Hexagonal boron phosphide and boron arsenide van der Waals heterostructure as high-efficiency solar cell

The rapid development of two-dimensional (2D) materials offers new opportunities for 2D ultra-thin excitonic solar cells (XSCs). The construction of van der Waals heterostructure (vdWH) is a recognised and effective method of integrating the properties of single-layer 2D materials, creating particularly superior performance. Here, the prospects of h-BP/h-BAs vdW heterostructures in 2D excitonic solar cells are assessed. We systematically investigate the electronic properties and optical properties of heterogeneous structures by using the density functional theory (DFT) and first-principles calculations. The results indicate that the heterogeneous structure has good optoelectronic properties, such as a suitable direct bandgap and excellent optical absorption properties. The calculation of the phonon spectrum also confirms the well-defined kinetic stability of the heterstructure. We design the heterogeneous structure as a model for solar cells, and calculate its solar cell power conversion efficiency which reaches up to 16.51% and is higher than the highest efficiency reported in organic solar cells (11.7%). Our work illustrates the potential of h-BP/h-BAs heterostructure as a candidate for high-efficiency 2D excitonic solar cells.     

一种基于组合不确定型OWA算子的区间数群决策方法

在群决策中,由于决策环境的不确定性,决策者给出区间效信息.基于区间数可能度矩阵公式和互补判断矩阵的排序公式,提出了一种组合不确定型OWA算子,它是不确定型OWA算子的推广.该算子能集结群决策中区间数信息,文中给出了其在应用的具体步骤,最后实例分析说明了该方法的有效性和可行性.     

Electronic and optical properties of 3N-doped graphdiyne/MoS2 heterostructures tuned by biaxial strain and external electric field

The construction of van der Waals (vdW) heterostructures by stacking different two-dimensional layered materials have been recognised as an effective strategy to obtain the desired properties. The 3N-doped graphdiyne (N-GY) has been successfully synthesized in the laboratory. It could be assembled into a supercapacitor and can be used for tensile energy storage. However, the flat band and wide forbidden bands could hinder its application of N-GY layer in optoelectronic and nanoelectronic devices. In order to extend the application of N-GY layer in electronic devices, MoS₂ was selected to construct an N-GY/MoS₂ heterostructure due to its good electronic and optical properties. The N-GY/MoS₂ heterostructure has an optical absorption range from the visible to ultraviolet with a absorption coefficient of 10⁵ cm^-1. The N-GY/MoS₂ heterostructure exhibits a type-Ⅱ band alignment allows the electron-hole to be located on N-GY and MoS₂ respectively, which can further reduce the electron-hole complexation to increase exciton lifetime. The power conversion efficiency of N-GY/MoS₂ heterostructure is up to 17.77%, indicating it is a promising candidate material for solar cells. In addition, the external electric field and biaxial strain could effectively tune the electronic structure. Our results provide a theoretical support for the design and application of N-GY/MoS₂ vdW heterostructures in semiconductor sensors and photovoltaic devices.     

气流作用下气道组织变形的流固耦合研究

悬雍垂腭咽成形术(UPPP)是一种治疗阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的常规外科手术,然而由于手术作用机制仍不清楚,手术成功率较低.现有的研究大多忽略了患者上气道的具体形态以及呼吸作用下气道软组织的弹性变形,不足以有效指导手术治疗.文章基于OSA患者在术前、术后的CT扫描图像,构建了精确的三维上气道模型,通过双向流固耦合(FSI)计算,模拟研究了呼吸作用下上气道软组织的弹性变形和气道内气流流动情况.比较手术成功案例和失败案例中OSA患者上气道的流速、压力分布及气道弹性变形情况,从气道流体流动状态和气道软组织变形的角度解释了OSA的发生原因与手术作用机制.结果表明,最小横截面积尺寸并不是UPPP手术成功与否的决定性因素,成功的手术应当是减轻气道壁负压力程度、降低气道进出口之间的压降.此外,使用双向FSI方法,文章进一步构建了简化的人体二维软腭模型,探究了软腭弹性模量对吸气过程的影响,发现当软腭的弹性模量在0.5～1.5 MPa的范围内时,刚度更小的软腭会改善流场的流动情况,但也更易发生变形塌陷.文章所发展的流固模型为个性化预测手术效果提供了研究工具.     

