检索结果-内蒙古大学图书馆

层状氮化物BaMN_(2)(M=Ti,Zr,Hf)各向异性物理性质的第一性原理研究

物理学报 2025年第7期74卷 299-310页

作者：虞健祥梁华琳杨轶钧明星桂林理工大学材料科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学物理与电子信息工程学院桂林541004

三元层状氮化物因其独特的电学、光学和光电性质而受到广泛关注,有希望用于制造低成本、高效率的光电材料、太阳能电池材料和光催化剂.三元层状氮化物BaZrN_(2)和BaHfN_(2)已经被固态实验合成,但其光学性质和电输运性质尚未被系统地研究... 详细信息

三元层状氮化物因其独特的电学、光学和光电性质而受到广泛关注,有希望用于制造低成本、高效率的光电材料、太阳能电池材料和光催化剂.三元层状氮化物BaZrN_(2)和BaHfN_(2)已经被固态实验合成,但其光学性质和电输运性质尚未被系统地研究.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算系统地研究了BaMN_(2)(M=Ti,Zr,Hf)氮化物的力学、电子、光吸收、载流子传输和介电响应性质.由于BaMN_(2)氮化物由准二维[MN_(2)]^(2-)板层排列组成独特的层状晶体结构,且板层内的电子云重叠较多形成强共价键,板层之间的成键作用较弱,使得其物理性质表现出显著的各向异性.首先,BaMN_(2)的体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比等力学性质表现出各向异性,具有较低的模量、较高的泊松比和Pugh模量比,表明其具有良好的塑性.此外,BaMN_(2)具有处于可见光能量范围内的间接带隙值(1.75—2.25 eV),适宜用于太阳能电池吸收层,且带边位置满足水分解光催化剂的要求.由于其载流子在不同方向上的有效质量存在巨大差异,使得它们还具有超高各向异性的载流子迁移率(10~3 cm~2/(s·V)数量级)和较低的激子结合能.同时,沿平面内方向和面外方向的原子排列和成键作用存在显著差异,导致在低能量区域沿平面内具有非常强的光吸收能力和较高的各向异性可见光吸收系数(10~5 cm^(-1)数量级);而在较高的能量区域中,电子从占据态到非占据态的跃迁概率增大,导致对光的吸收情况变得更复杂,各向异性相对减弱.此外,特殊的层状结构沿垂直于板层的方向具有较低极化率和较高振动频率,使得BaMN_(2)有较高的介电常数.这些优异的各向异性的力学、光电和输运性质使得BaMN_(2)层状氮化物可以作为光电子、光伏和光催化领域有前景的半导体材料.

关键词：氮化物载流子迁移率各向异性第一性原理研究

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基于锁频石英增强光声光谱技术的皮肤二氧化碳代谢体积分数实时检测

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光学学报 2025年第4期45卷 200-210页

作者：章艺欣吴华坤吴琼刘雯邵杰浙江师范大学物理与电子信息工程学院浙江师范大学浙江光电子研究院

无创检测是医疗领域的重要研究方向，其中通过检测人体排出气体来进行疾病诊断的方式在近年来被广泛研究。皮肤二氧化碳（CO2）作为新陈代谢的主要产物，可以反映人体代谢水平以及皮肤角质的屏障功能和完整性。采用一次谐波锁频技术结... 详细信息

无创检测是医疗领域的重要研究方向，其中通过检测人体排出气体来进行疾病诊断的方式在近年来被广泛研究。皮肤二氧化碳（CO2）作为新陈代谢的主要产物，可以反映人体代谢水平以及皮肤角质的屏障功能和完整性。采用一次谐波锁频技术结合石英增强光声光谱技术，对人体皮肤代谢的CO2进行实时检测。将2004 nm的分布式反馈（DFB）激光器输出激光一分为二，以样品吸收池解调所得的一次谐波信号作为自制模拟比例-积分-微分（PID）控制电路的输入信号，将激光器输出波长锁定在CO2气体分子4991.26 cm-1的吸收线上，以石英音叉解调所得的二次谐波信号作为检测腔内CO2的响应信号。锁频系统的检测速度是传统非锁频波长扫描系统的12.5倍，以2.5 Hz的速度对检测腔内CO2的响应信号进行采集，能够实时地响应皮肤CO2代谢的变化过程，且探测极限并未受到影响。经测试，系统的检测线性度达到了0.998，最低探测极限达到了2.04×10-6，并用于人体不同位置皮肤CO2排出检测，验证了系统的可行性与一致性。该研究为非侵入式医疗诊断提供了一种方便快捷的检测方法。

