现代红外光电探测技术有着近八十年的历史.从二战期间第一个可实用PbS红外探测器到第三代红外光电探测器概念的提出,红外光电探测技术经历了翻天覆地的变化.以碲镉汞、锑化铟、铟镓砷为代表的传统红外光电探测器已在军事、遥感、通信、生命科学和宇宙探索等领域发挥着至关重要的作用.随着人类对光电探测不断增长的需求,尤其近几年来在人工智能、...
针对锂离子电池硅及其复合电极材料,采用Cahn-Hilliard型扩散方程与有限变形理论全耦合的电化学-力模型来描述其在循环锂化过程中的扩散和力学相关性问题,构造高效的数值算法,在商用有限元软件平台上实现对该理论的数值求解.在此基础上,研究了硅电极恒流锂化和脱锂过程,基于界面反应动力学,得到电压响应曲线,计算结果整体趋势与实验结果吻合较好...
密度矩阵重正化群方法(DMRG)在求解一维强关联格点模型的基态时可以获得较高的精度,在应用于二维或准二维问题时,要达到类似的精度通常需要较大的计算量与存储空间.本文提出一种新的DMRG异构并行策略,可以同时发挥计算机中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)的计算性能.针对最耗时的哈密顿量对角化部分,实现了数据的分布式存储,并且给出了CPU和GPU...
在紧束缚近似下,系统地求解了一维二元复式晶格中电子的能量本征值问题,并且根据推广的布洛赫定理得到了有限晶格边缘态的解析表达式.边缘态可以普遍地存在于一维二元复式晶格中,并不仅仅局限于Su-Schrieffer-Heeger拓扑晶格.由于空间反演对称性破缺,Rice-Mele晶格是拓扑平庸的,但其边缘态对系统的非对角无序也是鲁棒的,缠绕数可以作为有限一维...
基于量子游走的量子隐形传输模型,提出了一种仲裁量子签名方案.发送者编码要签名的信息在硬币态上,并应用硬币态和位置态之间的条件相移算符产生用于量子隐形传输必需的纠缠态.对生成的纠缠态测量可作为签名设计和信息恢复依据.然后,接收者依据来自发送者的测量结果测量其量子态,进而验证签名的有效性和信息的真实性、完整性.由于量子游走的应用...
自旋轨道相互作用和自旋霍尔效应一直受到广泛关注,不仅在理论上进行了预测,而且也在实验中实现了自旋电流的产生.本文研究弯曲时空中转动对自旋流和自旋霍尔电导率的影响.非平庸几何可以改变自旋和轨道之间的相互作用,利用推广的Drude模型,计算了自旋依赖的作用力,并得到了非平庸几何对该力的修正.当计入转动效应时,给出了一般性的Dirac方程,并...
基于一个裂变源分布对应香农熵序列的在线收敛性诊断方法,为提高全局计数整体效率的均匀裂变点算法将在首次激活迭代步和首次判断收敛迭代步的最大值之后启动.之后,整体精度指标将每隔固定迭代步数计算一次,一旦达到事先设定的精度标准,整个临界迭代计算将提前终止.这一判断过程将一直持续到事先设定的最大迭代步数为止.通过一个反应堆基准问题C...
高频谐振腔在回旋加速器实际运行过程中受束流负载、重力和热损耗引起的腔体变形等因素的影响,其谐振频率会发生一定的偏移,导致高频工作频率会随着谐振腔的谐振频率而变化.为满足等时性加速的要求,当高频工作频率发生改变时磁场强度也应进行相应的变化,即励磁电流的大小需要相应改变,使得粒子回旋频率与高频谐振频率相匹配以克服滑相.首先通过...
实验和理论研究了单频固体激光器和单频光纤激光器的相对强度噪声对压缩真空态光场测量精度的影响.在实验中分别采用单频固体激光器和单频光纤激光器作为实验系统的光源,直接探测到的压缩真空态光场的压缩度分别为(13.2±0.2) dB和(10±0.2) dB.通过理论计算得知本实验中影响可测压缩度的主要因素是光源的相对强度噪声,为实用化的高压缩度压缩真空...
互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)工艺集成电路由于寄生的PNPN结构使其可能会受到闩锁效应的影响,在全局辐照下由瞬态剂量率效应诱发的闩锁具有独特的性能.本文利用激光模拟瞬态剂量率效应装置,针对体硅CMOS工艺解串器FIN1218MTDX,进行瞬态剂量率闩锁效应的实验研究,探究其闩锁阈值和闩锁电流特征.实验获得...
