探测和操纵量子世界中的个体——2012年诺贝尔物理学奖科学贡献评述

大家知道, 微观物体通常表现出完全不同于经典物体运动的量子行为, 其根本特征是具有波粒二象性:实物微观粒子会像光波、水波一样, 具有传播、干涉和衍射的波动行为, 这就是所谓的物质德布罗意波;光也会像实物粒子一样具有特定的动量和能量, 与实物粒子碰撞遵守能量-动量守恒定律。     

纳米三苯环分子带不对称电子传导特性

利用基于Green Function的Tight-binding方法,对由三个苯分子环耦合成的输入与输出电极不对称纳米分子带进行了理论研究.通过数值计算,得出了入射电子通过分子带传输到不对称端点的电子传输谱.利用Fisher-Lee 关系式和量子流密度理论,在传输峰值的六个能量点E=±0.45eV、E=±1.06eV和E=±1.46eV处,分别计算了分子带内的电子流分布,并且给出了分子带内电子流分布的模拟结果.对电子通过分子带的传输特性和键电子流生成的物理原因给出了合理的解释.     

基于声学超材料的穿孔板缺陷态俘能特性研究

论文提出了一套适用于在低频段区间工作的声学超材料俘能装置.通过在含孔的声学超材料结构中制造一个局域共振缺陷态,进而将入射声波的弹性应变能集中在缺陷区域中,并利用压电晶片实现能量的转化.论文采用有限元的方法研究了元胞含孔的声学超材料在共振频率下俘获功率与电压的性能.进一步地,通过逐渐改变孔的尺寸,探究了孔径大小对俘能效果的影响.数值计算结果表明:相比于元胞不含孔的声学超材料俘能装置,通过在元胞上打孔可以明显地提高装置在低频段的俘能特性.论文提出的装置具有易加工,实用性强等优点,进一步提高了其在低频区间俘能的工作能力,具有潜在的应用前景.     

融合扰动感知模型的孪生神经网络目标跟踪

针对全卷积孪生网络目标跟踪算法(Siamfc)在严重遮挡、旋转、光照变化、尺度变化等情况下容易出现跟踪失败的问题,提出了一种融合扰动感知模型的孪生神经网络目标跟踪算法。将孪生神经网络提取到的低层结构特征与高层语义特征进行有效融合,以提高特征的表征能力;利用模板自适应策略在线更新模板,以提高算法在遮挡和旋转等情况下跟踪的精确度。与此同时,将基于颜色直方图特征的扰动感知模型引入到算法中,通过加权融合的方式获得目标响应得分图,以此估计出目标的位置,并利用相邻帧尺度自适应策略估计出目标最佳尺度。为验证本文算法的效果,利用公开数据集测试所提算法性能,并与多种跟踪方法进行对比。实验结果表明:在2015目标跟踪标准测试数据集下本文所提算法总体跟踪精确度为0.945,总体成功率为0.929,相比Siamfc算法分别提高了2.9%和2.8%,在无人机航拍测试数据集中本文所提算法也具备较高的精确度与成功率,获得的跟踪效果良好。     

基于Hoek-Brown准则的围岩参数DE-FEM反演程序及应用

针对Hoek-Brown(H-B)准则在数值计算中的奇异点问题,论述了主应力空间中H-B屈服准则的应力回映算法,给出了应力回映区域的判定方法、应力更新方程式和一致切线模量的表达式。采用C++语言编制了节理围岩弹塑性有限元求解程序,通过与FLAC软件计算结果的对比,得出计算位移最大误差为5.36%,验证了所编程序的正确性。针对岩石材料力学参数难以确定的问题,引入差异进化算法,自主开发了DE-FEM位移反分析程序,并将其应用于吉林省高丽沟隧道洞口段工程。结果表明,通过反演所得位移最大误差为8.96%,反演程序具有较高的精确性和实用性,该方法能够为类似工程的安全设计提供参考和帮助。     

4层圆盘锥形磁绝缘传输线的电流测量

为获取PTS装置磁绝缘传输线的电流,设计、标定了微分环。探头使用镍铬合金膜屏蔽空间电子,采用在线标定。设计相应的馈入结构从负载区分别对不同层磁绝缘传输线馈入信号,在每个三平板传输线出口的板堆过渡区位置安装短路杆,能够在磁绝缘传输线上得到基本均匀的电流,实现电流探头的逐层标定。频响分析表明金属膜屏蔽效应导致探头的高频特性变差。实验表明,贴膜的探头频响上限为50.3 MHz,满足被测信号的要求。实测PTS装置磁绝缘传输线电流与负载区电流的测量结果自洽,且各层电流与总电流等结果符合理论预计。     

可压缩性对Rayleigh-Taylor不稳定性的影响

对于状态方程为压力是密度的任意单值函数的理想流体 ,导出了Rayleigh Taylor不稳定性色散关系的一般形式。它表明 :较重流体易压缩是稳定因素 ,较轻流体易压缩是不稳定因素。可压缩性在重力场作用下形成的密度分布是稳定性因素 ,而膨胀压缩效应是不稳定因素。     

金刚石单晶高温高压合成中氮对硫的影响

为了研究在金刚石大单晶生长过程中氮对硫的影响,在6.5 GPa高压条件下采用温度梯度法分别研究了两种不同合成体系中金刚石的合成.利用傅里叶显微红外光谱(FTIR)仪对所合成的金刚石进行了测试,测试结果表明:晶体中(a)中不含有氮,晶体中(b)中氮的浓度为280 ppm.此外,对所合成的样品进行了X射线光电子能谱测试,测试结果表明:在Ib型金刚石中有硫元素存在,而硫未进入到IIa型金刚石中.因此,金刚石中氮的存在对金刚石中硫的进入有促进作用.     

Al掺杂对尖晶石型LiMn2O4结构及循环性能的影响

用柠檬酸作为螯和物的载体,采用溶胶-凝胶法合成了A l3 掺杂的锂离子电池正极材料L iA lxMn2-xO4。XRD,SEM研究表明,于800℃煅烧可获得单一尖晶石结构的物相;随着A l3 掺入量的增加,L iA lxMn2-xO4的晶格常数变小,晶格更趋于完整,有利于抑制因锂的反复脱嵌而造成的结构破坏。x=0.05时,首次放电容量为103.8 mAh.g-1,25次循环后放电容量还有100.6 mAh.g-1,容量衰减仅为3.08%。     

硅（磷）中心自由基与2─丁烯二酸二乙酯的加合反应机理

用ＥＳＲ方法研究了硅（磷）中心自由基与２－丁烯二酸二乙酯的加合反应机理．具有顺式构型的马来酸二乙酯（ＤＥＭ）与硅（磷）中心自由基反应，生成自由基加合物。ＤＥＭ的聚合反应受到抑制。具有反式构型的富马酸二乙酯（ＤＥＦ）易发生聚合反应，ＤＥＦ与硅（磷）中心自由基的加合反应受到抑制．ＤＥＦ与ＤＥＭ在反应性能上的差异，主要来自ＤＥＦ有较大的空间位阻效应．