关键词：光谱学激光吸收光谱技术石英增强光声光谱技术一次谐波锁频皮肤二氧化碳体积分数检测

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BP神经网络跟踪微分器在磁浮列车悬浮控制中的应用

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交通运输工程学报 2025年第1期25卷 94-106页

作者：张和洪张文进陈建林泽如陈光垕毛彬龙志强福州大学计算机与大数据学院福建福州350108 福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 福建省民益建设工程有限公司福建福州350803 海曜建工集团有限公司福建三明365499 国防科技大学智能科学学院湖南长沙410073

为提升磁浮列车悬浮运行的安全性和稳定性,以列车悬浮控制系统为研究对象,研究了基于BP神经网络(BP-NN)实时自适应调节跟踪微分器(TD)参数的问题;为避免TD算法中非线性复杂运算,以二阶最速时间系统和状态反步法构造具备线性特征的最速... 详细信息

为提升磁浮列车悬浮运行的安全性和稳定性,以列车悬浮控制系统为研究对象,研究了基于BP神经网络(BP-NN)实时自适应调节跟踪微分器(TD)参数的问题;为避免TD算法中非线性复杂运算,以二阶最速时间系统和状态反步法构造具备线性特征的最速控制综合函数,提出了一种离散形式的最速跟踪微分器(FST-TD),并对其进行严格的频域及收敛性分析;针对FST-TD应对不规则输入信号时参数调节不及时的问题,引入BP-NN自学习能力与自适应不确定系统的动态特性,提出基于BP-NN参数自适应调节的最速跟踪微分器(BP-FST-TD)算法,其中BP-NN通过反向传播算法在线更新权值实现参数自适应调节,FST-TD根据自适应参数对复杂、多工况下的输入信号实时的跟踪滤波;为验证算法的有效性和实用性,以磁浮列车悬浮控制系统中的含随机噪声间隙信号为研究对象,对BP-FST-TD的实时跟踪滤波能力进行了研究。研究结果表明:FST-TD具有较好的滤波与微分提取能力,收敛性分析表明其具有无颤振、无超调的特点,且算法表达式中不含复杂的非线性运算,形式相对简单;FST-TD在多种输入信号的跟踪过程中均能够保持良好的光滑度与相位品质;与传统的TD算法相比,BP-FST-TD在工况1、2的间隙信号平均绝对误差分别降低了32.6%、61.8%,时间乘绝对误差积分分别降低了51.8%、70.2%,证明了BP-FST-TD良好的跟踪滤波性能,能够有效抑制磁浮列车间隙传感器在不同运行工况下的随机噪声。可见,基于BP-FST-TD的悬浮控制系统能够有效控制列车稳定悬浮运行,研究结果为其他工程领域的跟踪微分器控制参数优化提供了新的思路和方法。

关键词：磁浮列车悬浮控制系统智能控制跟踪微分器 BP神经网络跟踪滤波

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基于狄拉克半金属纳米线的太赫兹可调七波段完美吸收器的模拟仿真

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物理学报 2025年第3期74卷 108-117页

作者：卢文强易颖婷宋前举周自刚易有根曾庆栋易早西南科技大学数理学院绵阳621010 中南大学物理学院长沙410083 湖北工程学院物理与电子信息工程学院孝感432000 吉首大学化学化工学院吉首416000

设计了一种高灵敏度、高品质因子、高品质因数、高频探测、双固定功能的太赫兹可调完美吸收器.该吸收器可实现4—14.5 THz范围内7个波段的完美吸收.在进行结构设计时将线阵结构的参数与周期进行了关联.通过计算吸收器的相对阻抗来对器... 详细信息

设计了一种高灵敏度、高品质因子、高品质因数、高频探测、双固定功能的太赫兹可调完美吸收器.该吸收器可实现4—14.5 THz范围内7个波段的完美吸收.在进行结构设计时将线阵结构的参数与周期进行了关联.通过计算吸收器的相对阻抗来对器件宏观层面的电磁进行解释,并通过分析共振频率点的表面电场和磁场分布,来分析该器件的物理机制.计算了7个共振频点的品质因子Q,其中最大Q值为219.41.通过改变外部折射率,该吸收器的灵敏度和品质因数值最大可达5421.43 GHz/RIU和35.204 RIU-1.通过讨论关键参数对器件的影响,得出该器件可实现双固定性能的选择、七波段吸收以及全波段反射.通过改变狄拉克半金属的费米能级,证明该吸收器具有良好的动态调节能力.通过改变外部电磁波的入射角发现该器件在中低频段具有良好的稳定性,但在高频段受外部入射角影响较大.本文所提出的吸收器在成像、探测、检测等领域具有巨大的应用潜力,相关工作对光电器件的设计提供了思路.

