Pt/GdFeCo/Pt多层膜的磁性和反常霍尔效应研究

亚铁磁材料因具有反铁磁排列的子晶格磁矩而表现出诸多丰富的物理性质,在磁信息存储和逻辑领域具有广阔的应用前景.本文采用磁控溅射方法在热氧化的硅基片上制备了Pt/GdFeCo(t)/Pt多层膜,系统研究了亚铁磁GdFeCo厚度对多层膜的表面形貌、结构、磁性以及反常霍尔效应(AHE)的影响.结构测试表明薄膜表面粗糙度较小,且GdFeCo层为非晶态;实验中利用GdFeCo层厚度可有效控制Gd元素含量,从而调控GdFeCo趋近反铁磁态特性的磁矩补偿点;通过重金属强自旋轨道耦合效应(SOC)和非晶态亚铁磁薄膜面内压应力,实现了良好垂直各向异性(PMA);进一步阐明了亚铁磁薄膜中磁性和反常霍尔效应的内在产生机制以及磁矩补偿点与温度的内在关系.这些结果为构建新一代低功耗自旋电子器件奠定基础.     

MAX相Nb2SnC和Nb2SnN的力学和热力学性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理,在广义梯度近似下研究了MAX相Nb₂SnC和Nb₂SnN的力学、晶格动力学、电子以及热力学性质.通过弹性常数和声子的计算,研究了Nb₂SnC和Nb₂SnN两种结构的力学稳定性和动力学稳定性;通过对Nb₂SnC和Nb₂SnN的力学性质计算,证明了它们均具有较高的体积模量和剪切性,并且说明了Nb₂SnC和Nb₂SnN是具有弹性各向异性的韧性材料.此外,通过计算电子能带结构和态密度,研究了Nb₂SnC和Nb₂SnN的电子性质和成键性质,结果表明,两个化合物均具有金属导电性和较强的共价键,而且Nb₂SnN比Nb₂SnC具有更强的金属导电性.最后利用声子色散曲线预测了热容、自由能、焓和熵等热力学性质,结果标明,计算出的熵、焓和自由能值变化符合热力学第三定律.     

六水氯化镁脱水蓄热过程的数值模拟

六水氯化镁(MgCl2·6H2O)由于较强的吸附能力、低反应焓以及较高的储热效率,成为当今热化学储能常用的材料.建立六水氯化镁脱水蓄热过程二维数值模型,将质量、动量、能量与化学反应物理场进行耦合,研究反应床的温度与转换程度分布,同时对反应器内自由空气流道的布置进行结构优化设计.讨论了入口流体流速和温度、材料孔隙率以及导...     

五轴加工中心范成铣磨离轴非球面研究

离轴非球面作为非球面的一部分,是空间光学系统、天文学和高精度测量系统不可或缺的光学器件.针对空间光学对离轴非球面光学元件制造技术的重大需求,开展了离轴非球面反射镜的精密铣磨加工技术研究.分析了五轴联动范成法铣磨离轴非球面的原理,将离轴非球面所在的同轴母镜离散为一系列不同半径的球面环带,将工件坐标系建立在待加工离轴非球面...     

近红外光谱的北方寒地土壤含水率预测模型研究

我国北方寒地温差大,土壤温差对近红外光谱测量土壤墒情有较大影响。针对这一问题,以北方寒地土壤为研究对象,探究大范围温度胁迫下（-20～40 ℃）土壤的近红外光谱与土壤不同含水率之间的关系预测模型方法。选取黑龙江八一农垦大学农学院试验基地中的黑土,经烘干、过筛等操作处理后配置含水率范围在15%～50%内八种不同湿度的土壤样品,建立北方寒地土壤大范围温度胁迫下土壤的近红外光谱信息与含水率之间的定量预测模型。在全波段光谱数据的基础上,结合五种不同光谱信号预处理方法,采用BP神经网络算法、优化支持向量机算法（SVM）、高斯过程算法（GP）三种智能算法建立北方寒地土壤近红外光谱与含水率的预测模型并验证模型的效果。利用69组数据进行训练建模, BP神经网络相关参数设置为学习速率0.05,最大训练次数设置为5 000,隐层单元数确定为20;SVM采用径向基函数,并利用leave-one-out cross validation确定了最佳惩罚参数为0.87,使模型预测的准确性提高;高斯过程算法内部采用马顿核。模型的定量评估采用决定系数(R2)和均方根误差（RMSE）。结果表明,在建立的全部BP神经网络模型中,效果最佳的为S_G-BP神经网络模型,模型的R2为0.960 9,RMSE为2.379 7;在SVM模型中SNV-SVM模型的效果最好,模型的R2为0.991 1,RMSE为1.081 5;在GP模型中S_G-GP模型的效果最好,模型的R2为0.928,RMSE为3.258 1,综上基于SNV预处理的SVM模型训练效果最优。利用剩余的35组光谱数据作为预测集验证模型性能,经模型对比分析发现基于SVM算法的预测模型效果优于其他两种算法,其中基于S_G的SVM模型效果最优,其预测模型的R2和差RMSE分别为0.992 1和0.736 9。综合建模集与预测集的参数最终确定基于S_G的SVM模型为最佳模型。此模型可以作为大范围温度胁迫条件下（寒地）的土壤含水率有效预测方法,为设计优化适宜寒地便携式近红外土壤含水率快速测量仪提供科学依据。     

