检索结果-内蒙古大学图书馆

原子与分子物理学报 2014年第5期31卷 826-832页

作者：顾芳陈云云李敏张加宏南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，在局域密度近似（LDA ）下研究了厚度为0.626～2.711nm （100）面BaHfO3薄膜的电子结构、光学和弹性性质．电子结构和光学性质计算结果表明：以BaO为表面层原子的BaHfO3纳米薄膜均为直接带隙半... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，在局域密度近似（LDA ）下研究了厚度为0.626～2.711nm （100）面BaHfO3薄膜的电子结构、光学和弹性性质．电子结构和光学性质计算结果表明：以BaO为表面层原子的BaHfO3纳米薄膜均为直接带隙半导体材料，带隙随薄膜厚度减小而逐渐减小，表现出明显的量子尺寸效应，此时薄膜的光学吸收边发生红移，吸收带出现窄化现象．以 HfO2作为表面层原子的BaHfO3薄膜则属于间接带隙半导体材料，且带隙随薄膜厚度减小而微弱增加，弹性性质计算结果表明：体弹模量、剪切模量和杨氏模量等表征材料硬度的力学参数均随BaHfO3纳米薄膜厚度减小而显著减小，呈现尺寸效应．电荷密度分布分析揭示了薄膜厚度改变了BaHfO3纳米薄膜的价键特性，这是材料硬度改变的内在原因。该研究结果为BaHfO3纳米薄膜材料的设计与应用提供了理论依据。

关键词： BaHfO3 纳米薄膜第一性原理电子结构光学性质弹性性质

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BaHf0．5Ti0．5O3电子结构与光学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2012年第6期29卷 1097-1102页

作者：张加宏刘清惓顾芳李敏南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法研究了BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3的电子结构和光学性质.计算结果表明,BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3是一种间接带隙半导体材料,其导带底主要由Ba、Hf和Ti的d态电子构成,价带顶则主要... 详细信息

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法研究了BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3的电子结构和光学性质.计算结果表明,BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3是一种间接带隙半导体材料,其导带底主要由Ba、Hf和Ti的d态电子构成,价带顶则主要由O的p态、Hf和Ti的d态电子构成;理论计算的介电函数最高峰的峰位与实验结果吻合较好,相对误差小于4%;吸收系数最大峰值为2.43×10~5cm^(-1),且吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.01,能量损失峰出现在13.24 eV处.研究结果为BaHf_(0.5)Ti_(0.5)O_3光电材料设计与应用提供了理论依据.

关键词： BaHf0 5Ti0 5O3 第一性原理电子结构光学性质

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高压下BaHfO_3电子结构与光学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2012年第5期29卷 933-940页

作者：顾芳王俊锋陈云云刘清惓张加宏南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

从第一性原理出发,在局域密度近似下,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势计算方法系统地研究了高压对BaHfO_3电子结构与光学性质的影响.能带结构分析表明;无压强和施加正压强作用时,BaHfO_3为直接带隙绝缘体,而施加负压强时,BaHfO_3... 详细信息

从第一性原理出发,在局域密度近似下,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势计算方法系统地研究了高压对BaHfO_3电子结构与光学性质的影响.能带结构分析表明;无压强和施加正压强作用时,BaHfO_3为直接带隙绝缘体,而施加负压强时,BaHfO_3则转变为间接带隙半导体;BaHfO_3的带隙随压强增加而减小,且具有明显的非线性关系.对光学性质的分析发现:施加正压强后,光学吸收带边产生蓝移;负压强作用时介电函数虚部尖峰减少,光学吸收带边产生红移;施加压强后BaHfO_3的静态介电常数和静态折射率均增大.上述研究表明施加高压有效调制了BaHfO_3的电子结构和光学性质,计算结果为BaHfO_3光电材料的设计与应用提供了理论依据.

关键词： BaHfO3 第一性原理压强电子结构光学性质

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双颗粒凝聚气溶胶的吸湿增长模型及散射特性

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光学学报 2021年第3期41卷 1-8页

作者：顾芳张加宏陈云云赵佳佳崔芬萍李敏赵静南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

基于单颗粒气溶胶吸湿增长模型,分别建立了亲水性和亲疏水性双颗粒凝聚气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了不同相对湿度时两种凝聚粒子的散射特性。结果表明:在40%~90%湿度范围内,亲水性双颗粒凝聚气溶胶[以氯化钠(Na... 详细信息

