模拟退火算法的并行实现及其应用

利用高性能并行超级计算机系统THNPSC-1成功地实现了模拟退火算法的并行运算,并将其应用于会聚束电子衍射、俄歇电子能谱等实验数据的分析中,取得了以往实验数据分析方法无法获得的定量数据.整个模拟退火计算程序是一个独立的模块,具有良好的可移植性,适用于任何多变量函数的最优化问题.关键词：最优化会聚束电子衍射俄歇电子能谱     

球形黑腔辐射输运问题的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法模拟六孔球形黑腔中的辐射输运, 研究靶球辐照均匀性问题. 对于几何结构简单的解析模型, 研究了不同黑腔靶球半径比的靶球辐照均匀性变化规律, 得出的结论与解析的“视因子”方法给出的一致. 对于几何结构复杂的黑腔模型, 如放置有挡板的模型, 解析方法计算困难, 但利用蒙特卡罗方法仍然能够准确模拟计算. 不同挡板大小的理论模型计算结果表明, 挡板对X光输运到靶球表面的分布状况有明显的影响, 如果设置得当则可以提高X光利用效率并显著改善靶球辐照均匀性, 否则可能严重破坏靶球辐照均匀性. 因此, 黑腔中的挡板位置及大小需要精心设计. 应用表明, 蒙特卡罗方法对于具有复杂结构的黑腔辐射输运问题具有很好的适应性.     

非线性中子输运问题的蒙特卡罗模拟

针对考虑中子之间相互碰撞的非线性中子输运方程,提出一种线性化近似处理方法,导出相应的积分输运方程,利用蒙特卡罗方法求解此方程,数值实验表明算法的有效性,为研究超高能中子产生与输运问题提供了必要的模拟工具.     

可低压驱动的金刚石薄膜冷阴极特性研究

通过在金刚石薄膜表面沉积超薄金属薄膜作为栅极的方法,在10V左右的低压下观察到场发射现象,其发射电子的发散角度为10°左右,接近于面发射;而孤立的金刚石颗粒几乎观测不到场发射。金刚石薄膜的场发射可能来自晶间相。     

求解α本征值的k-α迭代方法误差估计

分析求解α本征值的k-α迭代方法,指出迭代法中参数的选择影响使用标准差的平均值估计出来的α误差.如果参数选取不当,实际估计误差可能和真实估计误差相差很大.MCNP4C程序中使用的参数给出的误差估计通常和真实估计误差有一定的偏差.本文给出一个新的参数选择办法,能够让实际估计误差几乎等于真实估计误差,并用数值实验进行验证.     

基于空间外差的拉曼信号处理方法研究

空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术,它既具有拉曼光谱测量的非接触、快速、简单、可重复、无需样品准备等特点,更具有空间外差的超光谱分辨率、高通量、无运动部件优点,能在被测物质特征波长中心范围探测,实现微弱拉曼光信号的直接测量。由于被测信号微弱、光学元件加工精度、器件封装及仪器安装误差等原因,会导致空间外差拉曼光谱仪(SHRS)接收到的干涉图存在光强分布不均匀、干涉条纹倾斜或扭曲等现象,从而使普通光谱恢复方法得到光谱信号准确度下降或无法识别。根据SHRS探测到的干涉图所存在的误差特点,将二维傅里叶变换应用于SHRS干涉图的光谱复原,提出基于二维频域谱重采样的最强直线方向光谱提取方法,以实现SHRS光谱的获取。提取过程为：将采集的目标干涉图进行二维傅里叶变换,获得二维频谱图,通过使用相同实验系统采集的单波长或多波长光源的二维频谱信号特征峰的位置信息,拟合获取光信息强度最大方向直线方程。然后根据该直线与目标二维频谱图各列交点坐标位置,确定重采样贡献像元及权重。对拟合直线方程经过的所有列像元进行重采样,得到最终的光谱信号。将该方法应用于自行搭建实验系统采集的三叶草干涉图数据,同时与其他方法光谱复原结果进行对比。结果表明：与一维行平均光谱法比较,该方法获取的光谱在探测波段中心区域信号强度更加明显,同时消除了探测器热噪声的影响;与二维频谱中心行直接提取法比较,该方法是该方法的改进版本,两者结果比较接近。但是由于考虑到干涉条纹y分量的影响,沿二维频谱信号最强方向重采样得到的最终光谱,其主峰半峰宽更窄、边频噪声强度更小,且随着y分量的增加,光谱复原效果及优势将越发明显。该方法是空间外差拉曼光谱技术数据处理的一种有益补充与尝试。     

