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集成微腔光梳产生与应用

科学通报 2024年第12期69卷 1526-1527页

作者：程亚薛晓晓华东师范大学物理与电子科学学院上海200241 清华大学电子工程系北京100084

光学频率梳简称为光频梳或光梳,其光谱包含一系列频率严格等间距的谱线,非常像人们日常生活中的梳子,故而得名[1].光梳技术在21世纪初兴起,最早在光频率精密测量中作为倍频链的替代方案而被提出.相对于倍频链,光梳大大降低了系统的复杂... 详细信息

光学频率梳简称为光频梳或光梳,其光谱包含一系列频率严格等间距的谱线,非常像人们日常生活中的梳子,故而得名[1].光梳技术在21世纪初兴起,最早在光频率精密测量中作为倍频链的替代方案而被提出.相对于倍频链,光梳大大降低了系统的复杂度和体积,成为光学频率综合、光原子钟、精密光谱测量等领域的重要工具.在光梳技术发展史上,最被人津津乐道的事情可能是2005年Hänsch和Hall因此而获得诺贝尔物理学奖[2].发展至今,光梳系统的构建技术已经比较成熟,也有一些商用化的产品.其中所使用的种子光源主要包括光纤锁模激光器和固体锁模激光器两类.然而,光梳系统的总体积和功耗仍然较高,应用场景目前仍然主要局限在实验室中.因此,实现光梳的集成化和小型化,使其走出实验室成为大家追求的下一步目标.

关键词：锁模激光器倍频链光频率光梳诺贝尔物理学奖光频梳光学频率梳替代方案

Au(111)表面WS_(2)成核控制的理论研究

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物理学报 2024年第13期73卷 111-120页

作者：胡艺山袁清红华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241

二维二硫化钨(WS_(2))作为一种具有层依赖的电子和光电特性的半导体材料,在光电器件领域展现出极具潜力的应用前景.当前,晶圆级单层WS_(2)薄膜的制备是推动其在先进晶体管和集成电路中应用的关键挑战.化学气相沉积(CVD)能够实现大尺寸... 详细信息

二维二硫化钨(WS_(2))作为一种具有层依赖的电子和光电特性的半导体材料,在光电器件领域展现出极具潜力的应用前景.当前,晶圆级单层WS_(2)薄膜的制备是推动其在先进晶体管和集成电路中应用的关键挑战.化学气相沉积(CVD)能够实现大尺寸、高质量的单层WS_(2)薄膜合成,但其生长过程的复杂性导致了WS_(2)生长效率低,质量参差不齐.为指导实验上减少WS_(2)晶界,提高薄膜质量以增强其电子性能和机械稳定性,本文基于第一性原理的理论计算,深入探讨了WS_(2)在CVD生长过程中的成核机制.通过引入化学势这一变量,分析了不同实验条件下WS_(2)的生长能量曲线,发现调整前驱体钨源和硫源的温度或压强能有效控制WS_(2)的成核速率.特别是当钨源温度为1250 K时,成核速率达到最大,而提高硫源温度或降低硫源压强则能降低成核速率,从而提高单层WS_(2)的结晶度和均匀性.这些理论计算结果为实验中根据需求精确调整成核速率提供了坚实的理论依据,并为如何通过优化实验参数来提高单层WS_(2)薄膜的结晶度和均匀性提供了理论指导,有望推动WS_(2)材料在各类高性能电子器件中的应用发展,对未来材料科学和工业应用具有重要意义.

关键词：第一性原理计算生长机制化学气相沉积二维二硫化钨

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基于统计特征搜索的多元时间序列预测方法

电子与信息学报 2024年第8期46卷 3276-3284页

作者：潘金伟王乙乔钟博王晓玲华东师范大学计算机科学与技术学院上海200062

时间序列中包含一些长期依赖关系,如长期趋势性、季节性和周期性,这些长期依赖信息的跨度可能是以月为单位的,直接应用现有方法无法显式建模时间序列的超长期依赖关系。该文提出基于统计特征搜索的预测方法来显式地建模时间序列中的长... 详细信息

