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CrO_(2)单层:一种兼具高居里温度和半金属特性的二维铁磁体

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物理学报 2024年第10期73卷 278-286页

作者：刘冰心李宗良山东师范大学物理与电子科学学院济南250358

半金属铁磁体在费米能级附近具有特殊的能带结构,电子极化率可高达100%,在自旋电子学领域备受关注.但是大部分铁磁半金属材料的居里温度远低于室温,这大大限制了二维铁磁半金属材料的实际应用.因此寻找具有高居里温度的半金属铁磁体是... 详细信息

半金属铁磁体在费米能级附近具有特殊的能带结构,电子极化率可高达100%,在自旋电子学领域备受关注.但是大部分铁磁半金属材料的居里温度远低于室温,这大大限制了二维铁磁半金属材料的实际应用.因此寻找具有高居里温度的半金属铁磁体是一项具有挑战性的工作.本文基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,研究了过渡金属氧化物CrO_(2)单层的晶体结构、电子特性、基态磁性和铁磁相变.形成能计算、声子谱计算和分子动力学模拟表明CrO_(2)具有动力学稳定性和热稳定性,弹性常数计算表明CrO_(2)具有力学稳定性.基于GGA+U和SCAN方法的自旋极化计算表明CrO_(2)单层的磁基态是铁磁态.采用GGA+U方法计算了CrO_(2)的电子态密度和能带结构,CrO_(2)被确认为一种宽带隙的二维铁磁半金属.运用蒙特卡罗模拟方法求解Heisenberg模型,得到CrO_(2)单层是一种居里温度超过400 K的二维本征半金属铁磁体.CrO_(2)单层的高居里温度在二维铁磁材料中并不多见,在半金属材料中更为稀少,这将使它成为制备自旋电子器件和研究自旋量子效应的理想材料.

关键词：过渡金属氧化物二维铁磁半金属居里温度第一性原理

金电极对偶氮苯分子结的结构及其电输运性质的力学调控作用

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物理学报 2024年第8期73卷 350-358页

作者：严岩孙峰羊志孔程昱葛云龙陈登辉邱帅李宗良山东师范大学物理与电子科学学院济南250358

偶氮苯分子因存在顺反两种异构体而表现出不同的电输运性质.为了揭示电极的机械作用对偶氮苯分子的几何结构以及电输运性质的影响,基于第一性原理计算研究了偶氮苯分子在电极挤压和拉伸作用下的结构变化规律,并利用非平衡格林函数方法... 详细信息

偶氮苯分子因存在顺反两种异构体而表现出不同的电输运性质.为了揭示电极的机械作用对偶氮苯分子的几何结构以及电输运性质的影响,基于第一性原理计算研究了偶氮苯分子在电极挤压和拉伸作用下的结构变化规律,并利用非平衡格林函数方法计算了偶氮苯分子结在拉伸和压缩过程中以及分子在不同形状电极之间的电输运性质.结果表明,顺式和反式偶氮苯分子在电极作用下都具有较稳定的几何结构.其中顺式偶氮苯分子在电极拉至超过反式偶氮苯分子结平衡电极距离0.1 nm时仍保持为顺式结构.而反式偶氮苯分子在电极挤压下虽然发生了弯曲,但当电极距离压缩至短于顺式偶氮苯分子结0.2 nm时,中间的C—N—N—C二面角仍然保持反式结构.在低偏压下,两电极若为平面电极,则反式偶氮苯分子的电导高于顺式偶氮苯分子;若分子连接于两锥形电极尖端,则顺式偶氮苯分子结的电导更高.特别值得关注的是两种偶氮苯分子的导电能力随电极距离的变化正好相反,顺式偶氮苯分子结的电导随电极距离拉伸而增大,反式偶氮苯分子结的电导则随电极距离的压缩而增大.偶氮苯分子结的电导在电极距离变化时最大变化幅度可达10倍以上.

关键词：分子器件偶氮苯分子结电极距离分子传感器

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薄膜微盘激射性质

物理学报 2024年第8期73卷 105-114页

作者：徐宇轩姚泰宇邓莉陈诗枚徐辰尧唐文轩华东师范大学物理与电子科学学院上海200241

基于半导体变形微腔的定向激射效应,在各向同性薄膜中制备变形微腔,将为多功能、高集成光子有源芯片提供新的解决方案.利用二维波动光学理论,以Z切向掺饵铌酸锂薄膜蚶线形微盘中的TE20,1模式为例,分析了不同变形因子ε微盘的模式分布、... 详细信息

基于半导体变形微腔的定向激射效应,在各向同性薄膜中制备变形微腔,将为多功能、高集成光子有源芯片提供新的解决方案.利用二维波动光学理论,以Z切向掺饵铌酸锂薄膜蚶线形微盘中的TE20,1模式为例,分析了不同变形因子ε微盘的模式分布、品质因子Q、定向激射效果D以及庞加莱截面图.理论模拟结果显示,微盘变形过程中微盘周长与谐振波长的比值近似为一定值.当ε大于0.24时,微盘具有较好的单向激射性,Q值大于10^(5);当ε变形因子大于0.4时,庞加莱截面图几乎被混沌海区域占据,Q值低于10^(3).因此,薄膜蚶线形微盘变形因子ε在0.24—0.4之间时,微盘不仅具有高的品质因子(Q值为10^(3)—10^(5)),激射方向性也较高(D值为6.45—8.32).

