深圳学院&材料研究院深圳盖姆石墨烯中心

氢能是未来可持续社会中理想的能量载体,利用可再生能源电解水制取绿氢的技术受到研究人员的广泛关注.电解水制绿氢技术由实验室向工业应用跨越的前提是发展大电流密度下性能优异且稳定的电催化剂.析氢反应(HER)是一种非均相反应,涉及... 详细信息

氢能是未来可持续社会中理想的能量载体,利用可再生能源电解水制取绿氢的技术受到研究人员的广泛关注.电解水制绿氢技术由实验室向工业应用跨越的前提是发展大电流密度下性能优异且稳定的电催化剂.析氢反应(HER)是一种非均相反应,涉及催化剂-基底、催化剂-电解液、催化剂-气体三个界面.界面性质会影响电化学传质行为、电荷传输行为和催化剂的力学性质,从而影响大电流密度下制氢性能.因此,优化界面结构和性质是提升大电流密度下电解水催化剂性能并解决电解水技术工业应用挑战的关键.二维过渡金属硫族化合物(TMDCs)具有电子结构可调、活性位点丰富、合成方法多样等优势,自1976年首次应用于光电催化水分解反应、加氢脱硫反应以来,已有大量工作报道了TMDCs催化剂应用于HER.本文以TMDCs催化剂为例研究界面工程对大电流密度下HER的提升作用及机制.探讨了电化学反应中上述三个界面上发生的物理化学过程,系统分析了大电流密度下质量传输、电荷传输速率受限和力学强度不足三方面挑战,并总结了适用于大电流密度的催化剂性能描述符.分别归纳了针对以上三个界面的界面工程策略及相应作用,简要概括为:(1)催化剂-基底界面结合力增强、界面电阻降低、界面电子结构调控等策略;(2)催化剂-电解液界面形貌调控、表面化学、电解液环境调控等策略;(3)催化剂-气体界面疏气性调控、外场作用等策略.从反应机理研究、膜电极界面设计及电解槽界面性质调控三个角度对电解水反应界面工程未来的发展与应用提出了建议及展望.在反应机理方面,大电流条件下的界面性质如界面电阻、传质行为等仍需更深入的认识.在膜电极中,催化剂、离子交换膜、离子型聚合物、气体扩散层所形成的多元界面,尤其是催化剂-膜界面、催化剂-气体扩散层界面的结构仍需进一步优化以提升膜电极的活性及稳定性.在电解槽界面性质调控方面,催化剂-基底界面结合力等参数与催化剂寿命间的关系,电解过程中界面处的温度场及流场分布,适配于实际生产系统的电流密度等仍需深入研究.综上,本文从基本物理化学过程、策略及作用、挑战与展望等多个方面介绍了界面工程.本文有助于研究人员理解非均相电化学反应过程中界面的重要作用,提出催化剂、膜电极、电解槽界面设计新策略,并开发新型表征方法以深入对界面性质的认识,推动高效电解水技术的开发及应用.

关键词：界面工程电化学制氢反应大电流过渡金属硫族化合物膜电极

基于自适应横程走廊的再入滑翔飞行器改进预测校正算法

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系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 692-702页

作者：贺杨超李炯邵雷周池军雷虎民空军工程大学研究生院陕西西安710051 空军工程大学防空反导学院陕西西安710051

针对再入滑翔飞行器(reentry gliding vehicle,RGV)预测校正制导算法中规避逻辑和制导逻辑相分离的问题,提出了一种基于自适应横程走廊的融合算法。首先,通过飞行器侧向运动轨迹与禁飞区的相交关系,动态引入规避逻辑;同时,提出禁飞区有... 详细信息

针对再入滑翔飞行器(reentry gliding vehicle,RGV)预测校正制导算法中规避逻辑和制导逻辑相分离的问题,提出了一种基于自适应横程走廊的融合算法。首先,通过飞行器侧向运动轨迹与禁飞区的相交关系,动态引入规避逻辑;同时,提出禁飞区有效映射横程来量化影响飞行轨迹的禁飞区区域;最后,设计自适应横程走廊,动态调整走廊边界,控制倾侧角的翻转,实现规避逻辑和侧向制导逻辑的融合。仿真结果表明,在本文方法下,飞行器可以针对不同情况的禁飞区实现有效制导,对再入扰动具有一定的鲁棒性,并与制导逻辑和规避逻辑分离设计的算法相比,在保证制导精度的同时,具备更少的倾侧角翻转次数。