时间序列中包含一些长期依赖关系,如长期趋势性、季节性和周期性,这些长期依赖信息的跨度可能是以月为单位的,直接应用现有方法无法显式建模时间序列的超长期依赖关系。该文提出基于统计特征搜索的预测方法来显式地建模时间序列中的长期依赖。首先对多元时间序列中的平滑特征、方差特征和区间标准化特征等统计特征进行抽取,提高时间序列搜索对趋势性、周期性、季节性的感知。随后结合统计特征在历史序列搜索相似的序列,并利用注意力机制融合当前序列信息与历史序列信息,生成可靠的预测结果。在5个真实的数据集上的实验表明该文提出的方法优于6种最先进的方法。

关键词：多元时间序列预测注意力机制长期依赖

聚苯胺包覆的硫化锌-碳纳米管用作正极载体材料提高锂硫电池性能

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材料导报 2024年第1期38卷 10-16页

作者：周宇祥施天宇赵晨媛尹海宏宋长青郁可南通大学信息科学技术学院江苏南通226019 华东师范大学物理与电子科学学院极化材料与器件教育部重点实验室上海200241

随着石油等化石燃料的逐渐枯竭,人们对绿色能源和电动汽车的需求持续增长,可循环的电能储存系统也得到了快速发展。然而,传统的锂离子电池已接近理论极限,因而寻找开发下一代电池电极材料受到了极大的关注。锂硫电池因为具备出色的理论... 详细信息

随着石油等化石燃料的逐渐枯竭,人们对绿色能源和电动汽车的需求持续增长,可循环的电能储存系统也得到了快速发展。然而,传统的锂离子电池已接近理论极限,因而寻找开发下一代电池电极材料受到了极大的关注。锂硫电池因为具备出色的理论比容量和能量密度、环境友好、成本低廉等优点而备受关注。然而,锂硫电池中活性硫及其放电产物导电性差、可溶性多硫化物在电极间穿梭、体积膨胀等问题导致电池的反应动力学缓慢、容量迅速下降。为了解决这些问题,有必要对硫正极进行合理设计,研究表明引入碳纳米结构(如碳纳米管、碳纳米纤维、介孔碳、石墨烯等)作为骨架负载硫能提高锂硫电池的性能。这些碳骨架具有多层次的交叠多孔结构、大比表面积和高电子迁移率等优势,为离子提供迁移通道的同时能形成物理屏障限制多硫化物的迁移,进而抑制穿梭效应改善电池的循环稳定性。但是由于碳纳米结构的非极性特点,多硫化物与碳骨架之间的相互作用较弱,只能通过物理相互作用抑制多硫化物的穿梭。为了提高抑制效果,可以将极性材料(如金属氧化物、硫化物等)与碳纳米结构进行耦合,这样就兼具了极性材料和碳纳米结构的优点。极性材料与多硫化物的相互作用较强,同时碳纳米结构的高导电性和物理屏障作用亦得以保留,因而能大幅减缓穿梭效应,提高锂硫电池的循环稳定性和倍率性能。此外,多种导电聚合物,如聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)和聚苯胺(PANI)等,亦能作为包覆层或导电载体改善锂硫电池的循环性能和倍率性能。其中聚苯胺(PANI)具有导电性高、易合成、共形性好等特点,作为包覆层能有效地防止多硫化物向外扩散,提高电子的迁移率,从而保证电池的长期循环稳定性。本工作制备了一种ZnS-CNTs/S@PANI正极材料来抑制上述缺陷,提高锂硫电池性能,该正极材料以ZnS修饰的CNTs为骨架来负载硫,再在外层包覆聚苯胺(PANI)导电聚合物制备而成。该正极材料中由碳纳米管构成的导电网络有利于电子的快速迁移,并能容纳循环过程中硫的体积膨胀;ZnS量子点的修饰在碳纳米管表面增加了大量极性位点,能够增强对多硫化物的吸附,进而抑制穿梭效应;外侧的聚苯胺作为极性导电包覆层有利于提高电极整体的导电性,增强对多硫化物的吸附,并且能够通过物理限制效应防止活性材料流失。因此该正极材料表现出良好的电池性能,其初始比容量在0.5 C时为952.33 mAh·g^(-1),经过150次循环后比容量为776.37 mAh·g^(-1),容量保持率为81.52%。其在2 C倍率下的放电容量为633.62 mAh·g^(-1),优于CNTs/S和ZnS-CNTs/S电极。该结果证明了ZnS-CNTs/S@PANI正极材料具备优异的锂硫电池性能,为了锂硫电池向实用化发展提供了一种正极制备方案。

