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等离子体轰击单层WS_(2)引入缺陷态对束缚激子光学性质的影响

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物理学报 2024年第13期73卷 9-19页

作者：刘海洋范晓跃范豪杰李阳阳唐天鸿王刚北京理工大学物理学院量子物理实验中心先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室北京100081

单层过渡金属硫化物具有原子级厚度、直接带隙、强自旋轨道耦合等优异性能,使其在自旋电子学、光电子学等领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景.通常材料中包含多种结构缺陷,这可能是在样品制备和生长过程中形成的,也可以经过后期处... 详细信息

单层过渡金属硫化物具有原子级厚度、直接带隙、强自旋轨道耦合等优异性能,使其在自旋电子学、光电子学等领域具有重要的研究价值和广泛的应用前景.通常材料中包含多种结构缺陷,这可能是在样品制备和生长过程中形成的,也可以经过后期处理产生,这些缺陷会显著改变其物理化学性质.因此,控制和理解缺陷是调控材料性质的重要途径.本文利用氩等离子体对机械剥离的单层WS_(2)进行轰击处理,通过控制轰击时间引入不同密度的缺陷.光致发光和拉曼测试结果表明,在未改变晶格结构的前提下,引入了两种缺陷态的束缚激子,两种激子的动力学过程与中性激子相比明显变慢.对比真空和大气环境下的光致发光光谱(photoluminescence spectroscopy,PL),两种激子的强度变化呈现相反的行为.本文的研究结果可为二维材料缺陷的引入和调控以及特征光谱的研究提供依据.

关键词：二维半导体 WS_(2) 缺陷态激子

基于创新人才培养的近代物理实验教学探索——以“液晶电光效应实验”为例

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实验室研究与探索 2024年第2期43卷 126-131页

作者：郭红丽郑毅邓正宽郑远王业伍浙江大学物理学院杭州310058 浙江大学物理实验教学中心杭州310058

为了满足新时代多学科背景复合型人才培养需要,尤其是培养理工融合拔尖创新人才的需要,基于近年来的教学实践,以“液晶电光效应实验”为例,从教学方式、知识结构以及实验内容3个角度,对如何提高近代物理实验教学质量进行了探究。课堂教... 详细信息

为了满足新时代多学科背景复合型人才培养需要,尤其是培养理工融合拔尖创新人才的需要,基于近年来的教学实践,以“液晶电光效应实验”为例,从教学方式、知识结构以及实验内容3个角度,对如何提高近代物理实验教学质量进行了探究。课堂教学采用互动式问题驱动;有机融入液晶科学发展及其显示工程应用,强调基础研究发现和工程应用的内在联系,培养理科学生的工程创新意识;引导学生进一步自主探究,如研究不同电场条件下液晶衍射图案现象,鼓励学生观察、记录和探究不同衍射图案的出现条件及其演化规律,进而探讨对应的液晶微结构基础,并从自由能的角度阐释相应的动力学相变行为。通过自主探究,巩固融合学生理论物理知识,训练学生探究能力,培养学生科技创新意识。

关键词：实验教学液晶电光效应实验理工融合自主探究实验

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落球法测量液体粘滞系数的研究与改进

实验科学与技术 2024年第2期22卷 26-29页

作者：余森源唐锐涛余其旺卞小贝王茂香南京理工大学物理实验中心南京210094

该文对落球法测量透明液体粘滞系数的实验进行了改进和深入研究。介绍了视频分析法测量液体粘滞系数实验步骤,使用开源软件Kinovea对小球下落过程进行录像追踪,剔除不合格实验过程,对合格实验过程进行逐帧分析。该方法将实验测量精度提... 详细信息

该文对落球法测量透明液体粘滞系数的实验进行了改进和深入研究。介绍了视频分析法测量液体粘滞系数实验步骤,使用开源软件Kinovea对小球下落过程进行录像追踪,剔除不合格实验过程,对合格实验过程进行逐帧分析。该方法将实验测量精度提高至240帧/S,实验误差减小至少50%。同时深入研究了尺寸效应、边缘效应对实验测量结果的影响。

关键词：液体粘滞系数落球法视频分析法实验误差

基于欠定方程回归算法的混合透明液体的浓度的测定

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中文科技期刊数据库（全文版）教育科学 2024年第5期 0029-0033页