本文提出在Fabry-Perot腔和光学参量放大复合系统中实现非常规光子阻塞效应.此系统包含可调谐的复合型驱动强度相位,用二阶关联函数描述光子统计性质,数值模拟不同参数下的光子阻塞效应,研究发现通过调节复合型驱动强度相位可以控制非常规光子阻塞.在弱驱动条件下,计算得到了强光子反聚束的最优化条件,并给出了二阶关联函数解析式,研究发现数值...
在我们以前的工作(Zhu C, Lü C Y, Gao Z F, Wang C X, Li D S, Ma X Y, Yang D R 2015 Appl.Phys.Lett.107 131103)中,利用掺铒(Er)二氧化钛薄膜(TiO2:Er)作为发光层,实现了基于ITO/TiO2:Er/SiO2/n+-Si结构的发光器件的Er相关可见及近红外(约1540 nm)电致发光.本文将镱(Yb)共掺入TiO2:Er薄膜中,显著增强了Er相关可见及近红外电致发光.研究表明,...
具有高重复频率、高平均功率的皮秒放大激光在科学研究和工业生产中有着重要的应用,尤其是在脆性材料的加工领域,绿光或紫外皮秒激光具有独特的优势.基于我们研制的平均功率23.2 W、重复频率500 kHz、脉冲宽度13.4 ps的Nd:YVO4激光器,开展了LBO晶体高效率二倍频与三倍频的研究.通过优化相位匹配和晶体内激光的走离,分别得到了平均功率12.7 W的53...
针对传统基线相减成像方法受环境温度影响的问题,考虑到反转路径下超声波在缺陷处散射场的差异性,提出了一种基于反转路径差信号的兰姆波稀疏阵列成像方法.通过数值仿真,对反转路径差信号的来源进行了分析,并研究了缺陷与两个传感器的夹角及路径差对反转路径差信号幅值的影响规律.在此基础上,通过数值仿真及检测实验,研究了基于反转路径差信号的...
为了降低反演参数空间的维数,常利用正交经验函数(EOF)来构建声速剖面.然而,EOF方法的样本依赖性使之难以用于缺乏现场实测数据的海域.本文提出一种全新的利用历史数据而不依靠现场实时数据即可获得的声速剖面展开基函数.基于水质子流体静力方程和物态方程,推导了在缺乏实时测量的情况下从历史数据获得水动力模式基函数(HMB)的办法.利用WOA13季...
谐波平衡法是一种高效周期性非定常流动频域计算方法.本文研究可变周期谐波平衡法,通过求解Navier-Stokes方程模拟低速不可压条件下的二维钝体绕流周期性非定常涡脱落问题.对于这类流动变化周期未知的非定常问题,将涡脱落周期T作为变量,采用基于残差导数的可变周期计算方法推进求解.以圆柱绕流和方柱绕流为例,研究考察了谐波平衡法的计算精度和...
采用分子动力学方法研究了过渡区纳米通道内的壁面力场对气体剪切流动的影响规律.在纳米尺度下,壁面力场对流场的主导作用更加显著,流动物理量对于壁面条件和系统温度的变化也更加敏感.壁面原子的运动采用Einstein模型模拟,结果表明随着壁面刚度的增加,气体在近壁面区域的速度峰值减小,气体分子与壁面的动量适应性变差.壁面粗糙度通过金字塔形模...
提出了一种改进的虚拟单元法,能够用来处理包含静止/运动边界的流动问题.以固定的笛卡尔网格作为计算网格,通过有限体积法求解二维非定常可压缩欧拉方程,空间离散采用了AUSM (advection upstream splitting method)系列中的AUSM+格式,通过MUSCL (monotonic upstream-centered scheme for conservation laws)方法构造二阶精度,时间离散采用了显式...
在强激光与等离子体的相互作用中,通常能够产生时间尺度长达百纳秒量级的微波辐射,形成的复杂电磁环境会干扰或损坏机械电子设备,并给物理过程的准确认识与表征带来困难.然而,目前对于微波辐射的产生机制的研究还不够系统和完善.本文通过系统地改变纳秒激光与等离子体作用过程中入射的激光能量以改变入射激光强度,发现微波辐射强度随激光强度非...