关键词：蚶线形微盘模式分布品质因子定向激射

基于相位同步动力学重构网络单纯复形的相互作用

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物理学报 2024年第12期73卷 78-88页

作者：罗恺明管曙光邹勇华东师范大学物理与电子科学学院上海200241

复杂网络的高阶相互作用,如单纯复形和超边等,已经成为了研究的热点.本文提出一种基于节点同步动力学的特性来重构网络的单纯复形结构的新方法.通过分析Kuramoto-Sakaguchi模型中节点相位的时间序列同步性,建立了网络拓扑结构的解析描述... 详细信息

复杂网络的高阶相互作用,如单纯复形和超边等,已经成为了研究的热点.本文提出一种基于节点同步动力学的特性来重构网络的单纯复形结构的新方法.通过分析Kuramoto-Sakaguchi模型中节点相位的时间序列同步性,建立了网络拓扑结构的解析描述,实现了对网络结构的精确辨识.该方法的核心在于,运用理论手段推导得到了拉普拉斯矩阵与线性化Kuramoto-Sakaguchi系统相位之间的解析联系.这一联系不仅具有强大的普适性,而且能够有效地应用于识别包含任意阶单纯复形相互作用的网络结构.本文的研究进一步表明,这种解析关系能够用于鉴别网络中的对称节点,并且通过数值模拟证实了间接相互作用节点之间发生遥同步的现象与网络结构的对称性有着密切的联系.这些发现为深入理解网络的结构特性和动力学行为提供了新的理论工具和视角.

关键词：复杂网络单纯复形相位同步高阶相互作用

小麦秸秆生物质炭的结构特征及其对Cr(VI)的吸附性能研究

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土壤 2024年

作者：戚海洋魏聂晶王文静李嘉荣王鑫鑫唐松凤汤可包先明张立超淮北师范大学生命科学学院

以小麦秸秆为原料，在300℃和500℃下制备生物质炭(WS300和WS500)，对其性质进行表征，并研究其对Cr(VI)的吸附特性。结果表明随制备温度升高，生物质炭的C含量升高，缩合度增强，极性和亲水性减弱。WS500有更大的比表面积和孔容。Cr(VI... 详细信息

以小麦秸秆为原料，在300℃和500℃下制备生物质炭(WS300和WS500)，对其性质进行表征，并研究其对Cr(VI)的吸附特性。结果表明随制备温度升高，生物质炭的C含量升高，缩合度增强，极性和亲水性减弱。WS500有更大的比表面积和孔容。Cr(VI)主要以HCrO4-和Cr2O72-的形态吸附在生物质炭表面。WS500有更为丰富的羟基、羧基、酯基等官能团，可与Cr(VI)发生络合、氧化还原等作用。Cr(VI)的吸附等温线更适合用Langmuir模型拟合，说明吸附主要是单分子层吸附。Cr(VI)在WS500上的吸附容量高于WS300。

关键词：生物质炭铬吸附结构特征

中华拟同形溞卵黄蛋白原基因的表达和功能分析

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水生生物学报 2024年

作者：李国庆赵雅洁朱豪尹熠辉张坤邓道贵淮北师范大学生命科学学院

为了阐明卵黄蛋白原基因对溞属枝角类生殖和胚胎发育的影响机制, RNA干扰下中华拟同形溞的卵黄蛋白原基因表达及产幼溞数变化被研究。结果表明, RNA干扰后,与EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein)组相比, 2%大肠杆菌浓度下中华拟... 详细信息

为了阐明卵黄蛋白原基因对溞属枝角类生殖和胚胎发育的影响机制, RNA干扰下中华拟同形溞的卵黄蛋白原基因表达及产幼溞数变化被研究。结果表明, RNA干扰后,与EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein)组相比, 2%大肠杆菌浓度下中华拟同形溞在Vtg组的首次产幼溞数和Vtg基因相对表达量没有显著差异; 5%大肠杆菌浓度下中华拟同形溞前四个成龄在Vtg组的产幼溞数均显著小于EGFP组,且中华拟同形溞的第一成龄、第四成龄时在Vtg组的Vtg基因相对表达量均显著小于EGFP组,分别下降了5.25%和78.03%。此外, RNAi后Vtg组的中华拟同形溞还出现了胚胎消解和后代发育不全的现象。结果表明,高强度、长时间的RNA干扰能够显著降低中华拟同形溞Vtg基因的相对表达水平,也能够显著抑制其生殖量和胚胎发育。因此,Vtg基因对中华拟同形溞的生殖和胚胎发育起重要作用。

