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基于多模型协同的舰船目标检测

航空学报 2024年第14期45卷 73-83页

作者：肖欣林施伟超郑向涛高跃明卢孝强福州大学物理与信息工程学院福州350108

随着遥感成像技术的不断进步,遥感图像的舰船目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段,对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而,由于舰船目标尺度差异大、背景复杂等问题,现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据,无法... 详细信息

随着遥感成像技术的不断进步,遥感图像的舰船目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段,对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而,由于舰船目标尺度差异大、背景复杂等问题,现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据,无法适应尺度多变的舰船目标。提出了一种多模型协同训练的框架,利用多个已训练好的舰船检测模型作为辅助网络,通过知识迁移的方式辅助优化目标数据的主网络。首先,通过三元关系约束建立辅助网络与主网络间的分布知识传递;其次,采用软标签引导策略整合辅助网络中的标签知识,提高舰船检测的准确性。实验结果表明:相较于现有主流方法,所提方法在DOTA和xView数据集上展示了较好的性能,克服了单一模型的局限性,为遥感图像的目标检测提供了新的解决思路。

关键词：舰船识别目标检测多尺度表达多模型协同知识融合

自浸润式纳米压印耦合实现量子点发光二极管性能提升

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发光学报 2024年第4期45卷 613-620页

作者：梁龙郑悦婷林立华胡海龙李福山福州大学物理与信息工程学院福建福州350106

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底... 详细信息

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底模式导致QLED器件大量光子被限制在内部无法利用。本文基于纳米压印工艺同时利用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)材料本身的表面结合能开发出溶剂自浸润式纳米压印工艺,对压力依赖度低的同时简化了工艺流程,制备出高质量周期性的1.3,1,0.5μm三种尺寸的微纳结构图案层,对红、绿、蓝三色QLED器件进行耦合实现光提取。在这种情况下,1.3μm微纳结构耦合绿光QLED器件亮度达到715069 cd·m^(-2),最大外量子效率(External quantum efficiency,EQE)和电流效率分别提升至12.5%和57.3 cd·A^(-1);1μm尺寸耦合的蓝光QLED器件各电学性能提升接近200%;0.5μm尺寸耦合红光QLED器件EQE也从17.3%提升至20.5%。并通过角分布测试,证明微纳结构不会对QLED器件发光强度造成影响,仍然接近朗伯体发射。本工作提出的溶剂自浸润式纳米压印工艺及QLED光提取方法,为QLED的性能提升提供了一条简单有效的途径。

关键词：量子点发光二极管纳米压印耦合光学性能光学仿真

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单层蓝磷带电点缺陷的结构稳定性及电子性质

物理学报 2024年第13期73卷 269-276页

作者：马荣荣马晨蕊葛梅郭世祺张均锋山西师范大学物理与信息工程学院太原030031 海南师范大学物理与电子工程学院海口571158

作为一种新型的二维材料,蓝磷因其具有较高的载流子迁移率和较大的禁带宽度引起了研究者们极大的研究兴趣.近年来已有研究讨论了蓝磷中的结构缺陷,但是关于其缺陷带电性质的研究尚未见报道.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,... 详细信息

作为一种新型的二维材料,蓝磷因其具有较高的载流子迁移率和较大的禁带宽度引起了研究者们极大的研究兴趣.近年来已有研究讨论了蓝磷中的结构缺陷,但是关于其缺陷带电性质的研究尚未见报道.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,讨论了蓝磷SW(Stone Wales)缺陷、单空位(SV)缺陷、两种双空位缺陷(DV-1和DV-2)以及两种替位缺陷(OP和CP)的带电性质.利用带电缺陷体系能量依赖于晶胞尺寸的渐进表达式进行外推的方法,修正了蓝磷带电缺陷体系的形成能.研究结果表明,在所讨论的缺陷中,富O条件下OP具有最低的形成能,最稳定;而SV的离化能最小,最容易电离.引入的缺陷态会对蓝磷的禁带宽度产生影响.缺陷带电过程中,缺陷态位置变化导致绝大部分缺陷转变为深能级缺陷.本研究结果对缺陷工程在二维材料上的应用提供了一定的理论指导.

