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六方氮化硼中声子耦合的室温单光子发射

中国科学:物理学力学天文学 2024年第11期54卷 207-208页

作者：陆欣杜兰大学物理与工程物理系

光子是飞行的量子比特,将单光子与其他量子体系耦合是实现光子计数操控量子态的前提.最近的研究报道了六方氮化硼(hBN)中声子耦合的单光子发射,通过电子跃迁模型解释了声子参与的缺陷态激发和单光子发射过程,这一结果为室温单量子水平... 详细信息

光子是飞行的量子比特,将单光子与其他量子体系耦合是实现光子计数操控量子态的前提.最近的研究报道了六方氮化硼(hBN)中声子耦合的单光子发射,通过电子跃迁模型解释了声子参与的缺陷态激发和单光子发射过程,这一结果为室温单量子水平下操控电子-声子耦合提供了可能.

关键词：单光子二维材料声子缺陷发光

高纯锗探测器制作和运输中产生的宇生放射性核素

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 146-154页

作者：张秋丽张鹏景明坤曾志马豪清华大学工程物理系北京100084

暗物质探测和寻找无中微子双β衰变(0υββ)等稀有事例实验是当前重要的基础前沿课题。高纯锗(HPGe)探测器具有极低本底,成为开展此类研究的重要设备。然而,探测器在制作和运输过程中会被宇宙射线活化,产生的长寿命宇生放射性核素对本... 详细信息

暗物质探测和寻找无中微子双β衰变(0υββ)等稀有事例实验是当前重要的基础前沿课题。高纯锗(HPGe)探测器具有极低本底,成为开展此类研究的重要设备。然而,探测器在制作和运输过程中会被宇宙射线活化,产生的长寿命宇生放射性核素对本底有长期贡献,会严重影响稀有事例实验的探测灵敏度。该文研究了一个新定制的高纯锗探测器在生产和运输中产生的宇生核素。该探测器在制作完成后立即运送到中国锦屏地下实验室(CJPL),而后在不同时间测量该探测器在屏蔽条件下的本底能谱。利用GEANT4 Monte Carlo程序模拟锗晶体内、外宇生核素的衰变能谱并计算了宇生核素的探测效率,最终通过能谱分析得到宇生核素的比活度,即锗晶体中^(57)Co:0.016 mBq/kg,^(58)Co:0.046 mBq/kg,^(54)Mn:0.012 mBq/kg;结构铜中^(57)Co:0.452 mBq/kg,^(58)Co:1.245 mBq/kg,^(54)Mn:0.382 mBq/kg,^(60)Co:0.389 mBq/kg。该结果有助于深入理解本底能谱的构成,同时该文计算宇生核素比活度的思路可以为使用高纯锗探测器开展稀有事例探测的宇生本底评估提供参考。

关键词：高纯锗(HPGe)探测器宇生放射性核素比活度

弱光触发下GaAs光电导开关的载流子输运和热失效机制

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2153-2160页

作者：司鑫阳徐鸣王文豪常家豪王铖杰西安理工大学应用物理系西安710048

弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输... 详细信息

弱光触发下高倍增砷化镓光电导开关(GaAs PCSS)内以丝状电流为表现形式的载流子输运机制对其瞬态工作特性和寿命研究有重要意义。该文基于有限元方法构建了GaAs PCSS的物理模型,结合丝状电流的生热机制对1.5μJ弱光触发下开关的瞬态输出电流和晶格温度进行了仿真分析,考察了偏置电场对GaAs PCSS输出特性的影响。通过不同时刻开关内部的瞬态电场、电子浓度和晶格温度等方面研究了高倍增模式下GaAs PCSS的光生载流子输运过程和损伤机理。结果表明,高密度丝状电流的存在伴随于高场畴的产生和发展。开关内部电场越高,负微分效应引起的载流子聚束现象越明显,相应的电子浓度和晶格温度值也越高;在浓度达1017 cm^(-3)数量级的等离子体通道中,阳极附近电场强度和晶格温度最大值分别为220 kV/cm和821.92 K。

