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SiC基底覆多层石墨烯力学强化性能分子动力学模拟

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物理学报 2024年第10期73卷 372-382页

作者：陈晶晶赵洪坡王葵占慧敏罗泽宇南昌理工学院机电工程学院南昌330044 南昌理工学院计算机信息工程学院南昌330044

微机电系统半导体SiC器件覆多层石墨烯的力学强化性能与塑性变形微观研究,将对提升该器件耐久性服役寿命期和强韧化机制理解起到显著作用.因此,本文基于分子动力学法探讨了石墨烯堆垛类型(AA和AB堆垛)和极端使役温度对其接触力学性能(... 详细信息

微机电系统半导体SiC器件覆多层石墨烯的力学强化性能与塑性变形微观研究,将对提升该器件耐久性服役寿命期和强韧化机制理解起到显著作用.因此,本文基于分子动力学法探讨了石墨烯堆垛类型(AA和AB堆垛)和极端使役温度对其接触力学性能(最大承载荷、硬度、杨氏模量、接触刚度)、微结构演化、接触质量、褶皱形貌、位错总长的影响,解释了SiC基底覆多层石墨烯力学强化的原子尺度机制.研究发现:相同使役温度下,随覆石墨烯层数增加,SiC基底微结构的棱柱形位错环演化中越早发生脆断;石墨烯AB堆垛在最大压深时的C-C键断裂会导致石墨烯优异面内弹性变形丧失,以致其最大承载性呈现断崖式下降.研究表明:SiC基底覆三层石墨烯的力学强化性能是纯SiC的2倍,该强化效应不受石墨烯堆垛类型影响,其力学强化机制主要源于多层石墨烯受载加大会引起石墨烯面内褶皱增大,从而增大界面接触刚度,触发界面接触质量减小所致.使役温度升高,会激发原子振动频率增大,诱导界面接触原子数增多,以致界面接触质量增大,而界面接触刚度随之减弱,最终引起SiC基底覆多层石墨烯力学性能随温度升高呈近似直线下降.此外,SiC基底的亚表层应力集中会诱导基底内的微结构产生滑移与演变;基底覆石墨烯层数增加可有效减小基底亚表层的应力集中分布程度,从而对基底起抗载保护作用.

关键词： SiC 多层石墨烯力学强化分子动力学接触刚度

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基于深度学习的微纳光纤自动制备系统

物理学报 2024年第10期73卷 212-220页

作者：刘鸿江刘逸飞谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计... 详细信息

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计算机视觉中的图像分割方法,通过制作高质量多尺度微纳光纤数据集,使用基于小目标检测改进的YOLOv8-FD算法对微纳光纤直径进行自动检测.在数据集中获得了平均均值精度高达mAP^(IoU=50)=0.975和mAP^(IoU=50_95)=0.765的性能参数.实验结果表明,该系统可实现微纳光纤直径462 nm—125μm范围,误差2.95%以内的测量和自动化制备,并随着光纤直径增长,误差逐渐缩小,且该系统光学成像单个像素分辨率为65.97 nm,平均检测时间为9.6 ms.本文工作适用于对微纳光纤的高精度实时测量和自动精确制备,为低损耗传输和色散可调的微纳光纤器件发展提供新的思路.

关键词：微纳光纤直径测量深度学习图像分割

一种用于解析问答推理过程的多轮迭代检索算法研究

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数据分析与知识发现 2024年第3期8卷 120-131页

作者：周长顺应文豪钟珊龚声蓉苏州大学计算机科学与技术学院苏州215008 常熟理工学院计算机科学与工程学院常熟215500

【目的】针对当前阅读理解类问答推理过程中传统无监督检索方式句子关联性不足的问题,设计一种检索模型,研究问答任务的推理过程,探求问答任务的可解释性。【方法】提出一种新型无监督检索模型ISR,模型中融合皮尔逊相关系数、GloVe词嵌... 详细信息

【目的】针对当前阅读理解类问答推理过程中传统无监督检索方式句子关联性不足的问题,设计一种检索模型,研究问答任务的推理过程,探求问答任务的可解释性。【方法】提出一种新型无监督检索模型ISR,模型中融合皮尔逊相关系数、GloVe词嵌入、IDF加权等主要模块,ISR模型通过多轮迭代方式细粒度检索推理句。【结果】对比模型MSSwQ,ISR模型在MultiRC数据集上进行实验,P、R、F_(1)指标平均高出2.4、1.8、2.1个百分点;在HotPotQA数据集上进行实验,P、R、F_(1)指标平均高出4.8、2.6、3.7个百分点。【局限】检索采用硬匹配,可能存在过分匹配的情形。【结论】本文模型能够提升检索推理句的准确性,检索的推理句能够有效应用于问答任务的推理过程。

