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二维BeB_(2)作为镁离子电池阳极材料的理论研究

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物理学报 2024年第11期73卷 336-345页

作者：李欣悦高国翔高强刘春生叶小娟南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023 南京邮电大学电子与光学工程学院南京210023

为了加快镁离子电池的开发与应用,寻找合适的镁离子电池阳极材料势在必行.此外,具有较低摩尔质量的阳极材料有利于获得较高的理论存储容量.因此,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算系统地研究了BeB_(2)单层材料作为镁离子电池阳... 详细信息

为了加快镁离子电池的开发与应用,寻找合适的镁离子电池阳极材料势在必行.此外,具有较低摩尔质量的阳极材料有利于获得较高的理论存储容量.因此,本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算系统地研究了BeB_(2)单层材料作为镁离子电池阳极的潜力.计算结果表明,基于声子谱检测,BeB_(2)结构展现了优异的动力学稳定性.此外,从BeB_(2)的能带结构可以看到清晰的狄拉克锥,表明其具有良好的导电性能.BeB_(2)可以稳定吸附镁离子,并且镁离子在该材料上表现了较低的扩散势垒(0.04 eV),这意味着更快的充放电速率.重要的是,BeB_(2)展现了超高的理论容量(5250 mA·h·g^(–1))、较低平均开路电压(0.33 V)以及较小的体积膨胀(2%).此外,Mg离子在双层BeB_(2)结构中的吸附能为–1.38—–2.24 eV,扩散势垒为0.134—0.84 eV.综合以上性能,我们相信BeB_(2)可以作为一种优秀的镁离子电池阳极材料.

关键词：镁离子电池二维材料第一性原理计算

基于多光子纠缠的具有身份认证功能的多方量子安全直接通信

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科学通报 2024年第11期69卷 1491-1500页

作者：刘成杜明明钟伟盛宇波周澜南京邮电大学理学院南京210023 南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学量子信息与技术研究所南京210003

多方量子安全直接通信(multi-party quantum secure direct communication,MQSDC)可使多个信息发送方通过量子信道同时向一个信息接收方传递秘密信息,并从理论上保证传递信息的绝对安全性.已有的MQSDC方案均默认所有通信方为合法通信方... 详细信息

多方量子安全直接通信(multi-party quantum secure direct communication,MQSDC)可使多个信息发送方通过量子信道同时向一个信息接收方传递秘密信息,并从理论上保证传递信息的绝对安全性.已有的MQSDC方案均默认所有通信方为合法通信方,这在实际实验条件下难以保证,为窃听者冒充合法通信方窃取信息或扰乱通信提供了可能.本文提出了基于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的具有身份认证功能的三方量子安全直接通信方案.信息接收方可同时认证两个实际信息发送方的身份,确认身份合法后,再接收其发送的秘密信息,理论上可保证合法通信方身份认证码以及传输信息的安全.本方案使用单光子测量代替GHZ态测量,操作简单且成功率高.本文对方案在实际实验条件下的安全信息容量进行了数值模拟.本方案在未来量子网络领域具有重要的应用.

关键词：多方量子安全直接通信身份认证 Greenberger-Horne-Zeilinger态安全信息容量

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单光子空间W态的高效无噪线性放大方案

科学通报 2024年第19期69卷 2804-2813页

作者：王雪杰周澜杜明明钟伟李喜云盛宇波南京邮电大学电子与光学工程学院柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学理学院南京210023 南京邮电大学量子信息与技术研究所南京210003

光子传输损耗是长距离量子通信实用化的重要障碍.单光子空间W态是量子通信的重要资源.为保护单光子空间W态抵御其在远距离纠缠分发过程中的光子传输损耗,本文提出了一种基于具有局域压缩操作的高效量子剪刀的单光子空间W态无噪线性放大... 详细信息

光子传输损耗是长距离量子通信实用化的重要障碍.单光子空间W态是量子通信的重要资源.为保护单光子空间W态抵御其在远距离纠缠分发过程中的光子传输损耗,本文提出了一种基于具有局域压缩操作的高效量子剪刀的单光子空间W态无噪线性放大方案.本方案中,各个远距离用户需要同时运行带有局域压缩操作的高效量子剪刀方案.只有当所有用户的量子剪刀方案都运行成功时,单光子空间W态的无噪线性放大方案才运行成功.通过在量子剪刀中加入局域压缩操作,本方案可有效提升对单光子空间W态的放大因子.本方案在未来基于单光子空间W态的长距离量子通信领域具有潜在的应用.

