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不同取代基对联苯二酰亚胺基空穴传输材料光电性能的影响

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材料导报 2024年第8期38卷 238-245页

作者：郑惠文金宏璋徐炎闫磊王行柱湘潭大学物理与光电工程学院湖南湘潭411105 南华大学电气工程学院湖南衡阳421001

本工作设计了四种以联苯二酰亚胺为核心的新型空穴传输材料(HTMs),并且分别研究了含H、OH、OMe和NH_(2)取代基对其性能的影响。基于密度泛函理论(DFT),讨论了所设计的分子的几何结构、前线分子轨道(FMOs)、HOMO-LUMO能级能隙、态密度(D... 详细信息

本工作设计了四种以联苯二酰亚胺为核心的新型空穴传输材料(HTMs),并且分别研究了含H、OH、OMe和NH_(2)取代基对其性能的影响。基于密度泛函理论(DFT),讨论了所设计的分子的几何结构、前线分子轨道(FMOs)、HOMO-LUMO能级能隙、态密度(DOS)、绝对硬度、静电势(ESP)以及空穴传输速率。基于含时密度泛函理论(TD-DFT),讨论了空穴传输材料分子的吸收光谱、电荷密度差图(CDD)、热图、D指数、H指数、S_(r)指数、激子结合能(E_(coul))以及片段间的电子转移量。模拟计算结果表明:设计的HTMs的能级都与钙钛矿层(MAPbI_(3))的能级匹配,并且都具有较高的稳定性和空穴传输速率。根据溶解自由能的研究结表明:设计的分子均可溶于二氯甲烷溶剂中。所有的分子在200~400 nm之间有较为明显的吸收峰,不会与钙钛矿层在可见光区域发生光吸收竞争,并且光激发过程电子是从给体转移到受体;所设计的HTMs具有良好的电学性质、光学性质、空穴传输速率和稳定性,该研究为高效性能的空穴传输材料的设计提供了新的思路。

关键词：密度泛函理论空穴传输材料钙钛矿太阳能电池联苯二酰亚胺

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一个具有大范围超混沌状态的五维多稳态系统

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 139-146页

作者：曾以成李文轩孙小力湘潭大学物理与光电工程学院湖南湘潭411105 山东财经大学燕山学院山东济南250000

大范围混沌系统由于能提供更宽的混沌区间,常用于保密通信等领域,已有的大范围混沌系统多为三维和四维系统,为了得到混沌特性更强和更复杂的系统,本研究提出了一个具有大范围超混沌状态且能产生多种共存吸引子的五维系统。通过用共存分... 详细信息

大范围混沌系统由于能提供更宽的混沌区间,常用于保密通信等领域,已有的大范围混沌系统多为三维和四维系统,为了得到混沌特性更强和更复杂的系统,本研究提出了一个具有大范围超混沌状态且能产生多种共存吸引子的五维系统。通过用共存分岔图、共存相轨图、Lyapunov指数谱以及计算系统散度等方法去分析该五维系统的动力学特性。结果表明:该系统是一个耗散的超混沌系统;参数固定时,仅改变初始值系统能产生多个共存吸引子,当参数d取不同的值时,该系统会产生12种类型的共存现象,分别为周期1、周期2、周期4、拟周期、一涡卷吸引子、双涡卷吸引子等相互共存;当参数m在[0.1,4000]区间变化时,该系统会一直保持超混沌状态,并且m在[70,4000]范围内,系统的Lyapunov指数谱保持不变且维持3个正Lyapunov指数的超混沌状态,说明了该系统具有不变Lyapunov指数特性。此外,用现场可编程门阵列(FPGA)进行数字电路实现,在示波器上观察实验结果,验证了该超混沌系统的可实现性。

关键词：大范围超混沌系统正Lyapunov指数共存吸引子现场可编程门阵列

点间隧穿耦合对四能级三量子点电磁感应透明介质孤子动力学的影响

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物理学报 2024年第4期73卷 161-169页

作者：王胤王壬颍陈桥邓永和湖南工程学院计算科学与电子学院湘潭411104 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105 湖南交通工程学院公共基础课部衡阳421001

利用概率幅变分近似结合多重尺度法,研究了探测光在两边产生点间隧道耦合的非对称阵列型三量子点电磁诱导透明介质的传播性质.结果表明,由于系统的色散效应和点间隧穿耦合产生的非线性效应相平衡,系统能形成稳定传播的超低速时间光孤子... 详细信息

利用概率幅变分近似结合多重尺度法,研究了探测光在两边产生点间隧道耦合的非对称阵列型三量子点电磁诱导透明介质的传播性质.结果表明,由于系统的色散效应和点间隧穿耦合产生的非线性效应相平衡,系统能形成稳定传播的超低速时间光孤子.有趣的是,仅开启一边的点间隧穿耦合(即另一边关闭),随着点间隧穿耦合强度的增加,光孤子的速度呈现出先增大后减小的变化趋势,但光孤子的幅度却一直增大.两边两个点间隧穿耦合强度均开启后,随着点间隧穿强度逐渐的增大,光孤子的幅度随着点间隧穿强度的增大会出现逐渐减小,直到出现一个拐点后才迅速增大;而光孤子的速度相比较于单个隧穿强度的影响会明显降低,且出现停滞的现象.这些结果不但揭示出点间隧道耦合对三量子点电磁感应透明介质光孤子的动力学有着重要影响,而且还预言在半导体量子点器件中可利用点间隧道耦合调节其光孤子传输的幅度.