关键词：阅读理解问答无监督框架多轮迭代问答推理推理句检索

非对称针尖结构对远红外超材料谐振性能的影响研究

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红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 322-328页

作者：陆小森吴旭魏小柯王俊杰王奇亮金钻明彭滟上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非... 详细信息

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰全宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环(非针尖设计)的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。

关键词：太赫兹传感器超材料远红外品质因子Q

面向物联网多场景的PBFT共识算法改进方案

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计算机应用研究 2024年第3期41卷 676-682,687页

作者：戚文杰史培中古春生景征骏江苏理工学院计算机工程学院江苏常州213001

物联网与区块链融合过程中,实用拜占庭容错(PBFT)算法存在通信开销大、时延高且无法根据场景与设备差异进行合理划分的不足。为满足物联网多场景应用的问题,提出了一种基于综合评价的改进实用拜占庭容错算法。首先,对节点进行基于性能... 详细信息

物联网与区块链融合过程中,实用拜占庭容错(PBFT)算法存在通信开销大、时延高且无法根据场景与设备差异进行合理划分的不足。为满足物联网多场景应用的问题,提出了一种基于综合评价的改进实用拜占庭容错算法。首先,对节点进行基于性能与信誉值加权的综合评价筛选出符合特定场景需求的节点;然后,进行基于节点综合评价的聚类,形成双层网络架构;最后,将共识过程分为子集群共识和主集群共识。实验结果表明,CE-PBFT拥有较高的容错性和场景适应性,且当场景节点数达到100时,在通信开销和共识时延方面较PBFT分别有着93.9%和87.8%的性能优化。

关键词：物联网区块链实用拜占庭容错多场景综合评价

点云空间与反射强度融合的非结构化道路可行驶区域检测

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控制理论与应用 2024年第5期41卷 847-854页

作者：周越洋徐江钟珊龚声蓉东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江大庆163319 常熟理工学院计算机科学与工程学院江苏苏州215500

可行驶区域检测旨在检测和提取智能车辆在道路上可行进的区域,目前主流的检测方法主要基于三维激光雷达的空间特征实现,难以处理路面边缘无清晰空间特征的非结构化道路.为此,本文提出了一种基于点云空间和反射强度融合的非结构化道路可... 详细信息

可行驶区域检测旨在检测和提取智能车辆在道路上可行进的区域,目前主流的检测方法主要基于三维激光雷达的空间特征实现,难以处理路面边缘无清晰空间特征的非结构化道路.为此,本文提出了一种基于点云空间和反射强度融合的非结构化道路可行驶区域检测方法.首先,通过融合反射强度因子改进了基于空间特征的柱坐标系检测模型;然后,使用强度和降维空间检测对检测精度较低的环形检测模型进行优化,并将其与柱坐标系检测模型联合使用以提高方法检测准确率;最后,在自录实际道路数据集上进行对比实验.实验结果表明本文方法显著提高了非结构化道路可行驶区域检测的成功率与精确率,在结构化道路上也具有良好效果.

关键词：智能驾驶非结构化道路三维激光雷达反射强度空间分布区域检测

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碳化硅基底覆多层石墨烯力学强化性能分子动力学模拟

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物理学报 2024年

作者：陈晶晶赵洪坡王葵占慧敏罗泽宇南昌理工学院机电工程学院南昌理工学院计算机信息工程学院

微机电系统半导体碳化硅器件覆多层石墨烯的力学强化性能与塑性变形微观研究将对提升该器件耐久性服役寿命期和强韧化机制理解起到显著作用。因此，本文基于分子动力学法探讨了石墨烯堆垛类型（AA和AB堆垛）和极端使役温度对其接触力学... 详细信息