关键词：第一性原理计算蓝磷带电缺陷离化能

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多晶键合层对分离吸收电荷倍增型锗/硅雪崩光电二极管性能的影响

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硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2316-2328页

作者：苏小萍李嘉辉王战仁柯少颖闽南师范大学物理与信息工程学院福建漳州363000

分离吸收电荷倍增(SACM)型Ge/Si雪崩光电二极管(APD)因其高速、低噪声、高灵敏度、具备光增益等优点在光通信、光学成像和安全检测等领域具有广泛的应用前景。然而由于Si和Ge的晶格常数相差4.2%,因此在Ge/Si异质结界面会形成高密度的穿... 详细信息

分离吸收电荷倍增(SACM)型Ge/Si雪崩光电二极管(APD)因其高速、低噪声、高灵敏度、具备光增益等优点在光通信、光学成像和安全检测等领域具有广泛的应用前景。然而由于Si和Ge的晶格常数相差4.2%,因此在Ge/Si异质结界面会形成高密度的穿透位错,导致器件性能的恶化。为获得低位错密度Si基Ge薄膜材料并实现高性能Ge/Si APD,创新在Ge/Si键合界面处引入一层多晶硅(poly-Si)键合层弱化Ge/Si晶格失配对器件性能的影响,研究了poly-Si键合层掺杂浓度对键合Ge/Si APD性能的影响。研究表明,由于键合界面的晶格缓冲作用,键合Ge/Si APD在室温下可以获得极低的暗电流和较高的带宽,较低的poly-Si键合层掺杂浓度可获得性能较好的Ge/Si APD。该结果为提高Ge/Si APD的性能提供了理论依据。

关键词：雪崩光电二极管锗/硅键合多晶硅键合层晶格失配键合层掺杂浓度

电子在自旋-轨道耦合调制下磁受限半导体纳米结构中的传输时间及其自旋极化

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物理学报 2024年第11期73卷 377-384页

作者：温丽卢卯旺陈嘉丽陈赛艳曹雪丽张安琪桂林理工大学物理与电子信息工程学院桂林541004

通过考虑构筑在半导体GaAs/Al_(x)Ga_(1–x)As异质结上的磁受限半导体纳米结构中的塞曼效应和自旋-轨道耦合,本文采用理论分析和数值计算相结合的方法研究了电子的传输时间与自旋极化.利用矩阵对角化和改进的转移矩阵方法,数值求解电子... 详细信息

通过考虑构筑在半导体GaAs/Al_(x)Ga_(1–x)As异质结上的磁受限半导体纳米结构中的塞曼效应和自旋-轨道耦合,本文采用理论分析和数值计算相结合的方法研究了电子的传输时间与自旋极化.利用矩阵对角化和改进的转移矩阵方法,数值求解电子的薛定谔方程;采用***理论求电子的居留时间,并计算自旋极化率.由于塞曼效应与自旋-轨道耦合,电子的居留时间明显地与其自旋有关,因此可在时间维度上分离自旋、实现半导体中电子的自旋极化.因为半导体GaAs的有效g-因子很小,电子自旋极化主要源于自旋-轨道耦合,大约为塞曼效应引起的自旋极化的4倍.由于电子的有效势与自旋-轨道耦合的强度有关,电子的居留时间及其自旋极化可通过界面限制电场或应力工程进行有效调控.这些有趣的结果不仅对半导体自旋注入具有参考价值,而且还可为半导体自旋电子学器件应用提供时间电子自旋分裂器.