关键词：电磁感应透明介质点间隧道耦合光孤子动力学

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铪掺杂对锆钛酸钡钙陶瓷电学性能的调控

化学通报 2024年第3期87卷 344-348,354页

作者：唐志兰周弘毅王世超龚跃球湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

用固相反应法制备了B位Hf掺杂的Ba_(0.95)Ca_(0.05)Zr_(0.05)Ti_(0.95-x)Hf_(x)(BCZ0.05T((0.95-x))-xH)(x=0、0.02、0.04、0.06和0.08)陶瓷。研究B位同时含有Hf、Zr、Ti三种元素时,铪掺杂对锆钛酸钡钙陶瓷相结构、微观形貌和电学性能的调控。XRD测试结果表明,Hf4+融入晶格,造成晶格膨胀,但形成单一钙钛矿结构。BCZ0.05T((0.95-x))-xH(x=0、0.02)陶瓷中存在明显的四方相与正交相共存的多晶型相转变(PPT),但正交相逐渐转变为主晶相;BCZ0.05T0.91-0.04H陶瓷中,四方相进一步减少,三方相却逐渐增加;当x继续增大到0.06及其以上时,该体系只存在正交相和三方相结构。SEM测试发现,随着Hf的掺杂量增加,晶粒尺寸逐渐减小。剩余极化值随Hf掺杂量的增加先增大再减小,在x为0.02时取得最大值(Pr=6.38μC/cm^(2)),Hf掺杂显著降低矫顽场(Ec)。压电测试结果表明,BCZ0.05T0.91-0.04H陶瓷具有最大压电系数(d33=259 pC/N)。

关键词：锆钛酸钡钙多晶型相转变 Hf掺杂无铅压电陶瓷

电磁感应和电磁辐射作用下一类新颖忆阻耦合Hopfield神经网络的放电模式研究

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计算物理 2024年

作者：王梦蛟杨琛贺少波李志军湘潭大学物理与光电工程学院湘潭大学自动化与电子信息学院

神经网络总是暴露在复杂的电磁环境中，本文引入两个磁控忆阻器分别模拟电磁感应和电磁辐射，研究其对一类新颖复合指数型忆阻耦合四元Hopfield神经网络产生的影响。通过分别改变忆阻突触的内部参数m1以及电磁辐射耦合强度k2，发现新系... 详细信息

神经网络总是暴露在复杂的电磁环境中，本文引入两个磁控忆阻器分别模拟电磁感应和电磁辐射，研究其对一类新颖复合指数型忆阻耦合四元Hopfield神经网络产生的影响。通过分别改变忆阻突触的内部参数m1以及电磁辐射耦合强度k2，发现新系统存在多种不同的放电模式，如周期簇发放电、混沌簇发放电、瞬态混沌尖峰放电、瞬态随机簇发放电等。通过改变系统的初始值，发现新系统产生了5种不同的共存放电模式，如随机簇发放电、混沌尖峰放电、周期性尖峰放电等。此外，与不施加电磁感应与电磁辐射的原系统相比，新系统还产生了大范围超混沌现象以及无参数状态切换现象。最后，通过STM32单片机对新系统进行了硬件实现。

关键词：电磁感应电磁辐射忆阻突触耦合 Hopfield神经网络

基于条件对抗生成网络数据增强的相敏光时域反射仪模式识别

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光学学报 2024年第1期44卷 409-419页

作者：张印胡挺李猷兴王剑苑立波桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院黑龙江哈尔滨150006

本文针对光纤传感技术中相敏光时域反射仪(Φ-OTDR)数据采集受限的问题,提出了一种基于条件对抗生成网络(CGAN)的数据增强方法,用于在少量数据基础上生成大量训练样本。实验中采用Φ-OTDR完成数据采集,将采集到的真实数据作为CGAN的输入... 详细信息