作者：梁鸣天翁宇聪李钧罗东深圳大学物理与光电工程学院大学物理实验中心广东深圳518060

通常回归算法模型里未知数数目和方程数目是相等的,本文中研究了在方程数目小于未知数数目时的迭代回归算法,并用此方法结合消元和寻找最小值法建立模型,用Matlab程序对此方法进行了验证,并将其应用于溴甲酚紫等多种单质或混合物的以不... 详细信息

通常回归算法模型里未知数数目和方程数目是相等的,本文中研究了在方程数目小于未知数数目时的迭代回归算法,并用此方法结合消元和寻找最小值法建立模型,用Matlab程序对此方法进行了验证,并将其应用于溴甲酚紫等多种单质或混合物的以不同浓度混合的透明液体的不同波长下的光谱数据的浓度预测计算,得到的结果和其余各种方法能达到的精度相同。

关键词：欠定方程回归算法透明液体浓度

基于集成学习的近实时FY-4A反演降水快速订正方法

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遥感学报 2024年第3期28卷 677-688页

作者：吕毅雍斌沈哲辉李季梅俊河海大学水灾害防御全国重点实验室南京210098 河海大学水文水资源学院南京210098

卫星遥感反演是大范围快速获取近实时高分辨率降水信息的重要途径。2016年成功发射的风云四号卫星(FY-4A)是中国自主研发的新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星,由FY-4A反演的中国区域近实时降水产品(FY-4A REGC)为天气监测、水文预报... 详细信息

卫星遥感反演是大范围快速获取近实时高分辨率降水信息的重要途径。2016年成功发射的风云四号卫星(FY-4A)是中国自主研发的新一代地球静止轨道定量遥感气象卫星,由FY-4A反演的中国区域近实时降水产品(FY-4A REGC)为天气监测、水文预报、气候分析等研究提供了高分辨率的近实时降水数据,但其精度与全球卫星降水观测计划的对标产品(IMERG-Early)仍有差距,降水反演的核心订正算法亟待改进与提高。本研究针对中国内地区域,设定FY-4A REGC和IMERG-Early为模型输入和训练标定,采用最新的集成学习方法(LightGBM)动态构建了一种快速订正高分辨率FY-4A降水产品的新方法。以国家气象信息中心发布的气象地面自动站观测数据(CMPA)作为地面参考,将订正后的FY-4A降水产品(FY-4A Adj)与原始FY-4A REGC进行对比,结果表明新产品FY-4A Adj的相关系数、均方根系误差、相对误差等均有明显改善,而且订正算法有效地降低了原始FY-4A REGC数据对中国东南部区域降水的显著高估。综上,本文提出的基于集成学习的订正算法能够快速、有效地提高近实时风云降水数据FY-4A REGC的综合性能,为生产高精度高分辨率的国产卫星反演降水产品提供了新方法。

关键词：遥感风云卫星 FY-4A 集成学习近实时降水降水订正

Mo掺杂二维VS_(2)吸附有毒气体的理论研究

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物理学报 2024年第1期73卷 131-139页

作者：王雪冰唐春梅谢梓涵俞瑞严杰蒋承乐河海大学力学与工程科学学院南京210098 河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室南京210098 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093

NO_(2)、NH_(3)、芥子气和沙林是具有代表性的化学毒剂,它们扩散快毒性强,因此实现学术界和工业界对它们的快速检测极为重要.本文使用密度泛函理论研究发现过渡金属Mo原子可以稳定掺杂在二维VS_(2)结构中的S空位上,且掺杂结构与NO_(2)、... 详细信息

NO_(2)、NH_(3)、芥子气和沙林是具有代表性的化学毒剂,它们扩散快毒性强,因此实现学术界和工业界对它们的快速检测极为重要.本文使用密度泛函理论研究发现过渡金属Mo原子可以稳定掺杂在二维VS_(2)结构中的S空位上,且掺杂结构与NO_(2)、NH_(3)、沙林和芥子气之间具有较强的相互作用,进一步影响VS_(2)对NO_(2)、NH_(3)、沙林和芥子气的气敏性.本文通过吸附能、吸附距离、Mulliken电荷,差分电荷密度,能带图与态密度分析等进一步揭示了影响机理,并依据电导率、能带等计算结果对4种气体进行区分.因此Mo原子掺杂的VS_(2)结构可以有效吸附有毒气体,该研究可以为实验研究者提供充足的理论依据.

