水滴撞击结冰过程的分子动力学模拟

利用三维分子动力学模拟方法,研究了纳米尺度水滴撞击冷壁面的结冰过程.数值模拟中,统计系统采用微正则系综,势能函数选用TIP4P/ice模型,温度校正使用速度定标法,牛顿运动方程的求解采用文莱特算法,水滴内部结冰过程则通过统计垂直方向水分子温度分布来判定.研究发现,当冷壁面温度降低时,水滴完全结冰的时间减小,但水滴降至壁面温度的时间却增大;同时随着壁面亲水性降低,水滴内部热传递速度减慢(尤其是冷壁面与水滴底端分子层间),水滴内部温度趋于均匀,但水滴完全结冰时间延长.     

Characteristics of Sb_6Te_4/VO_2 Multilayer Thin Films for Good Stability and Ultrafast Speed Applied in Phase Change Memory

The Sb_6Te_4/VO_2 multilayer thin films are prepared by magnetron sputtering and the potential application in phase change memory is investigated in detail. Compared with Sb_6Te_4, Sb_6Te_4/VO_2 multilayer composite thin films have higher phase change temperature and crystallization resistance, indicating better thermal stability and less power consumption. Also, Sb_6Te_4/VO_2 has a broader energy band of 1.58 eV and better data retention(125℃ for 10 y). The crystallization is suppressed by the multilayer interfaces in Sb_6Te_4/VO_2 thin film with a smaller rms surface roughness for Sb_6Te_4/VO_2 than monolayer Sb_4Te_6. The picosecond laser technology is applied to study the phase change speed. A short crystallization time of 5.21 ns is realized for the Sb_6Te_4(2 nm)/VO_2(8 nm)thin film. The Sb_6Te_4/VO_2 multilayer thin film is a potential and competitive phase change material for its good thermal stability and fast phase change speed.     

微结构形貌的光场显微三维重构分辨率增强技术

扫描式的测量技术是目前微结构表面形貌测量的主流技术,但需要高精度的机械扫描、较长的测量时间。针对其问题,结合光场显微技术和傅里叶叠层显微技术,提出了一种分辨率增强的三维重构技术,通过在常规显微成像系统中加入光学编码元件,使用单次曝光而获得被测工件的光学切片序列,基于傅里叶叠层显微技术实现了对切片图像横向分辨率的增强,克服了光场成像技术中的分辨率损失。实验证明,提出的三维重构技术对于微结构表面加工过程的在线测量具有较好的应用前景。     

基于广义回归神经网络的CO-OFDM系统非线性均衡

针对高阶正交幅度调制和大线宽相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统,提出了一种基于广义回归神经网络(GRNN)的非线性均衡算法。将接收端进行相位噪声恢复之后的批量数据作为训练数据样本,通过训练学习得到GRNN的唯一参数平滑因子,然后对测试数据进行非线性均衡。对传输速率为50Gb/s,传输距离为100km的CO-OFDM系统进行了仿真验证。仿真结果表明,在大线宽和高阶调制下,GRNN非线性均衡算法对系统非线性损伤的补偿效果优于相应反向传播神经网络(BPNN)非线性均衡算法,且其训练运行时间远小于BPNN。GRNN非线性均衡算法能极大促进CO-OFDM系统在中长距离光纤传输中的应用。     

相干光正交频分复用系统中射频导频和扩展卡尔曼滤波联合的相位噪声补偿算法

针对大线宽和高阶圆形正交幅度调制(C-QAM)的相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统,提出一种基于射频导频(RF-Pilot)和时域扩展卡尔曼滤波相结合的相位噪声补偿算法。该算法通过在接收端预设的RF-Pilot进行时域相位噪声粗补偿,并进行信道估计和均衡。再对信道均衡后的频域数据进行预判决,结合判决后的时域数据和信道均衡后的时域数据,进行扩展卡尔曼滤波,实现相位噪声的最终补偿。基于传输速率为50Gb·s~(-1)和传输距离为100km的CO-OFDM系统在C-16QAM和C-32QAM两种调制格式下进行了算法的仿真验证。仿真结果表明,该算法相较于原RF-Pilot算法,具有较好的相位噪声补偿效果,且频谱利用率并未显著降低,算法复杂度并未显著增加。激光器线宽为2.1MHz,且使用C-32QAM时,该相位噪声算法补偿的误码性能可达到前向纠错上限,从理论上证明使用该算法可提高CO-OFDM系统对激光器线宽的容忍度,线宽较宽的廉价分布式反馈激光器可作为CO-OFDM系统的发射端光源和接收端本地振荡。该算法能扩展大线宽CO-OFDM系统在长距离接入网和城域网中的应用。     