关键词：预测校正算法自适应横程走廊禁飞区有效映射横程

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理论探索二维X2UO4(X=K,Rb,Cs)的力学特征、电子结构和声子输运特征

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原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 149-156页

作者：程钧湖北医药学院研究生院

本文用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了三种建议的二维材料X2UO4(X=K, Rb, Cs)的稳定性、弹性、电子结构和声子振动特性.计算结果显示，三种材料同时具备较好的热力学、动力学和机械稳定性.电子结构表明，三种材料属于宽... 详细信息

本文用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，研究了三种建议的二维材料X2UO4(X=K, Rb, Cs)的稳定性、弹性、电子结构和声子振动特性.计算结果显示，三种材料同时具备较好的热力学、动力学和机械稳定性.电子结构表明，三种材料属于宽禁带间接半导体，其计算能隙分别是3.90、3.79和3.42 eV,并且在300 K时有着71.31-174.23 cm2/Vs的电子迁移率.声子输运特性表明，三种材料的声子色散均没有虚频出现，声学模和低频光学模呈现强烈耦合，且有着低频率low-lying声子，这使得材料具备很强的声子非谐效应、低声子群速度和强声子散射率，从而表现出很低晶格热导率，在300 K温度下时仅为0.16-0.19 W/mK.这些特性表明，二维X2UO4(X=K, Rb, Cs)在纳米电子和热电器件领域具备应用潜力.

关键词：二维材料能带迁移率声子热导率

融合Transformer与DF-GAN的文本生成图像方法

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计算机工程 2024年

作者：马静车进孙末贤宁夏大学电子与电气工程学院宁夏大学研究生院

针对文本生成图像任务中的文本编码器不能深度挖掘文本信息、导致后续生成的图像存在语义不一致的问题，提出一种DXC-GAN文本生成图像方法。该方法引入Transformer系列中的 XLNet 预训练模型替换原始文本编码器，捕获大量文本的先验知... 详细信息

针对文本生成图像任务中的文本编码器不能深度挖掘文本信息、导致后续生成的图像存在语义不一致的问题，提出一种DXC-GAN文本生成图像方法。该方法引入Transformer系列中的 XLNet 预训练模型替换原始文本编码器，捕获大量文本的先验知识，实现对上下文信息的深度挖掘。添加CBAM注意力模块，使生成器更加关注图像中的重要信息，从而解决生成图像细节不完整和空间结构错误问题。在判别器中引入对比损失，与模型中匹配感知梯度惩罚和单向输出结合，使得相同语义图像之间更加接近，不同语义图像之间更加疏远，从而增强文本与生成图像之间的语义一致性。实验结果与模型DF-GAN相对比，在CUB数据集上的IS分数与FID分数分别提升了4.42%和17.96%。在Oxford-102数据集上，IS值为3.97，FID值为37.82。由此可知，相较于DF-GAN，DXC-GAN在鸟类图像生成方面有效避免了多头少脚等畸形问题，同时在花卉图像生成上也显著减少了花瓣残缺等图像质量问题。此外，还增强了文本与图像的对齐性，显著提升了图像的完整度和生成效果。

关键词：生成对抗网络文本生成图像 XLNet模型 CBAM注意力模块对比损失

基于超级电容器的充放电电路系统研制及其在EAST限制器探针测量中的应用

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物理学报 2024年第6期73卷 258-269页

作者：张问博刘少承廖亮魏文崟李乐天王亮颜宁钱金平臧庆中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 中国科学技术大学研究生院科学岛分院合肥230026

EAST限制器探针安装在低场侧限制器,在环向上共有两个阵列,可以同时工作在悬浮电位测量、离子饱和流测量和扫描单探针模式.当朗缪尔静电探针运行在离子饱和流测量模式时,需要为其提供稳定的偏压.本文采用大容量电容器为探针提供偏压,相... 详细信息