微机电系统半导体碳化硅器件覆多层石墨烯的力学强化性能与塑性变形微观研究将对提升该器件耐久性服役寿命期和强韧化机制理解起到显著作用。因此，本文基于分子动力学法探讨了石墨烯堆垛类型（AA和AB堆垛）和极端使役温度对其接触力学性能（最大承载荷﹑硬度﹑杨氏模量﹑接触刚度）﹑微结构演化﹑接触质量﹑褶皱形貌﹑位错总长的影响，解释了碳化硅基底覆多层石墨烯力学强化的原子尺度机制。研究发现：相同使役温度下，随覆石墨烯层数增加，碳化硅基底微结构的棱柱形位错环演化中越早发生脆断；石墨烯AB堆垛在最大压深时的碳碳键断裂会导致石墨烯优异面内弹性变形丧失，以致其最大承载性呈现断崖式下降。研究表明：碳化硅基底覆三层石墨烯的力学强化性能是纯碳化硅的2倍，该强化效应不受石墨烯堆垛类型影响，其力学强化机制主要源于多层石墨烯受载加大会引起石墨烯面内褶皱增加，从而增大界面接触刚度，触发界面接触质量减小所致。使役温度升高，会激发原子振动频率增加，诱导界面接触原子数增多，以致界面接触质量增加，而界面接触刚度随之减弱，最终引起碳化硅基底覆多层石墨烯力学性能随温度升高呈近似直线下降。此外，碳化硅基底的亚表层应力集中会诱导基底内的微结构产生滑移与演变；基底覆石墨烯层数增加可有效减小基底亚表层的应力集中分布程度，从而对基底起抗载保护作用。

关键词：碳化硅多层石墨烯力学强化分子动力学接触刚度

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一种基于微环腔辅助干涉的Fano谐振器

光学学报 2024年第11期44卷 112-122页

作者：李柯陈佳豪魏潇陈露程培红王卓远周裕鸿喻平金婧练斌宁波工程学院电子与信息工程学院浙大宁波理工学院信息科学与工程学院

本文提出并研究了一种基于微环腔辅助干涉的Fano谐振器。在该谐振干涉结构中，输入信号光经环形谐振腔后分成的下路光和直通路光以一定相位差合束，该合束光干涉形成了有别于传统对称Lorentz线型的非对称陡峭Fano光谱。在理论上使用传... 详细信息

本文提出并研究了一种基于微环腔辅助干涉的Fano谐振器。在该谐振干涉结构中，输入信号光经环形谐振腔后分成的下路光和直通路光以一定相位差合束，该合束光干涉形成了有别于传统对称Lorentz线型的非对称陡峭Fano光谱。在理论上使用传输矩阵方法分析了非对称线型产生的相位条件，讨论了不同耦合系数、微环损耗对非对称谱线的消光比和斜率的影响，给出了理想条件下谷点波长漂移的计算公式和完全消光条件。分析表明，当两路光信号相位差为94°时，对于耦合系数为0.242、损耗系数为0.995的Fano谐振谱消光比可高达41.54 dB，斜率可高达2372 dB/nm。基于时域有限差分（FDTD）仿真和设计，采用电子束光刻（EBL）直写器件在绝缘层上硅（SOI）平台上进行了验证。实验中两路光的合束采用了多模干涉（MMI）结构，并设计了不同相位差以验证其对Fano谐振非对称线型的影响。实验表明，在本文工艺条件下，可以获得近-25 dB的消光比和1997 dB/nm的光谱斜率。本文提出的Fano谐振结构将为高分辨率光传感、低功耗光开关和高对比度光探测等领域高性能器件的设计开辟新途径。

关键词：谐振腔 Fano共振微环传感

带有欺骗攻击的区间二型T-S模糊系统的高效模型预测控制

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控制与决策 2024年第7期39卷 2205-2214页

作者：马江涛宋燕上海理工大学理学院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

研究欺骗攻击影响下的区间二型T-S模糊系统的高效模型预测控制(efficient model predictive control,EMPC)问题.考虑到数据从传感器节点传输到控制器节点受到欺骗攻击的影响,设计一种EMPC框架下基于状态观测器的输出反馈控制器.首先,针... 详细信息

研究欺骗攻击影响下的区间二型T-S模糊系统的高效模型预测控制(efficient model predictive control,EMPC)问题.考虑到数据从传感器节点传输到控制器节点受到欺骗攻击的影响,设计一种EMPC框架下基于状态观测器的输出反馈控制器.首先,针对能量有界的欺骗攻击,构建辅助优化问题,离线求解终端约束集以及满足系统H2安全的固定反馈控制增益和观测器增益;其次,引入摄动量提供控制自由度,离线求解增广系统的不变集,通过最大化该不变集在原状态空间的投影得到初始可行域;然后,在线优化摄动量得到满意的控制律,确保系统在欺骗攻击影响下的安全性;最后,给出所提出的EMPC算法理论可行性和系统安全性的证明,并通过仿真实例验证所提出算法的有效性.

关键词：高效模型预测控制区间二型T-S模糊系统状态观测器欺骗攻击初始可行域