基于单颗粒气溶胶吸湿增长模型,分别建立了亲水性和亲疏水性双颗粒凝聚气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了不同相对湿度时两种凝聚粒子的散射特性。结果表明:在40%~90%湿度范围内,亲水性双颗粒凝聚气溶胶[以氯化钠(NaCl)-硝酸钠(NaNO3)颗粒为例]的散射系数存在两次跃变,而散射系数跃变的位置和增幅与NaCl-NaNO3颗粒的体积比密切相关;二次潮解后,不同体积比的亲水性凝聚粒子的散射系数随相对湿度的增加均呈现出指数增长趋势,且NaNO3的体积分数越大,散射系数增长幅度越大。对于不同体积比的亲疏水性双颗粒凝聚粒子(以NaCl-烟尘颗粒为例),散射系数随相对湿度的增加均呈现指数增长,NaCl的体积比越大,散射系数增长越快,而潮解后亲疏水性粒子的相对位置关系对凝聚粒子散射系数的影响较小。上述结果可为进一步研究多颗粒凝聚气溶胶的吸湿散射特性提供可靠的理论基础。

关键词：大气光学光散射双颗粒凝聚气溶胶离散偶极子近似法吸湿性散射系数

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单颗粒气溶胶的吸湿增长模型及散射特性研究

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光学学报 2020年第5期40卷 9-16页

作者：赵佳佳顾芳张加宏崔芬萍南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044

为研究亲水性和疏水性气溶胶的吸湿性差异引起的散射特性差异,基于热力学原理和表面吸附理论分别建立了两类气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了相对湿度为40%~90%范围内两类气溶胶的散射性质。结果表明:亲水性粒子(以... 详细信息

为研究亲水性和疏水性气溶胶的吸湿性差异引起的散射特性差异,基于热力学原理和表面吸附理论分别建立了两类气溶胶的吸湿增长模型,并利用离散偶极子近似方法计算了相对湿度为40%~90%范围内两类气溶胶的散射性质。结果表明:亲水性粒子(以4种典型的无机盐为例)达到潮解点时,粒径随相对湿度的增大呈指数增长;而疏水性粒子(以烟尘为例)的粒径随着相对湿度的增加呈现非线性缓慢增长,该结果与实验测量值基本吻合。利用上述吸湿增长模型及实测的折射率-湿度增长规律,计算分析了在粒径为0.1~1.0μm的范围内,相对湿度与气溶胶粒子散射增长因子的关系。研究发现,潮解后亲水性粒子散射增长因子呈指数增长,相对湿度为90%时,其值增大了几十倍,且氯化钠无机盐的散射因子增长曲线与实验结果吻合较好;而疏水性粒子的散射增长因子最大增至1.07,远小于亲水性粒子的数值。上述结果为气溶胶气候效应的评估、气溶胶浓度和大气能见度的精确测量提供了一定的理论支持。

关键词：大气光学光散射气溶胶吸湿增长离散偶极子近似法散射增长因子

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新型扁锥腔红外CO_2气体传感器系统研究

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传感技术学报 2018年第12期31卷 1797-1804页

作者：黄亚磊顾芳李敏孙亚飞何鹏翔张加宏南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

为提高红外CO_2气体传感器测量精度,本文利用非分光红外探测技术设计了以白炽灯红外光源、双通道热电堆红外探测器和扁锥腔体为主要元件构成的新型红外CO_2气体传感器。采用Zemax光路仿真分析,研究了新型扁锥腔CO_2气体传感器探测面光... 详细信息

为提高红外CO_2气体传感器测量精度,本文利用非分光红外探测技术设计了以白炽灯红外光源、双通道热电堆红外探测器和扁锥腔体为主要元件构成的新型红外CO_2气体传感器。采用Zemax光路仿真分析,研究了新型扁锥腔CO_2气体传感器探测面光强分布,并结合ANSYS FLUENT软件对扁锥型气室进行结构优化。以STM32单片机为核心,实现了光源电调制,采用ICL7650放大处理探测器的电信号,再由STM32控制ADC进行信号采集,提高了测量系统的抗干扰能力。在此基础上开展了标定和测试实验,结果表明:在25℃环境中,传感器能够准确检测出0～2 000×10-6量程范围内的CO_2气体浓度,具有较好的重复性和长期稳定性。3组实验平均相对误差最大为5.2%,重复性误差最大为5.5%,稳定度为2.3%。该研究对红外CO_2气体传感器结构优化和测量精度的提高具有参考意义。

关键词：红外CO2气体传感器扁锥腔体 STM32单片机重复性长期稳定性

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外混合气溶胶吸湿性对其平均消光系数的影响

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科学技术与工程 2018年第27期18卷 1-6页

作者：顾芳黄亚磊崔芬萍赵佳佳张加宏沈雷南京信息工程大学物理与光电工程学院电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044

基于Mie散射理论与气溶胶颗粒粒径及折射率的湿度增长模型,以两种典型吸湿性气溶胶外混合组成的颗粒系为研究对象,计算分析了气溶胶平均消光系数对环境相对湿度的依赖关系。计算结果表明:在可见光与近红外波段,当相对湿度在60%~95%的范... 详细信息