关键词：半导体自旋电子学磁调制半导体纳米结构自旋-轨道耦合居留时间

Ln^(3+)/Cr^(3+)掺杂多晶相微晶玻璃的设计及多模自校准测温

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硅酸盐学报 2024年第8期52卷 2463-2473页

作者：胡芳芳马昱昊张发林郭海浙江师范大学物理与电子信息工程学院浙江金华321004

采用熔融淬冷法合成了Ln^(3+)/Cr^(3+)(Ln^(3+)=Er^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+))掺杂的含β-YF_(3)和γ-Ga_(2)O_(3)纳米晶的多相微晶玻璃(40SiO_(2)-20Al_(2)O_(3)-15LiF-10Ga_(2)O_(3)-0.1TmF_(3)-0.1ErF_(3)-0.05Cr_(2)O_(3)-1Yb F_(3)-0.5Sn O)。利用Ln^(3+)在β-YF_(3)纳米晶和Cr^(3+)在γ-Ga_(2)O_(3)纳米晶中的富集,有效抑制了Ln^(3+)与Cr^(3+)之间的能量传递,从而实现多色、多模式的高效发光。分别利用Er^(3+)和Tm^(3+)的发光强度比I_(522)/I_(543)和I_(694)/I_(474)进行温度监测,得到的最大相对灵敏度分别为1.03%·K^(–1) (313 K)、1.45%·K^(–1)(473K)。此外,基于Cr^(3+)的~2E和~4T_2的发光强度比I_(615)/I_(720)和寿命进行温度探测,得到最大相对灵敏度分别为1.74%·K^(–1)(303 K)、0.51%·K^(–1)(496 K)。Ln^(3+)/Cr^(3+)共掺的多相微晶玻璃是一种极富竞争力的四模自校准测温材料。

关键词：微晶玻璃氟化钇氧化镓荧光温度探测

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 111-134页

作者：王凯琪何益明浙江师范大学物理与电子信息工程学院浙江金华321004

压电催化技术是一种新兴的催化方法,能够有效地将清洁、丰富的机械能(如水流动能、潮汐能和风能)转化为化学能,在化学催化领域展现出显著潜力,为环境修复和能源管理提供可持续的解决方案.金属钛酸盐因其良好的压电响应、环保特性和成本... 详细信息

压电催化技术是一种新兴的催化方法,能够有效地将清洁、丰富的机械能(如水流动能、潮汐能和风能)转化为化学能,在化学催化领域展现出显著潜力,为环境修复和能源管理提供可持续的解决方案.金属钛酸盐因其良好的压电响应、环保特性和成本效益,在压电催化领域备受关注.然而,压电催化活性的不足限制了其实际应用.为克服这一挑战,提高机械能响应效率和减少能量转换过程中的损失成为关键.研究人员通常从两个核心策略出发:一是优化压电性能,二是调控载流子传输.深入理解这些策略在提高压电催化活性中的核心作用,对于设计高效压电催化剂并推动压电催化技术发展具有重要意义.本文系统地总结了金属钛酸盐的分类、合成方法和设计策略.首先,根据其在压电催化中的应用,将金属钛酸盐分为单金属钙钛矿钛酸盐、多金属钙钛矿钛酸盐和层状类钙钛矿钛酸盐,并从结构角度揭示了其压电特性的起源.其次,概述了金属钛酸盐的主要制备方法,包括水热法、固态反应法、熔盐法和静电纺丝法,并从提升催化性能角度比较了它们的优缺点.在金属钛酸盐的设计策略部分,探讨了构建准同型相界、应变工程、居里点控制、外场诱导极化和定向晶体生长等方法对改善压电性能的可行性.特别是,构建准同型相界和采用外场诱导极化,可以分别降低极化旋转的能垒和诱导宏观极化,在提升金属钛酸盐压电催化性能方面表现出显著效果.此外,还强调了助催化剂负载、碳材修饰和半导体异质结构在促进载流子分离中的重要作用.其中,空间分离的助剂修饰能够较大程度地提高载流子的分离效率,进而显著增强压电催化性能.最后,本文对基于金属钛酸盐的压电催化剂的技术发展进行了展望,旨在推动压电催化剂的合理设计和实际应用.具体建议包括:(1)规范压电催化性能评价体系,以实现不同系统间催化剂性能的统一、合理评价;(2)综合评估影响压电催化的因素,寻求最优解,并加强多种策略的耦合设计;(3)加强有限元模拟和密度泛函理论等理论支撑,开发应用原位技术,以深入探究压电效应在催化过程中的具体贡献,加深对压电催化机理的理解;(4)发展基于低速搅拌、水冲洗、机械刷等微弱动力的压电催化技术,并设计对低频机械能敏感的新型催化剂,以适应自然界的能量条件;(5)研究宏观支撑的压电催化剂设计,以提高在应力条件下的稳定性,同时增强可持续利用性;(6)耦合其他先进的氧化工艺,以加速活性物质的生产.综上,本文聚焦环境修复和能源应用,深入分析了从压电特性改善和载流子运输调节两个角度出发的多种策略在提升金属钛酸盐压电催化性能中的关键作用,并对该领域的未来发展趋势和面临的挑战进行了展望.本文旨在为高效压电催化剂的设计提供参考和借鉴.