关键词：锂硫电池硫化锌正极聚苯胺

激光烧蚀低密度等离子体产生高次谐波的研究进展

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中国激光 2024年第7期51卷 49-63页

作者：高健吴健华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241 华东师范大学重庆研究院精密光学重庆市重点实验室重庆401121

超短强激光脉冲与物质相互作用产生的高次谐波辐射是一种相干的极紫外或软X射线光源,并且在时间上还是阿秒脉冲串。在不同介质中探寻更有效的高次谐波产生方案一直是研究热点。利用飞秒激光烧蚀低密度等离子体羽可将高次谐波扩展到几乎... 详细信息

超短强激光脉冲与物质相互作用产生的高次谐波辐射是一种相干的极紫外或软X射线光源,并且在时间上还是阿秒脉冲串。在不同介质中探寻更有效的高次谐波产生方案一直是研究热点。利用飞秒激光烧蚀低密度等离子体羽可将高次谐波扩展到几乎任何固体材料,极大地丰富了媒介的选择性。由于某些材料的等离子体内低电离态离子共振跃迁频率与谐波波长存在匹配,使得在极紫外波段特定阶次谐波表现出明显的共振增强效应,从而能够获得强单色的高次谐波辐射。结合纳米颗粒的近场增强效应和较大的电子回撞截面,极紫外波段的高次谐波转换效率可以进一步得到提高。激光等离子体高次谐波有望产生高脉冲能量、增强阶次可调和高重复频率的相干极紫外辐射。综述单阶谐波共振增强效应的产生原理和研究进展,分析各种优化方法和光场调控手段,并对未来的发展趋势进行展望。

关键词：非线性光学高次谐波低密度等离子体共振增强极紫外波段

面向散射光场调控的波前整形方法及其成像应用(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 264-278页

作者：沈乐成罗嘉伟张志凌张诗按华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241 中山大学电子与信息工程学院广东广州510006 山西大学极端光学协同创新中心山西太原030006 华东师范大学-山东师范大学光场调控科学与光子芯片器件联合研究中心华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室上海200241

光学散射一直以来都被认为是限制光学成像深度的重要因素。近年来,波前整形方法克服光学散射的能力引起了研究人员的广泛关注,其核心思想是通过对入射光进行相位调制,补偿散射引起的波前扰乱。波前整形方法能够有效地重新聚焦散射光,有... 详细信息

光学散射一直以来都被认为是限制光学成像深度的重要因素。近年来,波前整形方法克服光学散射的能力引起了研究人员的广泛关注,其核心思想是通过对入射光进行相位调制,补偿散射引起的波前扰乱。波前整形方法能够有效地重新聚焦散射光,有望实现深层组织内高分辨率成像的目标。回顾了波前整形的历史发展,讨论了不同类型的波前整形方法,展示了其在克服光学散射以实现深层组织成像方面的应用实例,并展望了波前整形方法的未来发展趋势。

关键词：波前整形散射介质光学相位共轭传输矩阵光学成像引导星

薄膜铌酸锂微纳结构的非线性光学研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第11期61卷 103-135页

作者：邓莉高仁宏管江林黎春桃赵光辉李明慧乔迁华东师范大学物理与电子科学学院极端光机电实验室上海200241

薄膜铌酸锂(TFLN)微腔和波导等微纳结构提供了强烈的光场约束能力,显著增强光与物质的相互作用,在光通信、光计算、集成光学和集成量子信息处理等关键前沿科学和高技术应用领域中具有重要的应用价值。本文回顾了薄膜铌酸锂微纳结构的基... 详细信息

