石墨和纳米碳中缺陷和电子密度随温度的变化

测量了石墨和纳米碳在不同温度下的正电子寿命谱,研究了石墨和纳米碳中缺陷和电子密度随温度的变化.结果表明,纳米碳中缺陷的开空间和缺陷浓度分别大于和高于石墨晶体;纳米碳的平均自由电子密度低于石墨晶体.当温度从25K升至295K时,石墨和纳米碳中的平均自由电子密度随温度的升高而下降:石墨晶体中的自由电子密度随温度的升高变化较小;纳米碳的自由电子密度随温度的升高变化较大.随着温度的升高,石墨和纳米碳中的热空位数量增多,而且这些空位可迁移至微孔洞的内表面使微孔洞的开空间增大.     

NiTi形状记忆合金相变过程的正电子湮没研究

采用正电子湮没技术研究了NiTi合金在降温和升温过程中缺陷和电子密度随温度的变化.在降温过程中,当温度从295K降至225K时,合金的电子密度nb随温度的降低而下降,在225K时降至最小;随后,nb随温度的降低而升高.当温度从295K降至221K时,合金缺陷的开空间随温度的下降而升高,在221K时达到最大值;随后,缺陷的开空间随温度的下降而下降.在升温过程中,当温度从25K升至253K时,合金的电子密度nb随温度的升高而降低,并在253K时达到最小;当温度从253K升至295K时,合金电子密度nb随温度的升高而升高.在相变临界温度点Ms=222K,Mf=197.2K,As=237.5K,Af=255.5K附近,合金的电子密度nb及合金缺陷的开空间均有异常的变化.     

高性能石墨烯霍尔传感器

本文回顾了石墨烯霍尔传感器的相关研究工作.通过改善石墨烯生长转移和霍尔元件的微加工工艺,石墨烯霍尔元件和霍尔集成电路都展示出超越传统霍尔传感器的优异性能.石墨烯霍尔元件的灵敏度、分辨率、线性度和温度稳定性等重要指标都优于传统商用霍尔元件.通过开发一套钝化工艺,霍尔元件的稳定性有了明显提升.结合石墨烯材料的特点,展示了石墨烯在柔性磁传感和多功能传感领域的新颖应用.此外,成功实现了石墨烯/硅互补型金属-氧化物-半导体(CMOS)混合霍尔集成电路,并进行了应用展示.通过发展一套低温加工工艺(不超过180℃),将石墨烯霍尔元件制备在硅基CMOS芯片的钝化层上,从而与硅基CMOS电路实现了单片集成.本文的研究结果表明石墨烯在霍尔磁探测方向拥有重大的性能优势,在产业化应用中有巨大发展潜力.     

激光诱导击穿光谱结合偏最小二乘法直接检测皮蛋壳中的Cu含量

运用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对皮蛋壳中Cu元素直接进行检测,获得样本中Cu元素的特征谱线信息,采用湿法消解结合原子吸收分光光度计(AAS)测量样品中Cu元素的真实含量。由于LIBS检测的精度和准确度受到样品基体复杂,环境噪声,系统噪声,激光能量稳定性等一系列因素的影响,采用传统的单变量赛伯-罗马金拟合方式对样品的LIBS相对强度和浓度进行线性拟合不能满足定性分析的要求,因此,采用一种多变量的分析-偏最小二乘(PLS)对LIBS光谱数据进行了处理,比较分析了不同点数平滑处理和五种预处理方法对PLS建模精度和准确度的影响。分析得出采用11点平滑结合多元散射校正(MSC)预处理能有效地提高PLS建立的模型的相关系数,降低均方根误差和平均相对误差,有效提高了模型的准确性。研究结果表明,激光诱导击穿光谱技术能够准确地直接检测皮蛋壳中重金属Cu的含量,下一步的工作将对皮蛋进行批量试验,寻找出蛋壳与蛋清、蛋黄中重金属Cu的数量关系,实现通过LIBS检测皮蛋壳便可知蛋清、蛋黄中重金属含量的目标,为农产品质量安全提供新的快速无损检测技术方法。     