关键词： VS_(2) 密度泛函掺杂气敏机理

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1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析

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水科学进展 2024年第2期35卷 197-207页

作者：方秀琴蒋心远廖美玉任立良朱求安金佳鑫江善虎河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 河海大学地理与遥感学院江苏南京211000 河海大学水安全与水科学协同创新中心江苏南京210098

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明:①全球洪灾次数在21世纪... 详细信息

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明:①全球洪灾次数在21世纪前10 a达到峰值,死亡和影响人口在1990s达到峰值,累计经济损失在2010s达到峰值,次均经济损失在1990s和2010s最高;②洪灾发生次数及造成的经济损失在1980—2020年期间呈显著上升趋势,每次洪灾造成的人口损失呈现下降趋势;③亚洲洪涝灾害严重,洪灾的发生次数、死亡人数、影响人口及经济损失的累计值分别占全球总数的41%、68%、95%和63%,然而包括中国在内的亚洲诸多国家的洪灾人口损失呈下降趋势;④全球重大洪灾呈东西向分布,灾害重心有南移趋势,洪灾由集中趋于分散,影响区域逐渐变广。

关键词：全球洪灾时间变化空间分析时空特征

混合可重构智能表面和人工噪声辅助的物理层安全通信

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3155-3164页

作者：邓志祥戴陈庆张志威河海大学江苏省输配电装备技术重点实验室常州213251 河海大学信息科学与工程学院常州213251

针对可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Reflecting Surface,RIS)辅助的物理层安全通信,该文设计了基于混合有源-无源RIS和人工噪声(Artificial Noise,AN)辅助的安全传输方案。考虑基站和RIS的功率约束以及RIS无源反射元件的... 详细信息

针对可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Reflecting Surface,RIS)辅助的物理层安全通信,该文设计了基于混合有源-无源RIS和人工噪声(Artificial Noise,AN)辅助的安全传输方案。考虑基站和RIS的功率约束以及RIS无源反射元件的反射系数恒模约束,以最大化系统安全传输速率为目标,构建基站发射波束成形、AN波束向量、RIS反射系数矩阵联合优化问题。使用交替优化(Alternating Optimization,AO)、权值最小均方误差(Weighted Minimum Mean Square Error,WMMSE)和半定松弛(Semi-definite Relaxation,SDR)算法,求解所构建的变量高度耦合的非凸优化问题。仿真结果表明,混合RIS辅助安全传输方案,能够有效提高系统的安全速率,与无源RIS相比,能够有效克服“双衰落”效应导致的安全速率降低,与有源RIS相比,具有更高的能量效率。

关键词：可重构智能表面混合有源-无源RIS 物理层安全人工噪声交替优化半定松弛

数字化教育背景下大学物理实验MOOC教学模式探索与实践

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物理与工程 2024年第2期34卷 136-145页

作者：裴艺丽张师平陈森李莉谢子昂吴平北京科技大学物理实验中心北京100083 北京科技大学数理学院北京100083

本文以北京科技大学“大学物理实验”教学为例,通过不断探索和教学反馈形成了数字化背景下大学物理实验MOOC教学模式;利用MOOC、仿真实验、实时数据后测系统、报告系统等线上手段最终形成了针对本校学生的线上异步SPOC课程与线下同步实... 详细信息

本文以北京科技大学“大学物理实验”教学为例,通过不断探索和教学反馈形成了数字化背景下大学物理实验MOOC教学模式;利用MOOC、仿真实验、实时数据后测系统、报告系统等线上手段最终形成了针对本校学生的线上异步SPOC课程与线下同步实验课程相结合的教学模式、线上线下混合式实验教学的操作模式。该操作模式有机融合了学生预习、交互式学习、操作个性化指导、数据检验、报告提交、线上答疑等各个方面,并实行过程性考核与结果性考核有机结合的多样评价和过程跟踪的考核方式,实现学生智慧学习的个性化、数字化和交互式,以此激发学生的学习兴趣和提高学习质量。此外,针对外校学生和社会学习者的MOOC与仿真结合的同步教学模式,行之有效,让实践课程可以突破校园边界,具有一定的推广价值。

关键词：数字化教育大学物理实验慕课仿真实验教学模式