汤加火山喷发所产生的次声波

2022年1月15日汤加火山发生了剧烈的喷发。在火山喷发后的8 h 39 min,距离火山喷发位置10151 km的昆明次声台阵记录到很强的次声波信号。次声波波列前几个周期平均为443 s,传播速度约为321 m/s,其波形幅度与频率随时间变化与核爆炸产生的次声波形相似。采用相关检测方法估计次声信号的方位角为119°。在持续监测中,还观测到了火山喷发产生的次声信号沿反方向绕地球到达的信号和沿正方向绕地球一周后再次到达的信号。     

A 515-nm laser-pumped idler-resonant femtosecond BiB3O6 optical parametric oscillator

We report on an idler-resonant femtosecond optical parametrical oscillator(OPO)based on BiB₃O₆(BiBO)crystal,synchronously pumped by a frequency-doubled,mode-locked Yb:KGW laser at 515 nm.The idler wavelengths of OPO can be tuned from 1100 nm to 1540 nm.At a repetition rate of 75.5 MHz,the OPO generates as much as 400 mW of idler power with 3.1 W of pump power,the corresponding pulse duration is 80 fs,which is 1.04 times of Fourier transform-limited(FTL)pulse duration at 1305 nm.In addition,the OPO exhibits excellent beam quality with M²<1.8 at 1150 nm.To the best of our knowledge,this is the first idler-resonant femtosecond OPO pumped by 515 nm.     

Parameter estimation of continuous variable quantum key distribution system via artificial neural networks

Continuous-variable quantum key distribution(CVQKD)allows legitimate parties to extract and exchange secret keys.However,the tradeoff between the secret key rate and the accuracy of parameter estimation still around the present CVQKD system.In this paper,we suggest an approach for parameter estimation of the CVQKD system via artificial neural networks(ANN),which can be merged in post-processing with less additional devices.The ANN-based training scheme,enables key prediction without exposing any raw key.Experimental results show that the error between the predicted values and the true ones is in a reasonable range.The CVQKD system can be improved in terms of the secret key rate and the parameter estimation,which involves less additional devices than the traditional CVQKD system.     

Non-Rayleigh photon statistics of superbunching pseudothermal light

Superbunching pseudothermal light has important applications in studying the second-and higher-order interference of light in quantum optics.Unlike the photon statistics of thermal or pseudothermal light is well understood,the photon statistics of superbunching pseudothermal light has not been studied yet.In this paper,we will employ single-photon detectors to measure the photon statistics of superbunching pseudothermal light and calculate the degree of second-order coherence.It is found that the larger the value of the degree of second-order coherence of superbunching pseudothermal light is,the more the measured photon distribution deviates from the one of thermal or pseudothermal light in the tail part.The results are helpful to understand the physics of two-photon superbunching with classical light.It is suggested that superbunching pseudothermal light can be employed to generate non-Rayleigh temporal speckles.     

A new direct band gap silicon allotropeο-Si32

Silicon is a preferred material in solar cells,and most of silicon allotropes have an indirect band gap.Therefore,it is important to find new direct band gap silicon.In the present work,a new direct band gap silicon allotrope of o-Si32 is discovered.The elastic constants,elastic anisotropy,phonon spectra,and electronic structure of o-Si32 are obtained using first-principles calculations.The results show that o-Si32 is mechanically and dynamically stable and is a direct semiconductor material with a band gap of 1.261 e V.