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氧空位控制BiVO_(4)晶面异质结的磁性和光电催化性能

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化学学报 2024年第4期82卷 409-415页

作者：王国景陈永辉张秀芹张俊笙徐俊敏王静兰州大学材料与能源学院兰州730000 中国矿业大学材料与物理学院徐州221116 郑州大学物理学院教育部集成电路设计与应用国际合作联合实验室郑州450001

在铁磁光催化剂中,大多数光生电荷具有相同的自旋状态,因此可以有效抑制光生电子和空穴的复合.利用BiVO_(4){010}和{110}晶面中氧空位的形成能不同,通过晶面取向和氧空位的协同作用来调控BiVO_(4)的铁磁性能.在N_(2)气氛中退火后,BiVO_... 详细信息

在铁磁光催化剂中,大多数光生电荷具有相同的自旋状态,因此可以有效抑制光生电子和空穴的复合.利用BiVO_(4){010}和{110}晶面中氧空位的形成能不同,通过晶面取向和氧空位的协同作用来调控BiVO_(4)的铁磁性能.在N_(2)气氛中退火后,BiVO_(4)晶面异质结中氧空位的比例随着{010}/{110}晶面比例的增加而降低,因为{010}晶面上氧空位的形成能低于{110}晶面.{010}/{110}晶面比例较低的BiVO_(4)晶面异质结的铁磁性能优于{010}/{110}晶面比例较高的BiVO_(4),因为前者颗粒尺寸更小、更立体,其比表面积和界面区域更大,所以其表面未饱和自旋对总磁矩的贡献更大.{010}/{110}比例较高的BiVO_(4)晶面异质结具有更大的光电流密度和光电催化产氢效率,源于BiVO_(4){010}晶面比{110}晶面具有更高的电荷迁移率、更好的吸附特性和更低的能垒.并且氧空位的引入也提高了BiVO_(4)的制氢效率.

关键词：铁磁光催化剂氧空位 BiVO_(4)晶面异质结产氢

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FASER实验:简介与研究进展

科学通报 2024年第8期69卷 1025-1033页

作者：刘锦枫逄昊王驰艾小聪陈新胡震清华大学物理系北京100084 清华大学致理书院北京100084 郑州大学物理学院(微电子学院) 郑州450001

FASER(ForwArd Search ExpeRiment)是一个位于大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)上的前向粒子探测实验.LHC质子对撞产生的质量轻、能量高的粒子往往会沿着束流方向飞行,并逃离传统粒子探测器的覆盖区域.对这些前向粒子的探测... 详细信息

FASER(ForwArd Search ExpeRiment)是一个位于大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)上的前向粒子探测实验.LHC质子对撞产生的质量轻、能量高的粒子往往会沿着束流方向飞行,并逃离传统粒子探测器的覆盖区域.对这些前向粒子的探测和研究是传统探测器实验很好的补充.FASER探测器(包括其专门用于探测中微子的子探测器FASERν)位于ATLAS对撞点处束流切线方向下游480 m,物理目标包括可能的暗物质候选者和对撞机产生的中微子.2023年3月,FASER首次直接探测到约153个对撞机产生的高能中微子,信号显著度为16σ.随后,FASER合作组又公布了其暗光子搜寻结果,未发现显著信号,但给出了质量在17~70 MeV范围内、■在2×10^(–5)~1×10^(–4)范围内的暗光子可能性的世界最好限制.正在计划中的前向物理设施(Forward Physical Facility,FPF)或将成为未来HL-LHC时代前向物理研究的新阵地.本文将介绍FASER实验装置及其物理目标,并简要介绍FASER初步的实验结果.

关键词： FASER FASERν FPF 前向物理中微子暗光子

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从反射到干涉:光的传播特性及其在现代科技中的应用

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科技创新与应用 2024年第24期14卷 181-184页

作者：朱靖玉郑州大学物理学院、中原之光实验室郑州450000

光作为自然界中最基本的物理现象之一,其传播特性一直备受关注。从简单的反射到复杂的干涉现象,光的传播特性展现了其独特的魅力和广泛的应用潜力。通过总结光的基本传播特性,包括反射和干涉等基本现象,探讨光在现代科技中的广泛应用,... 详细信息

光作为自然界中最基本的物理现象之一,其传播特性一直备受关注。从简单的反射到复杂的干涉现象,光的传播特性展现了其独特的魅力和广泛的应用潜力。通过总结光的基本传播特性,包括反射和干涉等基本现象,探讨光在现代科技中的广泛应用,如光栅、光学干涉仪、激光器、显微镜、望远镜和光纤通信等。展望光学与其他科技领域的交叉融合,如光电子学、生物医学光子学等前沿科技领域的发展前景。随着科技的进步,光的传播特性将在更多领域发挥重要作用,推动人类社会的不断发展和进步。