关键词：超材料太赫兹狄拉克半金属电磁多频吸收 Fano谐振可调

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基于N-苯基马来酰亚胺改性的量子点光刻胶制备色转换像素化薄膜

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发光学报 2025年第3期46卷 536-544页

作者：蒋博瑞宋博翔陈恩果罗家俊唐江华中科技大学武汉光电国家研究中心湖北武汉430074 福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 中国福建光电信息科学与技术创新实验室(闽都创新实验室) 福建福州350108

光刻法是一种制备微型发光二极管(Micro-LED)像素化色转换薄膜的可靠方案,但存在量子点与光刻胶兼容性的难题。本文开发了一种通过N-苯基马来酰亚胺(NPMI)侧链改性的丙烯酸树脂制备兼容量子点的光刻胶,侧链基团上C==O键能与量子点形成... 详细信息

光刻法是一种制备微型发光二极管(Micro-LED)像素化色转换薄膜的可靠方案,但存在量子点与光刻胶兼容性的难题。本文开发了一种通过N-苯基马来酰亚胺(NPMI)侧链改性的丙烯酸树脂制备兼容量子点的光刻胶,侧链基团上C==O键能与量子点形成配位键从而钝化表面缺陷,并提高量子点分散性,使光刻胶溶液的量子产率(PLQY)达到76.1%(红色)和43.4%(绿色)。最终制备色转换薄膜时钝化效果仍然存在,绿色和红色的PLQY分别达到了66.4%和36.4%,像素化图形最小尺寸可实现10μm×10μm的矩形阵列。本研究中的树脂侧链改性方法为开发兼容量子点的光刻胶提供了指导,为Micro-LED全彩化的商业化应用提供了一种简便且可行的解决方案。

关键词：量子点光刻胶色转换树脂改性像素化

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图信号处理综述

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物联网技术 2025年第5期15卷 111-113页

作者：邱凯乐福州大学物理与信息工程学院福建福州350100

在面对海量、高维且不规则的数据时,传统的信号处理方法已无法满足此类数据的处理需求。而图信号处理技术作为一种新兴的信号处理技术,在处理复杂数据方面有着巨大的潜力。以交通网络为例,其可以将交通枢纽视为图的顶点,而交通枢纽间的... 详细信息

在面对海量、高维且不规则的数据时,传统的信号处理方法已无法满足此类数据的处理需求。而图信号处理技术作为一种新兴的信号处理技术,在处理复杂数据方面有着巨大的潜力。以交通网络为例,其可以将交通枢纽视为图的顶点,而交通枢纽间的连接可视为图的边。相较于传统的信号处理方法,经过优化后的图信号处理技术具备更高的计算效率。基于此,对图信号处理所面临的挑战进行了介绍,并对图信号处理的理论基础,如图上傅里叶变换、图卷积等理论进行了概述。在此基础上,介绍了图信号处理在各方面的应用,并总结了其相较于一般信号处理方法的独特优势,进一步凸显其在处理复杂数据上的不可替代性。

关键词：图信号处理图卷积神经网络拉普拉斯矩阵图傅里叶变换生物网络分析三维点云处理

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全要素融合的研究生产学研协同培养机制构建研究

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中国高校科技 2025年第2期 93-96页

作者：杨晓丹柯颖莹郑志刚魏金明卢孝强李福山福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

在我国统筹实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,以及一体推进教育发展、科技创新、人才培养政策的引领与驱动下,高校、企业与科研院所之间的协同育人机制已经从最初的倡议和试点阶段,逐渐迈向了落地实施和深入发展时期... 详细信息

在我国统筹实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略,以及一体推进教育发展、科技创新、人才培养政策的引领与驱动下,高校、企业与科研院所之间的协同育人机制已经从最初的倡议和试点阶段,逐渐迈向了落地实施和深入发展时期。科教融合与产教融合协同育人模式将得到进一步的深化,主要体现在培养主体的多元化、培养层次的提升、培养机制的优化以及培养方式的创新与升级等多个方面。以福州大学物理与信息工程学院为例,针对电子信息领域国家技术和人才战略需求,探索重点高校、头部企业和科研机构通过设立定制化专班、共建科研平台、面向头部企业定向就业、共同举办学术交流论坛、共建导师团队、共同评价培养质量等方式实施研究生培养,打造全要素融合研究生培养新范式,着力实现创新型高层次人才自主培养。