关键词： GaAs 光电导开关高倍增模式丝状电流输运机制

基于径迹长度估计法的函数展开计数法在蒙特卡罗程序RMC中的实现和优化

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核动力工程 2024年第5期45卷 78-84页

作者：安南王武王侃清华大学工程物理系北京100084

传统的蒙特卡罗模拟通常采用分箱计数的方式来进行相关参数统计,粗糙的计数箱划分难以精确地描述一些参数在整个空间中的分布,而细致的计数箱划分则需很大的样本数才能得到满足要求的统计精度,将花费大量的时间。函数展开计数方法(FET方... 详细信息

传统的蒙特卡罗模拟通常采用分箱计数的方式来进行相关参数统计,粗糙的计数箱划分难以精确地描述一些参数在整个空间中的分布,而细致的计数箱划分则需很大的样本数才能得到满足要求的统计精度,将花费大量的时间。函数展开计数方法(FET方法)可以得到参数在求解空间中的连续分布,并能解决计算效率和精度无法兼得的问题。在蒙特卡罗程序RMC中创新地实现了基于径迹长度估计的FET方法,结合勒让德多项式和泽尼克多项式计算参数在三维组件中的连续分布,同时对比了FET方法与网格计数法的计算耗时。研究结果表明,FET方法的计算结果与网格计数法符合很好,并且计算时间相比网格计数法有所降低,内存占用大大降低。本研究开发的FET方法可用于蒙特卡罗程序的计数研究。

关键词： RMC 函数展开计数方法(FET方法) 径迹长度估计三维组件空间函数展开

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入口压强对离心式压缩机性能影响的数值研究

清华大学学报（自然科学版） 2024年第9期64卷 1666-1676页

作者：黄东洋周文必姜东君潘建雄清华大学工程物理系北京100084

为探究入口压强小于1个标准大气压时对离心压缩机性能及流动结构的影响,该文以Krain离心式叶轮为研究对象,采用Spalart-Allmaras(S-A)方程湍流模型的有限体积法求解Reynolds时均Navier-Stokes(Reynolds time-averaged Navier-Stokes, RANS)方程组,得到入口体积流量恒定时入口压强400~101 325 Pa条件下离心叶轮的性能及内部流场结构。结果表明:随着入口压强减小,Krain叶轮总压比和总等熵效率先缓慢减小再急剧减小;相比于在101 325 Pa压强下,当压强为400 Pa时,Krain叶轮总压比和总等熵效率减小幅度超过10%。入口压强减小使叶轮及无叶扩压器内气体比熵增增加,其中由叶轮出口处反流、无叶扩压器轮盘侧边界层导致的比熵增显著增加。入口压强在1 333~101 325 Pa变化时,叶轮及扩压器内流场特征差异性较小,但轮盘侧边界层厚度随压强减小而增加,当入口压强减小至400 Pa时,叶轮出口处反流速度增大、区域扩大,扩压器内轮盘侧边界层厚度显著增加,使流动损失增加。故在负压压缩机初始设计阶段中采用基于正压的一维模型预测性能时,应考虑对性能进行负修正,且修正程度随入口压强减小而增加。

关键词：离心压缩机性能入口压强比熵增速度

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基于二氧化钒微结构的光学调控性能研究

光学学报 2024年

作者：张钧杨文俊李磊张笑然朱亚彬北京交通大学物理科学与工程学院物理系

随着纳米技术和材料科学的发展，二氧化钒微结构的制备、性质调控和应用受到广大科研人员的高度关注，且二氧化钒微结构的光学调控性能在光化学性能、光学传感和光电子器件等方面有巨大的研究前景。为了更好的研究二氧化钒微结构的光学... 详细信息

随着纳米技术和材料科学的发展，二氧化钒微结构的制备、性质调控和应用受到广大科研人员的高度关注，且二氧化钒微结构的光学调控性能在光化学性能、光学传感和光电子器件等方面有巨大的研究前景。为了更好的研究二氧化钒微结构的光学调控性能，本项目采用低成本、工艺简单的人工方法制备成二氧化钒微结构，并对制得样品的激光衍射图样、近红外光谱测试等进行了深入的研究和讨论。

