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基于亥姆霍兹共振的超薄弧形声学超表面地毯斗篷

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物理学报 2024年第6期73卷 222-228页

作者：隋玉梅何兆剑毕仁贵孔鹏吴吉恩赵鹤平邓科湖南科技大学物理与电子科学学院智能传感器与新型传感材料湖南省重点实验室湘潭411201 吉首大学物理系吉首416000 湖南财政经济学院长沙410205

利用局部相位补偿调制的方式设计了一种超薄的弧形声学超表面地毯隐身斗篷.该斗篷由52个亥姆霍兹空腔共振结构单元组成,且结构单元厚度小于波长的0.2倍.数值模拟结果显示:文中所设计的隐身斗篷在深亚波长范围内隐身效果良好,其工作频宽... 详细信息

利用局部相位补偿调制的方式设计了一种超薄的弧形声学超表面地毯隐身斗篷.该斗篷由52个亥姆霍兹空腔共振结构单元组成,且结构单元厚度小于波长的0.2倍.数值模拟结果显示:文中所设计的隐身斗篷在深亚波长范围内隐身效果良好,其工作频宽为5850—7550 Hz.进一步探究声波斜入射时地毯斗篷的工作效果,发现在30°的入射角范围内都具有良好的隐身效果.此外,利用余弦相似度(cosine similarity,CSI)函数精确量化分析了该隐身斗篷的工作性能,计算结果展示,在斗篷工作的带宽范围内,覆盖斗篷后的CSI值趋近于无斗篷覆盖地面的CSI值,展示了其在的良好隐身性.本文所设计的斗篷均以超薄的亥姆霍兹共振结构为组成单元,结构简单,易于实现,有利于未来的实际应用.

关键词：声学超表面广义Snell定律超薄结构地毯斗篷

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串联阀芯阀口独立控制多路阀设计及特性研究

机械工程学报 2024年第4期60卷 113-125页

作者：赵星宇王波权龙葛磊周兴炜太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024

现有多路阀存在大流量低压损控制难、动态特性差等问题,且阀芯机械固联,压损大、自由度低,难以满足高端主机对操纵性、节能性、智能化、负载适应性的需求。为此,基于插装阀大流量控制特性好和滑阀微动性能好的优点,创新提出换向滑阀的... 详细信息

现有多路阀存在大流量低压损控制难、动态特性差等问题,且阀芯机械固联,压损大、自由度低,难以满足高端主机对操纵性、节能性、智能化、负载适应性的需求。为此,基于插装阀大流量控制特性好和滑阀微动性能好的优点,创新提出换向滑阀的进出口串接两个流量放大型比例插装阀的新构型,研制串联阀芯阀口独立控制多路阀。两个插装阀可以根据控制需求设计为流量控制或压力控制功能,系统自由度高,具有很高的智能化潜力。为了实现流量和压力的高精度冗余控制,设计串联式双级位移闭环+并联式流量/压力闭环控制策略,通过仿真研究位置、流量、压力三种工作模式下阀的特性。并试制样阀,搭建试验台对压损特性、位移滞环、流量控制特性、动态响应特性和稳态负载特性进行了测试。结果表明,样阀额定流量达到300 L/min,主阀位移滞环小于1%;主阀阶跃响应小于35 ms,具有较高的动态特性;流量最大偏差小于5%,流量控制精度高。

关键词：多路阀阀口独立控制稳态特性动态特性

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氧化铝陶瓷增韧的研究进展

复合材料学报 2024年

作者：张月林许如意姜如朱中华柴一峰湖南科技大学物理与电子科学学院湖南科技大学智能传感器与新型传感材料湖南省重点实验室

作为研究最早和应用最广泛的陶瓷材料之一，氧化铝(Al2O3)陶瓷具有高强高硬、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等许多优异特性，已在国防工业、航空航天以及生物医疗等领域得到了广泛应用。然而，固有的脆性极大地限制了Al2O3陶瓷在众多领域中的... 详细信息

作为研究最早和应用最广泛的陶瓷材料之一，氧化铝(Al2O3)陶瓷具有高强高硬、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等许多优异特性，已在国防工业、航空航天以及生物医疗等领域得到了广泛应用。然而，固有的脆性极大地限制了Al2O3陶瓷在众多领域中的进一步应用。增韧始终是陶瓷材料研究中的一个核心研究课题，引入增韧相材料是提高陶瓷材料韧性的主要途径。本文首先简要概述了陶瓷材料的增韧机制，随即综述了Al2O3陶瓷增韧的最新研究现状，分析了增韧方法中存在的关键问题，展望了Al2O3陶瓷增韧的发展方向，以期为后续Al2O3陶瓷增韧的发展提供借鉴。