基于离线学习的野外架空地线检测算法

野外复杂环境下地线检测是高压输电线路巡检机器人自主越障的关键技术之一,光照变化和地线表面新旧程度是影响架空地线检测准确率的关键因素。针对这一问题,提出一种基于离线学习的野外架空地线检测算法。离线训练阶段,首先采用自适应同态滤波器对输入样本进行光照补偿,然后提取样本的局部二值模式直方图特征,结合离线学习算法支持向量机训练得到二类分类器;在线检测阶段,首先对样本分块,分类得到候选地线样本块,然后采用随机采样一致性算法去除误检块,拟合得到地线在图像坐标系中的位置参数。在野外新旧程度不同的线路上进行的大量实验表明,该方法对光照变化有良好的适应性,能较准确地检测不同新旧程度的架空地线,为后续的地线空间定位与抓线控制奠定了基础。     

输电线巡检机器人弱光条件下的障碍物识别研究

在室外光照条件变化下进行有效的障碍物识别是高压输电线路巡检机器人所面临的技术难点之一。针对弱光条件下障碍物识别的稳健性问题,提出了一种基于机器人视觉的障碍物识别智能方法,以使巡检机器人适应各种不同程度的弱光变化。通过对采集的障碍物图像进行自适应同态滤波处理,以减少部分光照的影响;将障碍物图像分成均匀大小的子区域,运用改进的局部方向模式提取各个子区域图像的特征直方图向量,并把子块特征直方图逐个串联为总的直方图;再选用卡方距离法进行统计识别。实验结果表明:该方法使巡检机器人对输电线上的防震锤、悬垂线夹和绝缘子串能够进行有效的识别。相比于其他算法,其具有更好的抗光照干扰效果和更高的准确识别率;提升了机器人巡检过程中图像识别的稳健性、适应性和准确性,极大地提高了巡检机器人在电力行业的可持续发展性。     

可视球面多分辨率网格建模与求解

针对任意视点下的球面多分辨率网格建模与求解困难的情况,提出了屏幕细分自适应算法.该算法将计算限制在与视点相关的可视球面区域,求解得到视点相关的可视球面多分辨率网格,并在PC机上实现了可视球面多分辨率网格的三维表现.     

间歇反馈法实现单模Lorenz-Haken激光系统的周期镇定与同步

针对单模Lorenz-Haken激光系统中存在的混沌现象, 提出一种单变量间歇反馈控制方案. 数值结果表明, 通过选择不同的控制强度, 可将Lorenz-Haken激光混沌系统镇定到1周期态、2周期态、4周期态、6周期态、8周期态等. 同时, 利用该控制方案, 实现了Lorenz-Haken激光混沌系统的同步.     

半偏法测表头内阻的误差分析

介绍了测量表头内阻的实验方法之一“半偏法”,着重分析了此实验方法的误差来源,并提出了一些减小误差的方法。     

有限厚度模型校准二维MoS2的Bimodal-AFM杨氏模量测量

二维材料因其独特的晶体结构、新奇的物理特性和优异的力学性能, 在微纳机电系统、柔性电子器件等诸多领域有着广阔的应用前景. 弹性模量是二维材料的基本力学特性参量之一, 对其器件应用及应变调控有重要影响. 受限于二维结构和原子级厚度特征, 难以实现二维材料弹性模量的精确测量. 双模原子力显微镜的振幅调制-频率调制模式是一种高效测量二维材料杨氏模量的方法, 但刚性衬底对测量结果的影响不可忽视. 本工作通过双模原子力显微镜直接测得衬底与二维硫化钼的杨氏模量分布图, 并基于有限厚度模型对衬底效应进行修正, 得到了样品的本征杨氏模量值. 利用第一性原理计算得到了二维二硫化钼的弹性系数和杨氏模量, 对比发现实验和计算结果相当. 这说明双模原子力显微镜测量是一种可靠的二维材料杨氏模量直接测试方法, 且该方法无需制备悬空二维材料等繁琐步骤, 避免了常规测试中的不足. 本工作为大面积二维材料薄膜力学性能的程序化测试分析以及高通量力学实验数据的统计分析提供了可靠的实验基础.