关键词：光的传播特性光学干涉仪光纤通信光电子学现代科技

预碎片的衰变对中能区重离子碰撞过程中集体流和核阻止本领的影响

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原子核物理评论 2024年第1期41卷 536-544页

作者：肖逵李鹏程王永佳李庆峰湖州师范学院理学院浙江湖州313000 郑州大学物理学院中原之光实验室郑州450001 中国科学院近代物理研究所兰州730000

重离子碰撞过程中轻粒子的产生对于提取核物质状态方程的信息有着重要的作用。基于极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型,利用统计衰变模型GEMINI++处理预激发碎片的衰变,研究了预碎片的衰变对中能区Au+Au碰撞过程中轻粒子的集体流和核... 详细信息

重离子碰撞过程中轻粒子的产生对于提取核物质状态方程的信息有着重要的作用。基于极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型,利用统计衰变模型GEMINI++处理预激发碎片的衰变,研究了预碎片的衰变对中能区Au+Au碰撞过程中轻粒子的集体流和核阻止本领的影响。研究发现,由于记忆效应,重离子碰撞过程中的预碎片的衰变产生的子核继承了母核的部分动力学性质,在考虑预碎片的衰变后可以更好地描述实验数据,并且这种效应对观测量的影响随碰撞能量的升高而减弱。结果表明,重离子碰撞过程中预碎片的衰变以及轻粒子的产生对敏感于核物质状态方程的观测量有着一定的影响。在利用这些观测量提取核物质状态方程的信息时应当仔细处理。

关键词：重离子碰撞统计衰变集体流核阻止本领

氧空位控制BiVO晶面异质结的磁性和光电催化性能

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化学学报 2024年

作者：王国景陈永辉张秀芹张俊笙徐俊敏王静郑州大学物理学院中国矿业大学材料与物理学院兰州大学材料与能源学院

在铁磁光催化剂中，大多数光生电荷具有相同的自旋状态，因此抑制了光生电子和空穴的复合。考虑到BiVO4{010}和{110}晶面中氧空位的形成能不同，本工作利用晶面取向和氧空位的协同作用调控了BiVO4的铁磁性能。在N2气氛中退火后，BiVO4... 详细信息

在铁磁光催化剂中，大多数光生电荷具有相同的自旋状态，因此抑制了光生电子和空穴的复合。考虑到BiVO4{010}和{110}晶面中氧空位的形成能不同，本工作利用晶面取向和氧空位的协同作用调控了BiVO4的铁磁性能。在N2气氛中退火后，BiVO4晶面异质结中氧空位的比例随着{010}/{110}比例的增加而降低，因为{010}晶面上氧空位的形成能低于{110}晶面。{010}/{110}比例较低的BiVO4晶面异质结的铁磁性能优于{010}/{110}比例较高的BiVO4，因为其颗粒尺寸更小、更立体，其比表面积和界面区域更大，其表面未饱和自旋对总磁矩的贡献更大。{010}/{110}比例较高的BiVO4晶面异质结具有更大的光电流密度和光电催化产氢效率，因为BiVO4{010}晶面比{110}晶面具有更高的电荷迁移率、更好的吸附特性和更低的能垒。且氧空位的引入提高了BiVO4的制氢效率。

关键词：铁磁光催化剂氧空位 BiVO 晶面异质结产氢

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集成多路单道能谱仪设计与信号处理

核电子学与探测技术 2024年

作者：路书祥张智豪姜丹丹杨洁谷肖飞郑州大学物理学院(微电子学院)

为满足核燃料间隙与核燃料富集度检测的需求，设计集成多路单道能谱仪。采用多阳极光电倍增管读出芯片MPR2进行前端信号成形和甄别，使用FPGA进行控制和计数，通过ARM处理器发送给上位机进行显示。实验测试结果表明，采用该方法设计的... 详细信息

为满足核燃料间隙与核燃料富集度检测的需求，设计集成多路单道能谱仪。采用多阳极光电倍增管读出芯片MPR2进行前端信号成形和甄别，使用FPGA进行控制和计数，通过ARM处理器发送给上位机进行显示。实验测试结果表明，采用该方法设计的能谱仪在脉冲信号在300kHz以下时计数误差为±1，能谱仪最大计数率可达5MHz。该设备自2018年在核燃料棒富集度检测系统运行至今表现稳定，可谱仪满足核燃料间隙与核燃料富集度检测设计的要求。