关键词： Al O 陶瓷韧性增韧相增韧机制综述

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光学相干层析成像在生物医学中的研究进展

激光与光电子学进展 2024年第12期 61-70页

作者：颜佳涛唐云袁锐邹鹏辉廖萍李菁锋彭旭翔湖南科技大学物理与电子科学学院智能传感器与新型传感材料湖南省重点实验室谢菲尔德大学电子与电气工程系

光学相干层析成像（OCT）是近年来发展迅速的一种无损低相干生物医学成像技术。由于能够检测生物组织的微观结构信息，其为生物医学基础和临床研究带来了极大的便利。OCT在眼科中从最初黄斑结构的探索到评估视网膜和脉络膜血管系统，实... 详细信息

光学相干层析成像（OCT）是近年来发展迅速的一种无损低相干生物医学成像技术。由于能够检测生物组织的微观结构信息，其为生物医学基础和临床研究带来了极大的便利。OCT在眼科中从最初黄斑结构的探索到评估视网膜和脉络膜血管系统，实现了动态结构与静态组织的对比。此外基于光源突破性的发展，OCT系统可能成为皮肤科、胃肠疾病和心血管疾病等多个临床领域的标准检查方法。本文回顾OCT的发展历程，并对各个类别的OCT系统进行介绍，对其成像原理、性能、优缺点等进行描述和对比，最后总结和展望该技术在生物医学的应用。

关键词：光学相干层析成像生物医学光学无损检测三维重建生物组织

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体相二硫化铼中点缺陷的形成与稳定性

原子与分子物理学报 2024年 149-156页

作者：何诗颖赵宇清邹代峰许英廖雨洁禹卓良湖南科技大学物理与电子科学学院智能传感器与新型传感器材料湖南省重点实验室湖南理工学院物理与电子科学学院

二硫化铼是过渡金属二硫族化合物的成员,由于层间的范德华作用、合适的带隙、高的光吸收系数和长的载流子迁移距离在光电子研究领域引起广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而半导体的缺陷能级对电子结构具有重要... 详细信息

二硫化铼是过渡金属二硫族化合物的成员,由于层间的范德华作用、合适的带隙、高的光吸收系数和长的载流子迁移距离在光电子研究领域引起广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而半导体的缺陷能级对电子结构具有重要的调控,且体相二硫化铼的缺陷研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对体相二硫化铼的铼空位、硫空位、钨掺杂(或替代)铼、钨掺杂硫、锝掺杂铼和锝掺杂硫的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:钨掺杂硫和锝掺杂硫形成深施主能级缺陷,铼空位形成浅施主能级缺陷.在富铼和富硫条件下,钨掺杂铼的缺陷形成能低且能有效降低体系总能,提高体系稳定性.钨掺杂硫的缺陷虽然能降低体系的总能提高二硫化铼的稳定性,但较大的缺陷形成能表明钨掺杂硫缺陷难以形成.上述研究结果有助于理解缺陷能级对半导体深浅能级和稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于二硫化铼的高效的光电子器件提供理论依据.

关键词：体相二硫化铼形成能缺陷能级稳定性

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单层CsPbICl中点缺陷的形成与稳定性

原子与分子物理学报 2024年 136-142页

Cs2PbI2Cl2是卤化铅钙钛矿材料的新成员,由于其高的光吸收系数和长的载流子迁移距离等优异的光电物理性能,在太阳能电池、光电探测器、场效应晶体管以及发光二极管等领域受到广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而... 详细信息

Cs2PbI2Cl2是卤化铅钙钛矿材料的新成员,由于其高的光吸收系数和长的载流子迁移距离等优异的光电物理性能,在太阳能电池、光电探测器、场效应晶体管以及发光二极管等领域受到广泛的关注.其中光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而钙钛矿的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层Cs2PbI2Cl2中点缺陷的研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层Cs2PbI2Cl2的铯空位、碘空位、氯空位、铯替代铅、碘替代铯、碘替代铅、碘替代氯、氯替代铯、氯替代铅和氯替代碘的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:在富铅和缺铅条件下,碘替代氯和氯替代碘的缺陷形成能偏低,且氯替代碘能有效降低体系总能,提高体系稳定性.在缺铅条件下铯空位缺陷形成能低于富铅条件,在缺铅条件下更易形成铯空位;富铅和缺铅条件下对碘替代氯和氯替代碘的缺陷形成能基本无影响.上述研究结果有助于理解点缺陷对钙钛矿材料稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于Cs2PbI2Cl2的高效的光电子器件提供理论依据.