薄膜铌酸锂(TFLN)微腔和波导等微纳结构提供了强烈的光场约束能力,显著增强光与物质的相互作用,在光通信、光计算、集成光学和集成量子信息处理等关键前沿科学和高技术应用领域中具有重要的应用价值。本文回顾了薄膜铌酸锂微纳结构的基本原理、制备技术演化过程和最新应用进展,并详细讨论其在频率转换、光电调制、频率光梳、微波-光波转换、量子光子学,以及激光技术等领域的广泛应用。这些技术的应用极大推动了大规模集成光子电路和量子网络的发展,同时也展望了未来与薄膜铌酸锂相关的、具有应用潜力的其他研究方向。

关键词：铌酸锂光学微腔波导非线性光学激光量子光学片上集成

全球教育“最佳实践”的塑造:社会情感学习在美国发展及溢出的政策网络分析

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教育发展研究 2024年第12期44卷 63-75页

作者：金津彭琛玮华东师范大学教育管理系上海200062

社会情感学习最早于20世纪90年代在美国兴起,后被很多国家和国际组织学习、借鉴,现已成为全球流行的新教育“最佳实践”。本文以社会情感学习兴起的关键政策结点——CASEL为聚焦,运用社会网络民族志的研究方法,追踪和呈现了这一流行的... 详细信息

社会情感学习最早于20世纪90年代在美国兴起,后被很多国家和国际组织学习、借鉴,现已成为全球流行的新教育“最佳实践”。本文以社会情感学习兴起的关键政策结点——CASEL为聚焦,运用社会网络民族志的研究方法,追踪和呈现了这一流行的“最佳实践”如何在美国兴起、兴盛并向全球流动的政策轨迹。本文基于对CASEL所在政策网络的建构、变化和拓展的分析,呈现了该政策网络在理念建构、网络联结、治理系统和政策迁移中的塑造技术和主导政策理性。研究结论呈现了“应用型政策”的新形态、新逻辑、新过程和新影响,对教育治理和全球教育“最佳实践”进行了重新审视。本文也结合政策网络分析,为我国开展社会情感教育提供了相关建议。

关键词：社会情感学习政策网络社会网络民族志政策社会学教育治理

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中国县域城投债的时空分布及成因分析

地理学报 2024年第4期79卷 949-970页

作者：王鑫静姜炎鹏武力超马仁锋华东师范大学地理科学学院上海200241 厦门大学经济学院厦门361005 宁波大学地理与空间信息技术系宁波315211

地方政府债务快速扩张与急剧积累已成为影响地区经济社会健康可持续发展的重点与难点问题之一。基于县域城投债与公共预算收支等经济社会属性数据,运用空间自相关、Tobit模型等方法探究了中国县域政府债务的时空演变特征及异质性成因。... 详细信息

地方政府债务快速扩张与急剧积累已成为影响地区经济社会健康可持续发展的重点与难点问题之一。基于县域城投债与公共预算收支等经济社会属性数据,运用空间自相关、Tobit模型等方法探究了中国县域政府债务的时空演变特征及异质性成因。结果表明:①2007—2020年中国县域城投债发行规模趋于扩张,城投债发行呈现明显的“政策债”特征,且具有明显的地区差异及行业集聚特征;研究期内县域城投债分布范围趋于扩大且具有明显的空间集聚特征,冷点区及热点区均集中分布于“胡焕庸线”以东县域;②现行地方财税体制下中国县域基层财政运行困难,财政压力与发展压力是驱动县域城投债扩张的关键因素;③县域城投债扩张机制呈现明显的区域差异及行业差异。财政压力对非市辖区、非省会县域等欠发达县域的城投债扩张具有显著促进作用,发展压力对东部县域、城市群县域等竞争发展相对激烈县域发债的刺激作用较为突出;财政压力对房地产业与基础设施行业发债具有负向影响,发展压力对房地产业和建筑业发债具有促进作用。本文为理解县域政府债务扩张提供了新的视角,也为控制县域政府债务规模无序扩张及防范地方政府债务风险提供了参考借鉴。

关键词：城投债时空分布异质性成因县域中国