关键词：掺钨二氧化钒 W V O /glass微结构透过率衍射图样数字模拟

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弹体材料性能对超高速侵彻深度的影响规律

爆炸与冲击 2024年第10期44卷 156-166页

作者：钱秉文周刚李名锐陈春林高鹏飞沈子楷马坤西北核技术研究院陕西西安710024 清华大学工程物理系北京100084

为研究弹体材料参数(主要指屈服强度、韧性等)对超高速侵彻混凝土靶侵彻深度的影响规律,开展了不同材料性能的93W合金柱形弹以2300~3600 m/s的速度侵彻混凝土靶实验,得到了不同材料性能弹体的侵彻深度和残余弹体长度实验数据,并结合已... 详细信息

为研究弹体材料参数(主要指屈服强度、韧性等)对超高速侵彻混凝土靶侵彻深度的影响规律,开展了不同材料性能的93W合金柱形弹以2300~3600 m/s的速度侵彻混凝土靶实验,得到了不同材料性能弹体的侵彻深度和残余弹体长度实验数据,并结合已有文献中的实验结果以及数值模拟方法,分析了材料参数对侵彻深度、残余弹体长度的影响规律。得到的结论如下:(1)如果弹体材料的韧性增强而强度不变,残余弹体特征参数并未显著改变,侵彻深度无显著变化,侵彻深度极大值对应的弹速也无显著变化;(2)如果弹体材料的强度提高而韧性不变,则弹体抵抗侵蚀的能力提升,使弹体残余长度增加,侵彻阶段的临界转变速度增加,进而使刚体侵彻深度和总侵深增加,同时使弹体侵彻深度极大值对应的侵彻速度提高。

关键词：超高速侵彻钨合金弹强度韧性混凝土二级轻气炮

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连续激光载波同步系统的慢漂抑制

强激光与粒子束 2024年第6期36卷 97-102页

作者：贾燕庆杜应超黄文会清华大学工程物理系北京100084

高精度同步系统是加速器产生高品质束流的关键因素之一,基于清华大学已有的连续激光载波同步系统,对不同接收端之间参考微波信号相位差的长时漂移,即同步系统慢漂进行了研究,提出了一种基于接收端参考微波信号幅值的电光调制器(EOM)偏... 详细信息

高精度同步系统是加速器产生高品质束流的关键因素之一,基于清华大学已有的连续激光载波同步系统,对不同接收端之间参考微波信号相位差的长时漂移,即同步系统慢漂进行了研究,提出了一种基于接收端参考微波信号幅值的电光调制器(EOM)偏置电压控制方法抑制慢漂。采用该方法后,清华大学甚高频光阴极电子枪测试平台L波段(1300 MHz)同步系统慢漂被抑制到10.45 fs@24 h,清华大学汤姆逊散射装置(TTX)S波段(2856 MHz)同步系统慢漂被抑制到10.53 fs@24 h,并且该方法可以使整套同步系统工作于室温环境,有效地提高了同步系统对工作环境温度的适应性。

关键词：同步系统加速器连续激光载波慢漂

不同结构及新型材料在硅基光电探测器上的应用展望

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航空兵器 2024年第1期31卷 13-22页

作者：李浩杰冯松胡祥建后林军欧阳杰郭少凯西安工程大学西安710000

硅基光电探测器是硅光子集成电路中的核心器件,在导弹制导系统中起着高效探测目标并精确跟踪目标的关键作用。本文综述了国内外关于硅基光电探测器的研究进展和应用前景,并探讨了不同结构和材料对探测器性能的影响。通过回顾相关文献并... 详细信息

硅基光电探测器是硅光子集成电路中的核心器件,在导弹制导系统中起着高效探测目标并精确跟踪目标的关键作用。本文综述了国内外关于硅基光电探测器的研究进展和应用前景,并探讨了不同结构和材料对探测器性能的影响。通过回顾相关文献并分析研究成果,重点关注了PIN结构、肖特基结构、GeSn材料和二维材料在硅基光电探测器中的应用情况。随着研究的深入,硅基光电探测器的响应速度和灵敏度得到了显著提高,并且实现了对从紫外波段到红外波段宽范围内的探测需求,旨在提高硅基光电探测器的响应度、缩短响应时间和降低暗电流的同时,探索新的结构和材料,以进一步拓展硅基光电探测器在红外成像和光通信系统等领域的应用范围。

关键词：硅基硅光子学硅光子器件光电探测器导弹制导红外成像