Blume–Emery–Griffiths纳米管的热力学与相变性质

利用有效场理论研究了圆柱形纳米管上Blume-Emery-Griffiths系统的热力学与相变性质,得到了系统的磁化强度、磁化率、比热和相图.讨论了四次交换作用与二次交换作用的比值 与晶格场对系统热力学量和相图的影响.研究发现:系统存在三临界点,且三临界点由参数 和晶格场共同决定,即若确定了参数 ,则三临界点所对应的晶格场也能确定.随着参数 的增加,系统出现三临界点时所对应的温度和晶格场也相应增大.     

有机脱模剂中多环芳烃的高效液相色谱测定

建立了有机硅类和金属皂类脱模剂中多环芳烃的高效液相色谱测定方法。方法所用色谱柱为多聚C18(LC-PAH)柱,流动相为乙腈/水,采用梯度淋洗方式,开始时为体积分数40%乙腈,28min后变为82%乙腈,48min后变成100%乙腈,保持8min。方法的线性范围为0.10~200mg/L,线性相关系数为0.9993~1.0000,平均回收率分别为68.55%~101.2%(有机硅类)和75.29%~99.89%(金属皂类),精密度RSD分别为1.6%~8.1%(有机硅类)和1.8%~6.8%(金属皂类),检出限(S/N=3)分别为0.05~0.10mg/L(有机硅类)和0.05~0.20mg/L(金属皂类)。该方法可以满足有机硅类和金属皂类脱模剂中多环芳烃的检测要求。     

火焰原子吸收光谱法测定钒铝合金中的铁

用盐酸–硝酸–水混合液(3∶1∶4)溶解样品,以火焰原子吸收光谱法测定钒铝合金中的铁含量。实验表明钒铝基体对铁含量测定结果无影响。选择灯电流为12.5 m A,燃气流量为2.0 L/min,燃烧头高度7.5 mm。结果表明,铁的质量浓度x在0~4 mg/L范围内与吸光度y呈良好的线性关系,线性方程为y=0.009 3x–8×10~(–5),相关系数为0.999 9。将该方法应用于两个不同样品中铁的测定,与利用YS/T 1075.1–2015标准方法所得结果基本一致,测定结果的相对标准偏差分别为2.32%,2.83%(n=11),加标回收率为98.0%~102.0%,可满足钒铝合金中铁的检测要求。     

K-SVD和OMP算法在超声信号去噪中的应用

针对在线采集时超声波检测信号中存在大量噪声,降低了材料内部缺陷诊断准确性的问题,提出了一种基于广义K+奇异值分解算法(K-SVD)和正交匹配追踪算法(OMP)相结合的超声回波信号去噪算法。该算法利用K-SVD算法将Gabor字典训练成能够最有效反映信号结构特征的超完备字典,然后基于训练完成的超完备字典,用OMP算法把一定数量的字典原子进行线性组合来构成原始信号,从而实现信号的去噪。通过仿真实验将本文方法与传统的小波阈值去噪方法进行了对比研究。实验结果表明,该方法对超声回波信号的去噪效果优于小波阈值去噪方法,且噪声越大对比越明显,不仅可更有效地滤除信号中的高斯白噪声,提高信噪比,且尽可能保留了原始信号有用信息。     

对初高中数学衔接教学的思考

怎样有效缩短初、高中数学衔接间的适应期，大面积提高数学教学质量呢？笔者认为，高中数学教学必须注重初、高中知识的连续性和整体性，加强衔接教学1初、高中数学衔接教学的紧迫性数学知识体系的综合性特点要求学生必须具备一定的基础知识和基本技能，其思维品质要有一定的广度和深刻性，这样才能在数学的学习中顺势而上．学生从初中升入高中，由于新编九年义务教育教材与现行高中教材有一定的脱节现象；知识内容的整体数量较初中剧增；数学语言在抽象程度上发生了突变；思维方法向理性层次跃迁；以及学习环境的变化、基础的差异、学习方…     

传输可见光的空芯光子带隙光纤的研究

利用全矢量平面波展开法(FVPWM)对采用改进的两次堆积法制备的空芯光子带隙光纤进行了数值模拟.在特定传播常数β下,光纤在500—1000 nm的波段内出现多条宽窄不同的有效光子带隙.依据有效折射率的不同,部分带隙中的空气-导模将以不同的形式存在.经过实验测试,发现测得的带隙位置相对于模拟结果向短波段发生了较明显的移动,主要原因被认为是光纤结构的纵向不均匀性和包层节点处间隙孔的存在. 关键词： 空芯光子带隙光纤 全矢量平面波展开法 有效光子带隙 空气-导模