关键词： Vtg基因生殖功能分析中华拟同形溞

小麦秸秆生物质炭的结构特征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

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土壤 2024年第1期56卷 135-142页

作者：戚海洋魏聂晶王文静李嘉荣王鑫鑫唐松凤汤可包先明张立超淮北师范大学生命科学学院安徽淮北235000

以小麦秸秆为原料,在300℃和500℃下制备生物质炭(WS300和WS500),对其性质进行表征,并研究其对Cr(Ⅵ)的吸附特性。结果表明随制备温度升高,生物质炭的C含量升高,缩合度增强,极性和亲水性减弱。WS500有更大的比表面积和孔容。Cr(Ⅵ)主要... 详细信息

以小麦秸秆为原料,在300℃和500℃下制备生物质炭(WS300和WS500),对其性质进行表征,并研究其对Cr(Ⅵ)的吸附特性。结果表明随制备温度升高,生物质炭的C含量升高,缩合度增强,极性和亲水性减弱。WS500有更大的比表面积和孔容。Cr(Ⅵ)主要以HCrO_(4)^(–)和Cr_(2)O_(7)^(2–)的形态吸附在生物质炭表面。WS500有更为丰富的羟基、羧基、酯基等官能团,可与Cr(Ⅵ)发生络合、氧化还原等作用。Cr(Ⅵ)的吸附等温线更适合用Langmuir模型拟合,说明吸附主要是单分子层吸附。Cr(Ⅵ)在WS500上的吸附容量高于WS300。

关键词：生物质炭铬吸附结构特征

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长江中游2个湖泊沉积物枝角类微化石密度的垂直变化

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水生态学杂志 2024年第3期45卷 156-164页

作者：戚惠颖曹雅芹张坤曹惠娟赵雅洁葛博蔚邓道贵淮北师范大学生命科学学院安徽淮北235000

为了重现湖泊枝角类的群落演替历史,反映人类活动对湖泊生态的干扰强度,选择长江中游的龙感湖和武昌湖分别设置2个和1个采样点,每个样点采集2根沉积柱,鉴定沉积物中的枝角类卵鞍和象鼻溞属壳刺并计数,测定沉积物样品的总氮和总磷含量并... 详细信息

为了重现湖泊枝角类的群落演替历史,反映人类活动对湖泊生态的干扰强度,选择长江中游的龙感湖和武昌湖分别设置2个和1个采样点,每个样点采集2根沉积柱,鉴定沉积物中的枝角类卵鞍和象鼻溞属壳刺并计数,测定沉积物样品的总氮和总磷含量并鉴定沉积物年代,探究枝角类微化石组成、密度垂直变化及其人类活动的影响。结果显示,在龙感湖和武昌湖沉积物中,分别鉴定出9种和12种枝角类卵鞍。龙感湖沉积物中的枝角类总卵鞍密度(均以干重计)为2.27个/g,高于武昌湖1.63个/g;象鼻溞壳刺的平均密度459.40个/g,显著高于武昌湖1.52个/g。自20世纪60年代以来,武昌湖沉积物中枝角类的优势类群由裸腹溞属、尖额溞属种类向裸腹溞属、盘肠溞属种类转变;50年代以前,龙感湖枝角类卵鞍的优势种群为盘肠溞属种类,之后其优势类群由盘肠溞属、裸腹溞属种类向象鼻溞属种类转变。2个湖泊沉积物中枝角类卵鞍和象鼻溞壳刺密度的垂直变化与湖泊富养化过程及渔业养殖历史一致。研究表明,人类活动的干扰强度影响了长江中下游湖泊沉积物中枝角类微化石的组成和密度变化。

关键词：枝角类微化石湖泊沉积物富营养化龙感湖武昌湖

部分相干矢量光场研究进展:从二维光束到三维光场(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 114-138页

作者：陈亚红董震刘永雷刘琳王飞蔡阳健苏州大学物理科学与技术学院江苏苏州215006 山东师范大学物理与电子科学学院山东济南250358

回顾了光场相干与偏振联合调控的研究进展,重点介绍了具有特殊空间相干结构的二维部分相干矢量光束的表征、合成及在复杂环境中的鲁棒传输特性;结合纳米光子学的发展,将二维部分相干矢量光束推广到了三维部分相干矢量光场,给出了三维部... 详细信息

回顾了光场相干与偏振联合调控的研究进展,重点介绍了具有特殊空间相干结构的二维部分相干矢量光束的表征、合成及在复杂环境中的鲁棒传输特性;结合纳米光子学的发展,将二维部分相干矢量光束推广到了三维部分相干矢量光场,给出了三维部分相干矢量光场的相干与偏振表征,分析了部分相干紧聚焦矢量光场中的三维偏振结构,包括偏振维度、三维非寻常偏振态、自旋角动量结构等。研究表明相干性在赋予了矢量结构光场新颖自由度的同时,导致了二维矢量光束的鲁棒传输特性以及紧聚焦矢量光场新型三维偏振结构。

关键词：部分相干光场矢量光场光场调控相干与偏振光场相干结构调控