STM图像的理论模拟

本文简要综述了STM基本理论和模拟方法 ,着重介绍了我们的一些工作 ,构造团簇模型和采用第一性原理方法 (DV LDF) ,模拟出不同取向C60 和它吸附在金属和半导体表面的STM图像 ,理论模拟结果都反映出了STM实验图像的主要特征     

钒氧酞菁(VOPc)与钒酞菁(VPc)分子的扫描隧道显微镜图像模拟

利用第一性原理方法模拟了自由钒氧酞菁(VOPc)和钒酞菁(VPc)分子的扫描隧道显微镜(STM)图像,与实验观察结果相当符合.理论STM图像都显示出亚分子内结构,外围呈四叶状.其主要差异表现在VOPc分子中心处的钒氧离子在STM图像中为一空洞,而在VPc分子的STM图像中钒离子为突起的亮斑.通过分析VOPc和VPc分子的电子结构,对模拟结果给出自洽的理论解释.造成两者图像显著不同的物理原因是VPc分子在费米能级附近有明显含dz2成分的分子轨道,导致钒离子在STM图像中央为突起的亮斑.而在VOPc分子中dz2分态密度峰位由于氧原子的加入使之远离费米能级,使STM不能“看到”VOPc分子中钒氧离子. 关键词： 钒氧酞菁 钒酞菁 STM图像模拟 电子结构     

第一过渡金属酞菁分子的电子结构的第一性原理计算

对第一过渡金属酞菁化合物(Metal Phthalocyanine,MPc,M=Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni和Cu)的电子结构和基本物理化学性质进行了第一性原理计算.理论模拟出来的STM图像表现出亚分子结构,与已有的实验观察结果相当吻合,且跟金属原子的d电子组态明显有关.在小偏压条件下,第一过渡金属首尾端ScPc,NiPc和CuPc分子的中央金属离子在STM图像表现为空洞,其他所有金属酞菁分子的中央金属离子均为亮斑.同时还研究了ScPc和NiPc分子的STM图像与偏压的关系,当针尖偏压分别 关键词： STM图像模拟 金属酞菁 电子结构     

探秘Ir（111）表面的硅烯结构

Ir(111)表面制备的硅烯(STM图像，模拟的STM图像和弛豫原子模型)。该研究成果提供了一种新的制备高质量硅烯的方法，相关结果发表在Nano Letters，2013，13：685上。被Nature引用报道[Nature，2013，495：152]，指出该工作是制备硅烯的又一种途径，是目前国际上报道的制备硅烯的三种方法之一。Ir(111)表面制备的硅烯(STM图像，模拟的STM图像和弛豫原子模型)。该研究成果提供了一种新的制备高质量硅烯的方法，相关结果发表在Nano Letters，2013，13：685上。被Nature引用报道[Nature，2013，495：152]，指出该工作是制备硅烯的又一种途径，是目前国际上报道的制备硅烯的三种方法之一。     

金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO₂(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO₂(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在+2V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5—Ti原子,而不是2—O原子(桥式氧),在TiO₂(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果. 关键词： 功能材料 密态泛函理论 表面结构 STM像     

C60不同吸附取向的STM图象的理论模拟

采用离散变分局域密度泛涵(DV-LDF)方法,基于Tersoff-Hamann的扫描隧道显微镜(STM)理论,通过计算单个C₆₀五种不同吸附取向的电荷密度分布图来模拟其STM图象．计算结果表明,不同取向C₆₀的电荷密度分布图有各自的特征‘指纹’,其中模拟正偏压情形下C₆₀的最低未占据分子轨道(LUMO)分布图与其STM图象具有较好的可比性.与实验上已有的STM图象和文献中的理论计算结果比较,可以确定C₆₀在一些表面上的     

嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计

针对当前图像传输过程易出现信息丢失、耗时过长等问题,提出提出一种嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计方法。该设计方法基于STM32模式,通过STM43模式连接电源电路、接口电路、监控数据传输电路模块,到监控图像传输控制系统整体结构,将监控图像数据经IP网络与客户端相连实现监控图像传输,最后分别对监控信号处理模块和图像检测模块的算法进行优化。实验证明,所设计系统有效避免了图像传输中图像信息丢失现象,具有实践价值。     

金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO2(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO2(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在 2 V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5-Ti原子,而不是2-O原子(桥式氧),在TiO2(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果.     

同态滤波预处理在微粒场全息图图像处理中的应用

针对粒子场全息图像亮度不均匀产生的原因进行理论分析,采用同态滤波图像增强方法对微粒场全息图像亮度不均匀进行校正,消除了对图像处理中的二值化处理结果带来的影响,提高了原图像的象质,为进一步提取图像中的特征信息打下了良好的基础.通过计算机模拟分析和验证,证实了同态滤波图像增强方法是有效的预处理方法.     

高稳定电化学扫描隧道显微镜研制

展示了一台自制的电化学扫描隧道显微镜. 这台电化学STM具有很高的稳定性,它在XY平面和Z方向的漂移速率分别为每分钟67和55.6 pm/min. 另外,特殊设计的扫描管部件有效地避免了在高湿度的环境中大漏电电流的产生. 详细描述了这台电化学STM的机械结构.通过在硫酸铜溶液中测量STM图像证明这套系统的优异性能,得到了大范围干净有序的Au(111)表面和高分辨的高聚石墨原子图像.     