基于Mie散射理论与气溶胶颗粒粒径及折射率的湿度增长模型,以两种典型吸湿性气溶胶外混合组成的颗粒系为研究对象,计算分析了气溶胶平均消光系数对环境相对湿度的依赖关系。计算结果表明:在可见光与近红外波段,当相对湿度在60%~95%的范围内逐渐增大时,气溶胶颗粒物吸湿增长,使其粒度分布逐渐增宽,等效折射率逐渐减小,造成气溶胶的平均消光系数呈指数规律增长。进一步计算发现,当外混合气溶胶来源一定时,窄分布成分的气溶胶含量越高,或者某一成分的气溶胶粒度分布越窄时,随环境湿度的增大,外混合气溶胶平均消光系数的增长越快。上述方法也适用于预测复杂成分的外混合气溶胶平均消光系数与相对湿度的变化关系,从而为实际大气气溶胶光学性质和大气环境质量的研究提供理论依据。

关键词：气溶胶平均消光系数相对湿度粒度分布

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Ba_(0.5)Ca_(0.5)ZrO_3电子结构和光学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2013年第2期30卷 275-280页

作者：杨丽娟顾芳张加宏刘清惓崔磊王帆宿迁学院基础部宿迁223800 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

从第一性原理出发,利用密度泛函理论体系下的广义梯度近似,研究了Ba0.5Ca0.5ZrO3的电子结构和光学性质.计算得到该晶体的晶格常数为4.1823,且此材料是一种间隙的半导体材料,价带和导带都来源于Ba原子、Ca原子、Zr原子的d态和O原子的p... 详细信息

从第一性原理出发,利用密度泛函理论体系下的广义梯度近似,研究了Ba0.5Ca0.5ZrO3的电子结构和光学性质.计算得到该晶体的晶格常数为4.1823,且此材料是一种间隙的半导体材料,价带和导带都来源于Ba原子、Ca原子、Zr原子的d态和O原子的p态电子间的杂化.吸收系数为105 cm-1量级,且吸收主要集中在低能区.静态折射率为1.79,能量损失峰出现在10.8eV处.该研究结果为Ba0.5Ca0.5ZrO3光电材料的设计和应用提供了理论依据.

关键词： Ba0 5Ca0 5ZrO3 第一性原理电子结构光学性质

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气体吸附对硅锗异质结纳米线电子结构与光学性质的影响

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原子与分子物理学报 2024年第4期41卷 63-70页

作者：顾芳陆春玲刘清惓张加宏朱涵南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO_(2)和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同... 详细信息

基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),采用第一性原理方法探讨了沿[112]晶向的硅锗异质结纳米线作为气体传感器检测CO,CO_(2)和Cl2的能力,着重计算了其吸附气体分子前后的吸附能、能带结构与光学性质.几何结构优化计算表明:不同硅锗组分的[112]晶向的硅锗纳米线对CO,CO_(2)和Cl_(2)分子的吸附能的绝对值在0.001 eV至1.36 eV之间,其中Si_(24)Ge_(36)H_(32)对CO_(2)气体的吸附能最大,气敏性能最好.能带结构计算表明:吸附CO和CO_(2)分子的[112]晶向硅锗纳米线能带的简并度明显减小,带隙变化较小;而吸附Cl2分子后的价带顶与导带底之间产生了杂质能级使其带隙减小.光学性质计算表明:Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线吸附CO, CO_(2)和Cl_(2)分子后的光学性质差异明显,主要体现在吸收谱的范围及吸收峰的峰值上,上述研究结果为[112]晶向Si_(24)Ge_(36)H_(32)纳米线可作为气体传感器敏感材料提供了一定的理论依据.

关键词：硅锗异质结纳米线气体吸附电子结构光学性质

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基于阵列测量与数据融合的高精度硅压阻式气压变送器的研制

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传感技术学报 2016年第6期29卷 826-833页

作者：张加宏杨敏顾芳李敏葛益娴张月香沈雷包志伟南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心南京210044 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044

气压是评价大气环境变化的关键性参数。为提高传统硅压阻式气压测量系统的精度,研究并实现了一种基于MEMS气压传感器阵列式测量和粒子群优化（PSO）反向传播（BP）神经网络数据融合处理的高精度数字气压变送器,给出了相应的硬件结构和... 详细信息

气压是评价大气环境变化的关键性参数。为提高传统硅压阻式气压测量系统的精度,研究并实现了一种基于MEMS气压传感器阵列式测量和粒子群优化（PSO）反向传播（BP）神经网络数据融合处理的高精度数字气压变送器,给出了相应的硬件结构和软件设计,并通过STM32平台对μC/OS-Ⅱ与μC/GUI进行了整合移植和显示优化。结合实验测量数据,从非线性误差、迟滞误差、重复性误差及其整体精度等方面对PSO-BP神经网络算法在硅压阻式气压测量系统中应用的性能进行了研究与分析。研究结果表明,在-20℃-60℃的温度范围内,本文研制的低成本嵌入式硅压阻气压变送器的整体测量精度约为±0.095%FS,基本满足大气探测应用的要求。

关键词：气压变送器高精度阵列测量粒子群优化算法反向传播神经网络 μC/OS-Ⅱ与μC/GUI

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