EAST限制器探针安装在低场侧限制器,在环向上共有两个阵列,可以同时工作在悬浮电位测量、离子饱和流测量和扫描单探针模式.当朗缪尔静电探针运行在离子饱和流测量模式时,需要为其提供稳定的偏压.本文采用大容量电容器为探针提供偏压,相比于其他磁约束聚变装置上使用的9 V干电池组,大容量电容器具有电压设置灵活、易于维护和环保等优点.为此,研发和测试了整套超级电容器的充放电控制电路.本文还基于Python语言开发了超级电容器充放电控制电路的控制软件,通过该软件可以实现对电路的远程控制和自动控制.经实验测试,电容器充放电控制电路可以在长脉冲放电条件下为探针输出稳定的偏压,适用于磁约束聚变的复杂电磁环境.通过将超级电容器充放电控制电路应用于EAST限制器探针诊断,测量了2.45 GHz和4.6 GHz两种低杂波加热条件下刮削层等离子体离子饱和流、悬浮电位、电子温度和密度等特征参数的三维分布,发现2.45 GHz低杂波加热时刮削层电子密度较高,而双波协同加热时刮削层电子密度最高.这一系列测试与物理实验充分验证了超级电容器充放电控制电路的可靠性和稳定性.

关键词：朗缪尔探针超级电容器磁约束聚变等离子体托卡马克

石墨烯阿秒瞬态吸收谱中鱼骨结构零级条纹劈裂的偏移时间（特邀）

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光学学报 2024年第17期 307-313页

作者：董福龙宋心茹刘杰河北大学物理科学与技术学院中国工程物理研究院研究生院

基于石墨烯的四能带模型，利用密度矩阵方程数值模拟石墨烯的阿秒瞬态吸收谱，得到范霍夫奇点附近的吸收谱鱼骨结构。发现鱼骨结构零阶共振条纹的最大劈裂处与红外泵浦激光包络峰之间存在一个明显的时间差，即偏移时间。为解释偏移时间... 详细信息

基于石墨烯的四能带模型，利用密度矩阵方程数值模拟石墨烯的阿秒瞬态吸收谱，得到范霍夫奇点附近的吸收谱鱼骨结构。发现鱼骨结构零阶共振条纹的最大劈裂处与红外泵浦激光包络峰之间存在一个明显的时间差，即偏移时间。为解释偏移时间的产生机制，将石墨烯四能带模型简化为一维两能带上的位于范霍夫奇点的单电子模型，并建立偏移时间的解析模型。该解析模型给出的偏移时间与数值模拟结果定性一致。此外还研究上述时间偏移量对不同泵浦激光波长及泵浦激光周期的依赖关系。以上研究可能为瞬态吸收光谱学的延迟时间校准提供潜在的应用价值。

关键词：超快光学阿秒瞬态吸收谱石墨烯偏移时间鱼骨结构

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基于能力的国防资源分配方法

系统工程与电子技术 2024年第2期46卷 599-604页

作者：张玉婷杨镜宇国防大学研究生院北京100095 海军参谋部机要局北京100841 国防大学联合作战学院北京100091

针对体系建设发展过程中国防资源有限、分配困难问题,考虑国防总经费预算受限、年度资源平均分配、体系能力满足能力需求等方面的约束,首先采用数学规划法,构建基于能力的国防资源静态分配模型,将资源分配到不同能力领域的体系建设发展... 详细信息

针对体系建设发展过程中国防资源有限、分配困难问题,考虑国防总经费预算受限、年度资源平均分配、体系能力满足能力需求等方面的约束,首先采用数学规划法,构建基于能力的国防资源静态分配模型,将资源分配到不同能力领域的体系建设发展中。其次,给出了基于遗传算法的模型求解算法。最后,通过示例验证所构建的资源分配模型能够合理地进行国防资源分配,且计算结果高效、可行,为体系建设发展中的资源分配问题提供了一定的理论支撑。