基于单脉冲激光诱导击穿光谱(single pulse laser-induced breakdown spectroscopy, SP-LIBS)实验装置,搭建了再加热双脉冲激光诱导击穿光谱(re-heating double pulse laser-induced breakdown spectroscopy, RDPLIBS)系统,实现了黄连中重金属元素Cu和Pb的检测.固定激光脉冲频率为4 Hz,两束激光的总能量为50 mJ,实验优化了增强电荷耦合器件探测...
烧结在粉末冶金过程中对最终产品质量起着关键性作用,理解和探索烧结过程中粉末压坯结构和缺陷的演变,明确烧结的起始温度、结晶温度等,可为烧结工艺的确定提供确切的信息.本文采用内耗技术系统研究了单元系纯Al, Mg, Cu, Fe粉末压坯烧结过程的内耗行为.在第一个循环的升降温过程中各发现了一个内耗峰、升温峰和降温峰.降温峰是一个稳定的弛豫型...
为了研究离子注入对外延磁性薄膜面内磁各向异性的影响,用离子加速器对在有错切角的Si(111)面上外延生长的Fe膜进行了N^+注入实验.随着N^+注入剂量的增加,外延生长的Fe膜的面内磁各向异性逐渐从二重对称改变为六重对称.通过透射电子显微镜和刻蚀实验验证,发现离子辐照改变了Fe膜表面和界面的状态.未辐照Fe膜面内二重磁对称来自于由于Si(111)面的...
方镁石是镁方铁矿的终端组分,化学组成为氧化镁(MgO).理论预测的MgO熔化线和高压下实验测量结果之间存在巨大的分歧,为澄清歧见人们展开了对MgO高压结构的进一步研究,方镁石MgO高压结构预测及温度对结构稳定性的影响一直是高压凝聚态物理和地球物理领域的重要研究内容.本文利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对MgO实验结构、各种可能存...
在晶格弛豫理论框架内,电子-体纵光学声子耦合的Fr?hlich模型基础上,系统研究了PbSe量子点的3个最低激发态之间及其与基态之间的带内弛豫过程.具体讨论了各个弛豫过程中的黄-里斯因子、弛豫率与量子点半径的变化关系,进一步讨论了弛豫率的温度依赖性.得出的理论结果很好地解释了相应的实验.
为取得理想的隔声性能,本文结合多孔介质和周期结构两类声振调控方案,讨论了一种新型含多孔介质周期复合结构;采用等效模型描述振子系统,利用薄板理论和Biot理论建立了相应的声振耦合理论模型.利用此模型计算得出的结果与文献中数据吻合良好.研究结果表明,采用简单振子系统或组合振子系统都可以在其特征频率决定的频域提升复合结构的声传递损失(...
核级石墨是球床模块式高温气冷堆(HTR-PM)中的一种关键材料,在堆内用作燃料元件基体材料、结构材料和中子反射层材料.研究核级石墨辐照和氧化行为下的缺陷演化对反应堆安全具有重要意义.本文对IG-110石墨样品进行了一系列包含不同顺序和不同条件的离子辐照和氧化的实验,分为仅辐照、仅氧化、辐照后氧化、氧化后辐照,通过观察其结构、形貌、石墨...
钙钛矿材料由于其禁带宽度可调、光致发光量子产率高、色纯高等优点,使得其在发光器件上具有巨大的应用潜力.电子注入材料是钙钛矿发光器件中的重要组成部分,特别是n-i-p型发光器件,其直接影响后面钙钛矿的生长情况.本文通过向钙钛矿发光二极管中引入一种新型电子注入材料,n型纳米晶硅氧(n-ncSiOx:H)借助于n-nc-SiOx:H薄膜平滑的表面,有效地提高...
本文对GaN基InGaN/GaN多量子阱结构、蓝紫光发光二极管(light-emitting diode, LED)的电流噪声进行了测试,电流测试范围为0.1-180 mA.根据电流噪声的特点,结合LED中载流子之间的产生-复合机制,探讨了电流注入下LED中载流子的产生与复合机制和低频噪声产生的机理.结论表明,随着电流从0.1 mA逐渐增大到27 mA, LED中的电流噪声具有低频产生-复合(ge...
单分子偶极取向的有效操控对于提高单分子荧光收集效率及荧光共振能量转移等相关研究具有重要的意义.本文通过测量单分子荧光偏振特性的变化,研究了外部电场作用下极性单分子的偶极取向极化特性,实现了外电场对单分子偶极取向的有效操控.研究发现电场方向与单分子样品表面平行时,掺杂在聚甲基丙烯酸甲酯聚合物薄膜中的取向随机分布的极性单分子...
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