关键词：压电催化金属钛酸盐增强策略压电响应载流子传输

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基于多模型协同的船舰目标检测

航空学报 2024年

作者：肖欣林施伟超郑向涛高跃明卢孝强福州大学物理与信息工程学院

随着遥感成像技术的不断进步，遥感图像的船舰目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段，对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而，由于船舰目标尺度差异大、背景复杂等问题，现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据，... 详细信息

随着遥感成像技术的不断进步，遥感图像的船舰目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段，对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而，由于船舰目标尺度差异大、背景复杂等问题，现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据，无法适应尺度多变的舰船目标。本文提出了一种多模型协同训练的框架，利用多个已训练好的舰船检测模型作为辅助网络，通过知识迁移的方式辅助优化目标数据的主网络。首先，通过三元关系约束建立辅助网络与主网络间的分布知识传递，其次，采用软标签引导策略整合辅助网络中的标签知识，提高船舶检测的准确性。实验结果表明，相较于现有主流方法，本文所提出的方法在DOTA和x View数据集上展示了较好的性能，克服了单一模型的局限性，为遥感图像的目标检测提供了新的解决思路。

关键词：舰船识别目标检测多尺度表达多模型协同知识融合

智能反射面辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 875-885页

作者：席兵冯彦博邓炳光张治中重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

为了解决恶意干扰攻击、窃听和不完美信道状态信息造成的通信质量降低和安全性差等问题,该文提出一种智能反射面(IRS)辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法。首先,基于合法用户的最小安全速率约束、最大发射功率约束和IRS相移约束... 详细信息

为了解决恶意干扰攻击、窃听和不完美信道状态信息造成的通信质量降低和安全性差等问题,该文提出一种智能反射面(IRS)辅助的抗干扰安全通信系统鲁棒资源分配算法。首先,基于合法用户的最小安全速率约束、最大发射功率约束和IRS相移约束,在非法节点不完美信道状态信息、干扰器波束成形向量未知的情况下,构建了一个联合优化基站的波束成形向量、人工噪声的协方差矩阵和IRS的相移矩阵的鲁棒资源分配问题。其次,为了求解该非凸问题,利用交替优化、Cauchy-Schwarz不等式、连续凸逼近和泰勒级数展开等方法,将原问题转化为易于求解的凸优化问题。仿真结果表明,与传统算法相比所提算法能有效提高系统安全性、降低功率开销、提高抗干扰裕度,且在一定信道误差范围内能够减低约35%的保密中断概率,具有较强的鲁棒性。

关键词：物理层安全智能反射面抗干扰鲁棒性人工噪声