关键词：科教融合产教融合研究生培养校企联合专班

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一种同轴共线多频段高增益5G全向天线设计

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信息技术与信息化 2025年第4期 111-114页

作者：魏诚实袁家德福州大学物理与信息工程学院福建福州350116

为应对5G移动通信系统对多频段、高增益全向天线的迫切需求,针对传统全向天线在覆盖Sub-6 GHz多频段时存在的带宽受限、增益不足及辐射不圆度较高等问题,文章设计了一种同轴共线多频段高增益5G全向天线。该天线由印制在FR4介质基板上的... 详细信息

为应对5G移动通信系统对多频段、高增益全向天线的迫切需求,针对传统全向天线在覆盖Sub-6 GHz多频段时存在的带宽受限、增益不足及辐射不圆度较高等问题,文章设计了一种同轴共线多频段高增益5G全向天线。该天线由印制在FR4介质基板上的两副交叉正交放置的同轴共线偶极子阵列组成,每副同轴共线偶极子阵列由两个偶极子天线单元组成。偶极子天线单元的两端带有"T"形结构,通过短路探针将介质基板上下层的偶极子臂与"T"形结构短路相连,使得天线阵列交错排列,形成同轴共线的结构。天线总尺寸为250 mm×38.2 mm×38.2 mm,实测结果表明:|S11|≤-10 dB的阻抗带宽分别为2.43~2.68 GHz、3.36~3.61 GHz、4.13~4.43 GHz和4.80~5.10 GHz,覆盖了常用Sub-6 GHz下5G通信频段。天线峰值增益大于7 dBi;各频段天线不圆度均低于2.5 dB。该天线具有多频段、高增益、全向性好等优点,适合应用于5G移动通信场景中。

关键词：同轴共线全向天线高增益偶极子天线多频段

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基于链路状态的OpenWRT多路并行传输系统的设计

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物联网技术 2025年第1期15卷 72-76,79页

作者：宋道斌陈锋余超群福州大学物理与信息工程学院福建福州350000

针对传统的单一链路传输无法满足流媒体业务高带宽、低延时需求的问题,基于流媒体传输协议SRT在OpenWRT系统上实现了多路并行传输,并提出了一种基于链路状态的数据分流算法。该算法根据服务器端反馈的链路信息确定链路的状态,按照每条... 详细信息

针对传统的单一链路传输无法满足流媒体业务高带宽、低延时需求的问题,基于流媒体传输协议SRT在OpenWRT系统上实现了多路并行传输,并提出了一种基于链路状态的数据分流算法。该算法根据服务器端反馈的链路信息确定链路的状态,按照每条链路的状态分配相应的传输任务量,并且在服务端实现分流合并,可以有效降低数据包的端到端时延,并提高系统传输的稳定性。实验结果表明:采用该多路并行传输系统进行传输时,数据包的端到端时延比单一链路更加稳定并且平均时延降低50%左右,系统的吞吐量也明显提高,能够较好地保证负载均衡,并且在OpenWRT系统下实现了更有利于实际业务的部署。

关键词：多路并行传输数据调度链路状态分流合并 SRT协议 OpenWRT系统

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基于相似日的多模型融合短期电力负荷预测

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电脑与信息技术 2025年第1期33卷 6-9,54页

作者：杨丹陈俊福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

短期电力负荷预测的准确性对电力系统的运营和规划至关重要。提出一种基于相似日的多模型融合方法(Similarity-based Multi-Model Fusion Method,SMFM)。首先,利用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis,GRA)和平均基准负荷日选取相... 详细信息

短期电力负荷预测的准确性对电力系统的运营和规划至关重要。提出一种基于相似日的多模型融合方法(Similarity-based Multi-Model Fusion Method,SMFM)。首先,利用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis,GRA)和平均基准负荷日选取相似日。其次,采用Stacking算法进行两阶段预测。第一阶段,采用极端梯度提升模型(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)、轻量级梯度提升机(Light Gradient Boosting Machine,LightGBM)以及卷积神经网络与双向长短期记忆(Convolutional Neural Network combined with Bidirectional Long Short-Term Memory,CNN-BiLSTM)网络融合模型。第二阶段,采用了多层感知器(Multilayer Perceptron,MLP)模型,以进一步提高预测的准确性。实验结果表明,所提出的方法在均方误差(Mean Squared Error,MSE)、均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)和平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)方面,较其他负荷预测模型有所提升。

关键词：平均基准负荷日相似日 Stacking算法

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