锁频锁相的高功率微波器件技术研究

综述了中国工程物理研究院应用电子学研究所锁频锁相的高功率微波器件最新研究成果,主要包括稳频稳相的相对论速调管放大器和注入锁相的相对论返波管振荡器.针对高功率长脉冲相对论速调管研究中遇到的问题,介绍了该放大器的束波互作用特点、杂频振荡抑制、脉冲缩短、高频段高功率运行、高增益等物理、设计与实验中的关键技术研究概况,使其功率、相位稳定性、增益等性能有了显著提高,S波段环形单注相对论速调管实现了高功率稳相输出,重频25 Hz运行时输出功率大于1 GW,脉宽大于150 ns、相位波动18°,高增益运行时在注入微波功率数kW条件下也实现类似功率和相位水平;采用同轴多注器件结构,突破了速调管高频段运行条件下高效率电子束引入和高功率束波转换技术等难题,使X波段相对论速调管在注入功率30 kW条件下实现了功率大于1 GW的放大输出,效率为34%,相位波动为15°.在掌握相对论返波管技术的基础上,利用返波管的高效率和结构紧凑的优点,开展了注入调制电子束锁相的相对论返波管研究,采用百kW级的种子微波实现了对GW量级输出微波的相位锁定.该研究结果对功率合成、粒子加速和多功能雷达等技术具有重要的推动作用.     

Effect of FeS doping on large diamond synthesis in FeNi-C system

The large single-crystal diamond with FeS doping along the(111) face is synthesized from the FeNi–C system by the temperature gradient method(TGM) under high-pressure and high-temperature(HPHT). The effects of different FeS additive content on the shape, color, and quality of diamond are investigated. It is found that the(111) face of diamond is dominated and the(100) face of diamond disappears gradually with the increase of the FeS content. At the same time, the color of the diamond crystal changes from light yellow to gray-green and even gray-yellow. The stripes and pits corrosion on the diamond surface are observed to turn worse. The effects of FeS doping on the shape and surface morphology of diamond crystal are explained by the number of hang bonds in different surfaces of diamond. It can be shown from the test results of the Fourier transform infrared(FTIR) spectrum that there exists an S element in the obtained diamond. The N element content values in different additive amounts of diamond are calculated. The XPS spectrum results demonstrate that our obtained diamond contains S elements that exist in S–C and S–C–O forms in a diamond lattice. This work contributes to the further understanding and research of FeS-doped large single-crystal diamond characterization.     

组合梁中性轴位置确定方法及应力分析

中性轴是梁弯曲分析的重要概念,其位置的确定是组合梁弯曲变形与应力分析的关键.采用相当截面法、加权平均法分析不同材料组合梁中性轴位置.采用相当和加权的概念进行组合截面的正应力与切应力分析.分析可知相当截面法概念清晰、加权平均法简单高效.相当截面法和加权平均法可简化组合梁的应力分析.分析过程有助于加深学生对梁弯曲相关概念的...     

基于高维空间典型样本Steiner最小树覆盖模型的一类分类算法

最小生成树数据描述方法在刻画高维空间样本点分布时,将所有图形的边作为新增虚拟样本以提供同类样本分布描述,这种描述存在分支多覆盖模型复杂,且局部覆盖不够合理的问题。针对该问题,依据特征空间中同类样本分布的连续性规律,提出基于高维空间典型样本Steiner最小树覆盖模型的一类分类算法,该算法首先对目标类训练集进行样本修剪,去除冗余信息和噪声信息,选择最具代表性的样本作为训练集,然后对保留的典型样本构建Steiner最小树覆盖模型。算法分析和仿真实验结果表明,相比最小生成树数据描述,文中提出的方法能在较低覆盖模型复杂度的前提下更合理的描述目标类样本空间分布,构建更合理的覆盖模型,在分类正确率和适用样本规模上都表现出一定的优越性。      

紫外光和可见光对Fe3O4掺杂的TiO2催化降解有机物的影响

基于TiO2光催化剂的催化机理尚不明确, 因此发展一种具有不同波段的光催化材料对光催化机理的研究至关重要. 本文采用溶胶-凝胶方法合成了一个Fe3O4掺杂的金红石型TiO2复合物, 通过红外、粉末衍射以及扫描电镜对其结构进行了表征. 紫外-可见吸收光谱表明, 无论在可见光或者是紫外光的照射下, 它都表现出良好的光催化性能, 说明Fe3O4掺杂对改善TiO2的催化性能有一定影响.