关键词：单道脉冲分析器多路集成信号处理

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光波导阵列中拓扑态及其应用的研究进展

科学通报 2024年第15期69卷 2031-2041页

作者：卫睿珊康娟张庆龙邱建荣杨中民董国平华南理工大学材料科学与工程学院发光材料与器件国家重点实验室广州510641 郑州大学物理学院郑州450001 浙江大学光电科学与工程学院杭州310027 华南理工大学物理与光电学院广州510641

近年来,在拓扑绝缘体理论体系的支撑下,拓扑光子学因具有独特的光场调控能力而引起了广泛关注,并发展出具有拓扑特性的拓扑光子器件.基于不同光学平台的拓扑光子器件具有高集成度、抗扰动、抗无序影响等优点,在光传感、光通信、光量子... 详细信息

近年来,在拓扑绝缘体理论体系的支撑下,拓扑光子学因具有独特的光场调控能力而引起了广泛关注,并发展出具有拓扑特性的拓扑光子器件.基于不同光学平台的拓扑光子器件具有高集成度、抗扰动、抗无序影响等优点,在光传感、光通信、光量子计算方面有广泛的应用前景.其中光波导阵列由于制备简单、结构精细,且结构的拓扑特性能通过光动力学可视化,是研究拓扑光子学的理想平台之一.本文主要以拓扑光子学理论为基础,对光波导阵列中不同维度的拓扑光子学模型及其实验进展进行回顾与总结,并对拓扑光波导阵列器件制备的难点、发展趋势等进行展望.

关键词：拓扑光子绝缘体光波导阵列拓扑光子效应拓扑光子器件

基于非奇异快速积分终端滑模的机械臂鲁棒控制

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现代制造工程 2024年第4期 73-79页

作者：杨杰杰秦志杰河南机电职业学院轨道交通学院郑州451191 郑州大学物理学院郑州450001

为了克服机械摩擦、未知负载和模型误差等不确定性因素对机械臂控制精度的影响,采用指数障碍李雅普诺夫函数设计了非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律。首先,建立了带有各类不确定性因素的机械臂数学模型,并通过设计的观测器准... 详细信息

为了克服机械摩擦、未知负载和模型误差等不确定性因素对机械臂控制精度的影响,采用指数障碍李雅普诺夫函数设计了非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律。首先,建立了带有各类不确定性因素的机械臂数学模型,并通过设计的观测器准确地估计出干扰值;然后,利用机械臂转角误差设计了非奇异快速积分终端滑模面,在指数障碍李雅普诺夫函数的基础上,设计出了有限时间鲁棒控制律;最后,通过稳定性分析验证了设计的有限时间鲁棒控制律能够在有效时间内收敛。三自由度机械臂的仿真结果表明:提出的有限时间鲁棒控制律能够有效克服不确定性因素对机械臂控制精度的影响,观测器的最大估计误差为0.1(°)/s 2,机械臂各关节转角的最大跟踪误差为0.1°,验证了设计方法的有效性。在三维空间固定坐标定位实验中,机械臂在提出的有限时间鲁棒控制律作用下的最大定位误差为0.22 cm,最长运行时间为2.2 s,验证了在实际工程应用中能够实现更高的控制精度和运行效率。

关键词：机械臂观测器指数障碍李雅普诺夫函数非奇异快速积分终端滑模有限时间鲁棒控制律

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铝合金板激光切割实验工艺研究

激光杂志 2024年

作者：薛新莲臧华平王洪建李顺方郑州大学物理学院材料物理教育部重点实验室重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室

针对铝合金激光切割工艺参数优化问题，对5052铝合金进行了激光切割试验研究，本文根据不同的激光功率、辅助气压、运行速度参数对激光切割质量的影响，建立了三因素正交试验方案，选用0.3mm、0.5 mm厚的薄板铝合金进行了激光切割，以1 ... 详细信息

针对铝合金激光切割工艺参数优化问题，对5052铝合金进行了激光切割试验研究，本文根据不同的激光功率、辅助气压、运行速度参数对激光切割质量的影响，建立了三因素正交试验方案，选用0.3mm、0.5 mm厚的薄板铝合金进行了激光切割，以1 MPa和1.5 MPa的氩气，选用10%、20%和30%的切割运行速度，分别采用1200 W和1350W的激光功率进行切割。分别用光切测试仪和显微镜观测了粗糙度和挂渣长度两个质量参数，进行数据分析，确定了0.3 mm、0.5mm薄铝合金板的最佳激光切割工艺路线，为铝合金激光切割薄板提供技术参考。

关键词：激光切割薄板切割质量正交试验