Sr/Si(100)表面TiSi2纳米岛的扫描隧道显微镜研究

为了解半导体衬底与氧化物之间存在的相互作用,以及量子尺寸效应对不同再构体的影响,制备了1—2个原子层厚的TiSi₂/Si(100)纳米岛,并使用扫描隧道显微镜(STM)表征手段详细地研究了TiSi₂ /Si(100)纳米岛的电子和几何特性. 结果发现:这些纳米岛表面显示出明显的金属性;其空态STM图像具有典型的偏压依赖性:在高偏压下STM 图像由三聚物形成的单胞构成,并在低偏压下STM 图像显示为密堆积的图案,这些不同的图案反映出不同能量位的态密度有明显差异. 关键词： 2纳米岛')" href="#">TiSi₂纳米岛 Sr/Si(100)表面 扫描隧道显微镜     

用于层析粒子图像测速的模拟粒子场成像

对层析粒子图像测速(PIV)技术中示踪粒子成像部分进行理论分析,并结合真实风洞的相应参数,通过搭建模拟粒子成像平台的方法来进行研究。设计了一套体积为80 mm×100 mm×100 mm的激光照明系统,以提供粒子场的入射光强。建立了示踪粒子的三维成像模型,从而得到层析PIV系统的模拟图像。分析了影响PIV系统成像质量的相关因素。在单像素粒子数为0.007 7的情况下,通过真实粒子图像和模拟粒子图像比较,验证了该方法的正确性。     

用激子动力学方法研究N吸附子扫描隧道显微镜系统图谱解释

应用激子动力学方法描述扫描隧道显微镜(STM)隧道中电子运动的动力学行为新方案,推导得到了N吸附子STM系统纯相干记忆函数与时间无关时隧道电流与探针空间位置之间的一般关系式,讨论了公式的应用范围,并作为应用,具体计算了Dimer模型STM系统AU(110)2×1和3×1再构表面STM图谱,其结果与实验及其它理论符合得很好.     

闪光照相中MeV级网栅的设计

 通过理论分析,确定了MeV级多孔网栅的设计目标、拟采用的照相布局及图像接收系统。在此基础上,通过蒙特卡罗模拟和理论分析,确定了网栅的主要参数,包括网栅厚度、孔径与孔间距和W薄片厚度,并研究了加工误差和非理想照相因素对网栅性能的影响,最后给出了原理样机的设计参数。针对原理样机开展了数值模拟,利用模拟图像进行了网栅图像修补与插值等图像预处理工作,初步验证了原理样机在实际应用中的可行性。     

基于STM32的车牌自动识别系统设计

介绍了一种基于STM32实现车牌识别系统,以STM32单片机作为控制器,控制OV7670图像传感器进行车牌图像信息获取,经过模式识别、二值化分析、识别车牌区域、字符定位、字符分割和字符识别,最后获取车牌字符,并在彩色液晶屏显示采集的图片和识别结果。设计结果证明该系统能把机动车车牌字符正确识别,且识别过程所用时间短,识别成功率高,具有一定的应用价值。     

确定性相位掩膜可压缩双透镜成像

压缩成像是压缩传感理论的一个重要应用领域.本文将确定性测量引入压缩成像,提出一种确定性相位掩膜可压缩双透镜成像方法.模拟实验结果表明,新的成像方法可以在显著地降低物理实现成本的同时,有效地捕获图像信息来重建原始图像.此方法改变了经典的模拟-数字转换的光学成像思路,减少模数转换开销,并有利于图像的传输和存储,可以为照相机的设计提供若干理论、计算和技术支撑.     

Na原子在Si(111)-(7×7)表面的吸附:从二维原子气到纳米团簇阵列

作者利用扫描隧道显微镜 (STM)详细研究了室温下Na原子在Si(111) (7× 7)表面的吸附 .对STM图像及功函数变化的分析表明 ,当Na原子覆盖度小于临界覆盖度 (0 .0 8ML)时 ,Na原子具有类气态的性质并可以在一个吸附能阱中快速移动 .从STM图像可看出这种移动导致的对比度调制 .在临界覆盖度以上 ,Na原子自组装形成团簇阵列 .第一原理模拟计算的结果与作者的实验结论很好吻合 .     

反射层析激光雷达小系统成像模拟

对反射层析激光雷达近场小系统成像进行了理论分析与模拟验证,当目标处于瑞利-索末菲衍射区域,到达目标的波前属于球面波衍射。根据奈奎斯特定律对球面波反射层析图像重建所需角度采样数,单投影采样点数约束条件进行了推导。引入了折线的方法,用于避免平方开方的距离运算,缩短图像重建时间。数值模拟表明此方法可以在降低计算量的前提下实现图像重建,随着探测距离的拉长,折线重建图像与参考图像相似度越来越高。     

基于非对称密码系统的彩色图像加密技术

为了实现对彩色图像的加密,提出一种基于傅里叶变换和非对称密钥加密系统的加密方法。把彩色图像分成三基色分量:红,绿,蓝。然后对这3帧灰度图像的傅里叶频谱进行截取,合成一个目标图像,该目标图像包含了原始彩色图像的大部分信息。对此目标图像的幅度和相位分别用非对称密钥加密系统加密,即实现了彩色图像的加密。 给出了理论分析和计算机模拟结果,实验结果证实了该方法的可行性。     

基于谱段关联的近红外图像模拟方法

提出一种基于谱段关联的近红外图像模拟方法,分析遥感图像成像链路模型,以及卫星载荷传感器可见光多光谱谱段和全色谱段的关联性,计算得到了谱段关联系数,并基于谱段的关联系数生成模拟近红外图像.为了提高近红外模拟图像生成的速度,利用基于GPU的SIFT算法对全色图像与多光谱图像进行匹配.采用所提方法利用吉林一号光学A星的数据,生成模拟近红外图像,单景图像计算时间优于3s,该方法对合成真彩色图像和去云去雾均有较好的效果.