网格划分对裂变矩阵加速的影响

临界计算中,裂变矩阵加速方法能够有效地提高源收敛的速度。利用内、外迭代的观点对网格划分对裂变矩阵加速方法的影响进行了分析,并通过一个一维平板模型进行了模拟计算,指出随着网格的细分,加速效果越明显,但是考虑到方法的稳定性,一味地细分网格并不是很好的选择。为了解决这个问题,文章提出了基于网格变化的裂变矩阵加速方法,能够在不增加裂变矩阵阶数的同时起到和细分网格类似的效果,从而进一步提高裂变矩阵加速的效果,并使用数值实验进行了验证。     

等离子辅助后处理对锰掺杂氮化钛薄膜磁特性的影响

The ferromagnetic manganese doped TiN films were grown by plasma assisted molecular beam epitaxy on MgO(001) substrates. The nitrogen concentration and the ratio of manganese at Ti lattice sites increase after the plasma annealing post treatment. TiN(002) peak shifts toward low angle direction and TiN(111) peak disappears after the post treatment. The lattice expansion and peak shift are mainly ascribed to the reduction of nitrogen vacancies in films. The magnetism was suppressed in as-prepared sample due to the pinning effect of the nitrogen vacancies at defect sites or interface. The magnetism can be activated by the plasma implantation along with nitrogen vacancies reduce. The decrease of nitrogen vacancies leads to the enhancement of ferromagnetism.     

溶剂效应对DCM发光特性的影响

有机发光二极管利用有机半导体光电功能材料的电致发光效应,具有许多优异性能,是新一代有发展前途的平板显示器件及光源.有机发光材料的光电特性、光物理、光化学过程直接决定了有机发光二极管的性能.利用荧光光谱方法观察典型高效有机小分子激光染料DCM在不同溶剂中的发光特性,研究其与溶剂分子的相互作用,即溶剂效应对其发光特性的影响.结果表明DCM溶液的荧光光谱中心波长随溶剂极性增大而红移,相对发光强度基本上随溶剂极性增大.同时,还观察了不同浓度DCM溶液的发光特性,研究DCM分子间相互作用导致的浓度猝灭效应,结果表明DCM溶液浓度为10^-6mol/L时,DCM溶液相对发光强度最大.     

孕鼠胎盘膜对混合稀土常乐的屏障作用

为评估混合稀土常乐对人体胚胎的潜在危害, 在光镜和电镜下观察了混合稀土常乐染毒后的胎盘组织, 以了解其在胎盘组织中的存在形式和分布情况, 同时应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)检测染毒后的孕鼠血清、胚胎组织提取液和羊水中的稀土含量以确定其能否通过胎盘屏障. 染毒于雌鼠妊娠第六天开始, 每天分别以0.3, 2, 5和20 mg·kg-1混合稀土常乐灌胃, 直至妊娠第十八天. 结果显示: 光镜下, 染毒组胎盘绒毛中毛细血管周围合体细胞滋养层胞质内积聚有许多圆形黑色细小颗粒, 颗粒的多少与染毒剂量呈正相关; 电镜下, 染毒组胎盘绒毛中可见有膜包裹的致密体及合体细胞滋养层细胞内线粒体有不同程度的空泡变和嵴断裂; ICP-MS检测: 孕鼠血清铈的含量随染毒剂量的增加而递增, 染毒组胎儿羊水和孕鼠血清中稀土总量, 只有20 mg·kg-1组与对照组相比有显著增加, 其余各组均无显著差异. 胚胎组织提取液中各组的稀土总含量没有变化. 由此得出结论: 胎盘膜对混合稀土常乐进入胚体有很大的限制作用, 但是, 当混合稀土常乐在胎盘膜中积累增加到一定程度时, 可少量透过胎盘屏障, 进入胚体.