关键词：资源分配数学规划法体系能力遗传算法

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碰撞激活诱导的双势阱势能面可以实现9-甲基-8-氧鸟嘌呤-9-甲基腺嘌呤碱基对阳离子自由基的质子转移

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第2期37卷 330-340,I0022-I0039,I0104页

作者： May Myat Moe 刘剑波美国纽约城市大学皇后学院化学与生物化学系纽约11367 美国纽约城市大学研究生院纽约10016

8-氧鸟嘌呤(OG)是最常见的核碱基氧化损伤,它在复制过程中可以用Hoogsteen的模式与腺嘌呤(A)错误配对.0G.A碱基对不仅可以诱发G·C→T·A的颠换突变,而且由于OG的电离势和氧化电位低于天然DNA碱基更容易受到电离辐射和单电子氧化的影响... 详细信息

8-氧鸟嘌呤(OG)是最常见的核碱基氧化损伤,它在复制过程中可以用Hoogsteen的模式与腺嘌呤(A)错误配对.0G.A碱基对不仅可以诱发G·C→T·A的颠换突变,而且由于OG的电离势和氧化电位低于天然DNA碱基更容易受到电离辐射和单电子氧化的影响,本文报道了[9MOG·9MA]^(·+)碱華对阳离子自由基的形成.和碰撞诱导解离,该碱基对利用9-甲基8-氧鸟嘌呤(9MOG)和9-甲基腺嘌呤(9MA)模拟相对应的核苷酸.实验通过电喷雾产生Cu(Ⅱ)碱基复合物继之以氧化分离产生[9MOG·9MA]^(·+),并使用导向离子束串级质谱仪检测[9MOG·9MA]^(·+)的碰撞诱导解离、通过测量在不同碰撞能量下的解离产物和反应截面,可以得出[9MOG-H]+[9MA+H]^(+)(主要解离通道)和9MOG^(·+)+9MA(次要通道)的0 K解离阈能分别为1.8和1.65 eV.使用密度泛函理论对[9MOG·9MA]^(·+)的结构计算发现其所有重要构象都发生了质子转移生成[9MOG-H]^(·)·[9MA+H]^(+).另一方面,9MOG^(·+)+9MA的解离通道却需要9MOG^(·+)9MA作为中间体.看似矛盾的结果可以用碰撞活化后反应势能面上出现的双重势阱和由此触发的激发态质子转移平衡([9MOG-H]^(·)·[9MA+H]^(+))^(*)→←(9MOG6(·+)·9MA)^(*)来解释.本文实验和理论研究揭示了这种生物学上重要的非规范碱基对如何在氧化和电离损伤时发生解离.

关键词：碱基对阳离子自由基碰撞诱导解离碱基对内质子转移反应势能面电喷雾电离质谱导向离子束散射

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基于RIS的元素分组面状全连接网络

系统仿真学报 2024年第4期36卷 1017-1027页

作者：侯顺虎方胜良曾庆尧王孟涛航天工程大学研究生院北京101416 航天工程大学航天信息学院北京101416

针对神经网络全连接层在训练中参数量多、所占内存多、易产生过拟合问题,从智能超表面(reconfigurable intelligence surface,RIS)结构特征出发,提出了一种基于RIS的元素分组面状全连接神经网络(RIS-based element grouping areal fully... 详细信息

针对神经网络全连接层在训练中参数量多、所占内存多、易产生过拟合问题,从智能超表面(reconfigurable intelligence surface,RIS)结构特征出发,提出了一种基于RIS的元素分组面状全连接神经网络(RIS-based element grouping areal fully connected neural network,RGFCNN)。借鉴RIS的结构特征,在传统全连接神经网络上进行优化。设计了透射面注意力机制用于数据有效特征提取,相比于传统的全连接网络,该网络没有对数据进行一维排列,而是提出了一种运用于神经网络构建的元素分组策略,直接对二维面状数据进行分组全连接处理,各组处理输出进行数据串联。实验结果表明:在公开的具有IQ数据特征的通信信号数据集上,RGFCNN在信噪比大于0 dB时具有更好的识别精度,而训练参数是原来的大约1/6。

关键词：智能超表面全连接神经网络元素分组策略 IQ信号调制识别