本文针对光纤传感技术中相敏光时域反射仪(Φ-OTDR)数据采集受限的问题,提出了一种基于条件对抗生成网络(CGAN)的数据增强方法,用于在少量数据基础上生成大量训练样本。实验中采用Φ-OTDR完成数据采集,将采集到的真实数据作为CGAN的输入,网络通过自动提取信号特征,并在输入条件的帮助下生成逼真的信号数据。将生成数据和原始数据分别输入决策树、支持向量机、卷积神经网络等模型进行分类,实验结果显示,生成数据在各个分类器中的检测结果都得到了显著提升,有效提高了分类器模型的检测能力和性能,实现了Φ-OTDR模式的目标识别,并解决了数据采集困难的问题。本文研究为小样本检测提供了新的思路和方法,对其他光纤传感技术的应用具有借鉴意义。

关键词：光纤传感相敏光时域反射仪数据增强深度学习条件对抗生成网络

V型三能级金刚石氮空位色心EIT体系中孤子的存取

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物理学报 2024年

作者：谭聪王登龙董耀勇丁建文广东工业大学机电工程学院湘潭大学物理与光电工程学院

本文先构建由一束弱探测场和一束强控制场磁耦合到金刚石氮空位（NV）色心的能级之间，从而形成V型三能级NV色心电磁诱导透明（EIT）模型，随后研究探测场在体系的线性吸收和非线性传播特性。结果表明，一旦开启强控制场，体系就会呈现... 详细信息

本文先构建由一束弱探测场和一束强控制场磁耦合到金刚石氮空位（NV）色心的能级之间，从而形成V型三能级NV色心电磁诱导透明（EIT）模型，随后研究探测场在体系的线性吸收和非线性传播特性。结果表明，一旦开启强控制场，体系就会呈现出EIT窗口，且透明窗口的宽度随着控制场磁感应强度的增加而变宽。在非线性情况下，探测场能形成稳定传播的孤子，且可通过开启和关闭控制场的磁场实现孤子的存储和读取，可以有效克服冷原子介质和量子点介质孤子存取的缺陷。值得一提的是，体系所存取孤子的振幅还可以通过控制场的磁感应强度来进行调节。

关键词：金刚石氮空位色心孤子的存储与读取电磁诱导透明

一种新型复合指数型局部有源忆阻器耦合的Hopfield神经网络

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物理学报 2024年第13期73卷 52-63页

作者：王梦蛟 †杨琛贺少波李志军湘潭大学自动化与电子信息学院湘潭411105 湘潭大学物理与光电工程学院湘潭411105

由忆阻耦合的神经网络模型,因其能更真实地反映生物神经系统的复杂动力学特性而被广泛研究.目前用于耦合神经网络的忆阻器数学模型主要集中在一次函数、绝对值函数、双曲正切函数等,为进一步丰富忆阻耦合神经网络模型,且考虑到一些掺杂... 详细信息

由忆阻耦合的神经网络模型,因其能更真实地反映生物神经系统的复杂动力学特性而被广泛研究.目前用于耦合神经网络的忆阻器数学模型主要集中在一次函数、绝对值函数、双曲正切函数等,为进一步丰富忆阻耦合神经网络模型,且考虑到一些掺杂半导体中粒子的运动规律,设计了一种新的复合指数型局部有源忆阻器,并将其作为耦合突触用于Hopfield神经网络,利用基本的动力学分析方法,研究了系统在不同参数下的动力学行为,以及在不同初始值下多种分岔模式共存的现象.实验结果表明,忆阻突触内部参数对系统具有调控作用,且该系统拥有丰富的动力学行为,包括对称吸引子共存、非对称吸引子共存、大范围的混沌状态和簇发振荡等.最后,用STM32单片机对系统进行了硬件实现.

关键词：局部有源忆阻器 Hopfield神经网络多种共存吸引子簇发振荡

基于双环谐振腔耦合波导等离子体诱导透明研究及其应用

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光电子·激光 2024年

作者：张兴娇李伯勋文如泉马文科湘潭大学物理与光电工程学院萍乡学院机械电子工程学院

等离子诱导透明的新颖的光学响应特性，在传感器等应用方面具有独特优势。本文提出由双环谐振腔和直波导耦合集成的光学模型，阐述其多波段等离子体诱导透明效应产生原因，针对该结构利用时域有限差分法进行仿真研究，分析了主要结构参... 详细信息

等离子诱导透明的新颖的光学响应特性，在传感器等应用方面具有独特优势。本文提出由双环谐振腔和直波导耦合集成的光学模型，阐述其多波段等离子体诱导透明效应产生原因，针对该结构利用时域有限差分法进行仿真研究，分析了主要结构参数对结构传输特性的影响。研究了环形谐振腔内外半径Rin、Rout和环形谐振腔宽度WR对传输特性红移的影响，发现Rin、Rout过大太小均不利于等离子体诱导透明现象。优化参数后设计了灵敏度可达1014.10nm/RIU，品质因数高达90.65的纳米传感器，具有结构简单、易于集成、制作方便、成本低等优点，能够很好地运用在高度集成、高精度传感检测领域。

关键词：环形谐振腔等离子体诱导透明传输特性灵敏度