关键词：单光子空间W态无噪线性放大量子剪刀局部压缩操作放大因子

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基于强关联平滑约束的目标检测模型剪枝方法

南京邮电大学学报（自然科学版） 2024年第3期44卷 72-79页

作者：康彬李卓邱坤窦海娥王磊郑宝玉南京邮电大学物联网学院江苏南京210003 南京邮电大学应用技术学院江苏南京210042 南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003

目标检测模型的轻量化研究虽已产生诸多代表性成果,但现有方法在模型高比例剪枝时会出现检测精度断崖式衰减。在探索主流目标检测网络剪枝性能衰减的根源时发现剪枝后梯度的波动是影响模型性能的关键。为此构建了基于强关联平滑约束的... 详细信息

目标检测模型的轻量化研究虽已产生诸多代表性成果,但现有方法在模型高比例剪枝时会出现检测精度断崖式衰减。在探索主流目标检测网络剪枝性能衰减的根源时发现剪枝后梯度的波动是影响模型性能的关键。为此构建了基于强关联平滑约束的剪枝框架(Pruning Framework based on Strong Correlation Smoothing Constraint,SCSC)。首先将历史梯度及当前梯度定义为自蒸馏理论中的教师及学生,通过学生模仿教师的方式使学生梯度最大程度接近教师梯度,实现梯度平滑;其次依据梯度平滑结果提出基于强关联约束的剪枝方案,将历史梯度与当前梯度组成强关联组,通过强化历史梯度对当前梯度更新的贡献增强模型权重参数稀疏度。在PASCAL VOC2007数据集进行测试,SCSC对比主流剪枝方法取得了2个百分点的平均精度提升;在KITTI数据集中,SCSC剪枝率为80%时,相较于原网络识别精度衰减仅为3个百分点。

关键词：卷积神经网络知识蒸馏模型剪枝

金属Sc修饰Ti_(2)CO_(2)吸附气体分子的第一性原理研究

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物理学报 2024年第7期73卷 134-143页

作者：吴宇阳李卫任青颖李金泽许巍许杰南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023 南京邮电大学集成电路科学与工程学院南京210023

基于第一性原理计算研究了Ti_(2)CO_(2)和金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)的几何结构和电子性质,分析了不同有害气体(CO,NH_(3),NO,SO_(2),CH_(4),H_(2)S)在这两种材料表面的吸附过程,讨论了金属修饰对Ti_(2)CO_(2)二维过渡金属碳化物(MXene)... 详细信息

基于第一性原理计算研究了Ti_(2)CO_(2)和金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)的几何结构和电子性质,分析了不同有害气体(CO,NH_(3),NO,SO_(2),CH_(4),H_(2)S)在这两种材料表面的吸附过程,讨论了金属修饰对Ti_(2)CO_(2)二维过渡金属碳化物(MXene)电子性能和气体吸附性能的影响.计算结果表明,Sc原子位于空心位C原子上方的结构具有较大的结合能,但小于固体Sc的内聚能实验值(3.90 e V),Sc原子可以有效避免成簇.表面Sc金属为气体吸附提供了活性位点.通过分析不同气体的最佳吸附点位、吸附能等参数,分析金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)对这些气体的吸附效果.其中对SO_(2)的吸附效果更好,吸附能从–0.314 eV提升到–2.043 eV,其他气体的吸附效果均有改善.通过电荷转移、态密度和功函数等参数解释了其吸附能增加的原因.由于在表面引入了新的原子,增大了材料的载流子密度和载流子迁移率,从而提高了材料表面的电荷转移,为金属Sc修饰的Ti_(2)CO_(2)材料的气敏性能提供理论参考.

关键词： MXene 第一性原理金属修饰气体传感器

基于AAT模型的毫米波大规模MIMO系统信道估计

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通信学报 2024年第3期45卷 41-49页

作者：于舒娟刘荣张昀谢娜黄丽亚南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术学院) 江苏南京210023

针对毫米波大规模多输入多输出信道具有时间相关性、系统易受噪声因素影响导致信道估计精度低的问题,提出了一种基于改进的时序卷积神经网络信道估计方法。该方法将仿真获得的信道矩阵以二维图像数据方式输入系统;利用时间相关性进行特... 详细信息

针对毫米波大规模多输入多输出信道具有时间相关性、系统易受噪声因素影响导致信道估计精度低的问题,提出了一种基于改进的时序卷积神经网络信道估计方法。该方法将仿真获得的信道矩阵以二维图像数据方式输入系统;利用时间相关性进行特征融合,构建集中注意力机制网络,增强系统模型对信道深层特征的提取能力;将AAN嵌入时序卷积神经网络中进行训练;系统输出去噪后的二维图像,即信道估计矩阵。仿真结果表明,所提信道估计方法在性能和复杂度方面优于传统的信道估计方法,并且当测试场景发生改变时依旧具有鲁棒性。