关键词：单层Cs PbI Cl 形成能点缺陷稳定性

氟取代有机空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用研究进展

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有机化学 2024年第4期44卷 1197-1209页

作者：刘冬张晓晔李战峰太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024

钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其性能优异、成本低廉和制备工艺简单,在环境、生态和能源结构调整方面具有重要意义.其中空穴传输材料(HTMs)有效调节电池界面势垒、促进空穴传输和收集、降低电荷复合、优化钙钛矿层与电极界面以及改善钙钛矿... 详细信息

钙钛矿太阳能电池(PSCs)因其性能优异、成本低廉和制备工艺简单,在环境、生态和能源结构调整方面具有重要意义.其中空穴传输材料(HTMs)有效调节电池界面势垒、促进空穴传输和收集、降低电荷复合、优化钙钛矿层与电极界面以及改善钙钛矿光吸收层的性质,在PSCs中发挥重要的作用.氟取代材料具有独特的电荷传输特性和光电性能,向有机分子中引入具有诱导效应和共轭效应的氟原子可以降低分子能级,提高HTMs的空穴迁移率,进而提高PSCs的性能.此综述对氟取代有机空穴传输材料对PSCs光电性能的影响及其作用机制进行了梳理和总结.

关键词：钙钛矿太阳能电池空穴传输材料氟取代有机材料

Z型InN/SnS_(2)范德华异质结增强光催化水分解

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原子与分子物理学报 2024年第6期41卷 1-5页

作者：戴卓旎盛威许英湖南科技大学物理与电子科学学院湘潭411201 智能传感器与新型传感材料湖南省重点实验室湘潭411201

寻找高效的光催化剂分解水制氢是解决能源危机和环境问题的有效途径之一.基于第一性原理,对InN/SnS_(2)异质结的几何结构、电子结构和光催化水分解性能进行研究.结果表明InN/SnS_(2)异质结是具有的Ⅱ型能带排列半导体材料可以有效地分... 详细信息

寻找高效的光催化剂分解水制氢是解决能源危机和环境问题的有效途径之一.基于第一性原理,对InN/SnS_(2)异质结的几何结构、电子结构和光催化水分解性能进行研究.结果表明InN/SnS_(2)异质结是具有的Ⅱ型能带排列半导体材料可以有效地分离电子空穴对.在光激发下,较小的带隙以及合适的内建电场使得光生载流子迁移路径成“Z”字型,这保留了InN/SnS_(2)异质结强氧化还原能力.光生电子在InN的导带底累积并发生析氢反应,而积累在SnS_(2)上的光生空穴使析氧反应自发发生.它们的带边位置都跨越了水的氧化还原电位,证明能够实现水的完全分解.因此,InN/SnS_(2)异质结有希望成为高效光解水催化剂.

关键词：第一性原理水分解直接Z型异质结光催化

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InSe单层中点缺陷的第一性原理研究

原子与分子物理学报 2024年 173-179页

作者：何诗颖谢瑞恬刘娟邹代峰赵宇清许英廖雨洁湖南科技大学物理与电子科学学院智能传感器与新型传感器材料湖南省重点实验室山西大学化学化工学院武汉大学动力与机械学院

InSe是III-VI族化合物中的主要成员,由于其具有优异的电学性能,在太阳能电池、固体电池组等领域受到广泛的关注.光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而III-VI族化合物中的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层InSe中点缺陷的Perd... 详细信息

InSe是III-VI族化合物中的主要成员,由于其具有优异的电学性能,在太阳能电池、固体电池组等领域受到广泛的关注.光电材料及器件的优良特性由电子结构决定,而III-VI族化合物中的点缺陷对电子结构具有重要的调控,且单层InSe中点缺陷的Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE)和Heyd-Scuseria-Ernzerhof (HSE)对比研究尚且缺乏.本文基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层InSe的硒空位、铟空位、溴替代硒、硫替代硒、碲替代硒、镓替代铟、锡替代铟和铊替代铟的缺陷形成能和稳定性进行了研究.结果表明:在缺铟和富铟条件下,硫替代硒和镓替代铟的缺陷形成能低且可以有效的降低体系总能,提高体系的稳定性.溴替代硒具有较小的缺陷形成能,但较大的体系总能表明溴替代硒的缺陷体系不稳定.在缺铟条件下易形成铊替代铟缺陷;在富铟条件下易形成碲替代硒缺陷.上述研究结果有助于理解点缺陷对III-VI族化合物稳定性的影响,同时也为未来实验上设计基于InSe的高效的光电子器件提供理论依据.

关键词：单层InSe 稳定性形成能点缺陷