关键词：大规模多输入多输出信道时序卷积神经网络信道估计集中注意力机制网络

一种基于相位误差校正技术的快速启动晶体振荡器

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电子学报 2024年第4期52卷 1182-1188页

作者：王子轩王山虎王鑫姚佳飞张珺胡善文蔡志匡郭宇锋南京邮电大学集成电路科学与工程学院江苏南京210023 南京邮电大学射频与微组装技术国家地方联合工程实验室江苏南京210023

随着超低功耗(Ultra-Low Power,ULP)物联网(Internet of Things,IoT)系统的发展,采用能量注入技术的快速启动晶体振荡器因对IoT系统功耗影响巨大而逐渐成为研究热点.能量注入技术可以显著降低晶体振荡器的启动时间和启动能量,但是对注... 详细信息

随着超低功耗(Ultra-Low Power,ULP)物联网(Internet of Things,IoT)系统的发展,采用能量注入技术的快速启动晶体振荡器因对IoT系统功耗影响巨大而逐渐成为研究热点.能量注入技术可以显著降低晶体振荡器的启动时间和启动能量,但是对注入源的精度要求苛刻.为了扩大注入频偏容限以及实现高注入效率,本文提出了一种基于延迟锁定环的相位误差校正技术.该技术将注入频偏容限扩大到2%,启动过程的非注入持续时间仅为4个周期,实现了高效注入.本文所述晶体振荡器采用40 nm CMOS工艺设计并流片.在1.0 V电源电压下采用24 MHz晶体进行测试,当注入频偏高达2%时,实现了7.2μs的启动时间,启动能量为5.1 nJ.相比同频偏下的传统注入方案,启动时间缩短了99.66%.

关键词：相位误差校正晶体振荡器快速启动延迟锁定环能量注入

金属光栅覆盖分布式布拉格反射镜结构的透射增强效应

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物理学报 2024年第11期73卷 288-296页

作者：关建飞俞潇丁冠天陈陶陆云清南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

为了采用易于直接激发的塔姆等离激元(Tamm plasmon polaritons,TPPs)实现透射增强现象,本文提出了一种由一维金属光栅覆盖分布式布拉格反射镜(distributed Bragg reflector,DBR)构成的层状结构.采用有限元法分析了入射光波在DBR-金属... 详细信息

为了采用易于直接激发的塔姆等离激元(Tamm plasmon polaritons,TPPs)实现透射增强现象,本文提出了一种由一维金属光栅覆盖分布式布拉格反射镜(distributed Bragg reflector,DBR)构成的层状结构.采用有限元法分析了入射光波在DBR-金属交界面上激发TPPs并产生能量高度局域的物理过程.研究表明入射TM光波在金属-DBR交界面上激发的TPPs可以有效地激发金属狭缝内的SPPs模式,当SPPs模式在狭缝内满足类FP谐振的条件就可以使入射光波在该结构中的产生透射增强.在此基础上,分析了狭缝宽度及其占空比对透射谱峰的定量影响.结果显示:周期确定时随着狭缝宽度的增大,峰值透射率则呈现先增大后减小的变化趋势;宽度确定时随着占空比的增大,峰值透射率会呈现单调降低的变化趋势,而透射峰中心波长呈现近似线性蓝移趋势,这为灵活调节异常透射的中心波长提供了一种有效手段.

关键词：光学异常透射金属光栅塔姆等离激元类法布里-珀罗共振

基于双柔性电极模拟叉指图案电极的液体介电泳研究

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物理学报 2024年第3期73卷 161-167页

作者：尚修霆陈陶谌静徐荣青南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

介电泳通过非均匀电场作用于介电液体内偶极子影响表面润湿性,实现液滴接触角可调,克服了电润湿效应的接触角饱和限制,但其驱动电极需图案化处理,难以实现实用的三维可调光学器件.本文采用外裹绝缘介电层且互不导通的双柔性电极缠绕于... 详细信息

介电泳通过非均匀电场作用于介电液体内偶极子影响表面润湿性,实现液滴接触角可调,克服了电润湿效应的接触角饱和限制,但其驱动电极需图案化处理,难以实现实用的三维可调光学器件.本文采用外裹绝缘介电层且互不导通的双柔性电极缠绕于平板基底形成二维平面线墙,模拟叉指图案电极以驱动液体介电泳,给出了“液滴-叉指平面线墙”模型的接触角与电压理论关系.在0—250 V_(rms)电压范围内实验测量的接触角变化可达32°,符合上述理论关系,为构造液体介电泳三维可调光学器件提供了理论和实验基础.

关键词：液体介电泳效应模拟叉指图案电极柔性电极接触角

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