Broadband energy harvesting via magnetic coupling between two movable magnets

Harvesting energy from ambient mechanical vibrations by the piezoelectric effect has been proposed for powering microelectromechanical systems and replacing batteries that have a finite life span. A conventional piezoelectric energy harvester （PEH） is usually designed as a linear resonator, and suffers from a narrow operating bandwidth. To achieve broadband energy harvesting, in this paper we introduce a concept and describe the realization of a novel nonlinear PEH. The proposed PEH consists of a primary piezoelectric cantilever beam coupled to an auxiliary piezoelectric cantilever beam through two movable magnets. For predicting the nonlinear response from the proposed PEH, lumped parameter models are established for the two beams. Both simulation and experiment reveal that for the primary beam, the introduction of magnetic coupling can expand the operating bandwidth as well as improve the output voltage. For the auxiliary beam, the magnitude of the output voltage is slightly reduced, but additional output is observed at off-resonance frequencies. Therefore, broadband energy harvesting can be obtained from both the primary beam and the auxiliary beam.     

同步动态随机存储器辐射效应测试系统研制

在分析同步动态随机存储器(SDRAM)辐射效应主要失效现象的基础上,研制了具备了读写功能测试、刷新周期测试及功耗电流测试三种功能的SDRAM辐射效应在线测试系统,并开展了SDRAM的总剂量效应实验研究。结果表明,总剂量效应会导致SDRAM器件的数据保持时间不断减小,功耗电流不断增大以及读写功能失效。实验样品MT48LC8M32B2的功能失效主要由外围控制电路造成,而非存储单元翻转。数据保持时间虽然随着辐照剂量的累积不断减小,但不是造成该器件功能失效的直接原因。     

用于空间激光通信的InGaAsP 激光二极管辐射损伤研究(英文)

对1:55 μm波长DFB 结构的InGaAsP 多量子阱激光二极管开展电子和60Co- 射线辐照试验。试验结果表明,激光二极管的斜度效率主要受带电粒子沉积的电离总剂量影响,而阈值电流和光功率主要受位移损伤剂量的影响。利用位移损伤剂量方法评价激光二极管的辐射损伤特征,并且预测其在空间辐射环境中的光功率衰退情况。模拟计算结果表明,MEO轨道辐射环境对激光二极管光功率辐射损伤远大于GEO轨道的影响,这主要是由于MEO轨道辐射环境的高能电子通量密度远大于GEO轨道的通量密度。The 1.55 μm InGaAsP multi-quantum-well laser diodes with distributed feedback structures were irradiated by electrons and 60Co- rays. The experimental results show the slope efficiency of laser diode is mostly affected by the total ionizing dose produced by charging particles, and the threshold current and the optical power mainly by displacement damage dose. The displacement damage dose methodology was employed to evaluate radiation damage of the laser diodes, and to predict the power degradations of these diodes in space. The calculated results indicate that the optical powers of the diodes will have more serious degradation for medium Earth orbit than for geosynchronous Earth orbit,due to higher fluence density of high energy electrons in GEO orbits.     

Comparison of total dose effects on SiGe heterojunction bipolar transistors induced by different swift heavy ion irradiation

The degradations in NPN silicon-germanium （SiGe） heterojunction bipolar transistors （HBTs） were fully studied in this work, by means of 25-MeV Si, 10-MeV C1, 20-MeV Br, and 10-MeV Br ion irradiation, respectively. Electrical parameters such as the base current （IB）, current gain （β）, neutral base recombination （NBR）, and Early voltage （VA） were investigated and used to evaluate the tolerance to heavy ion irradiation. Experimental results demonstrate that device degradations are indeed radiation-source-dependent, and the larger the ion nuclear energy loss is, the more the displacement damages are, and thereby the more serious the performance degradation is. The maximum degradation was observed in the transistors irradiated by 10-MeV Br. For 20-MeV and 10-MeV Br ion irradiation, an unexpected degradation in Ic was observed and Early voltage decreased with increasing ion fluence, and NBR appeared to slow down at high ion fluence. The degradations in SiGe HBTs were mainly attributed to the displacement damages created by heavy ion irradiation in the transistors. The underlying physical mechanisms are analyzed and investigated in detail.     

中子诱发232Th裂变初始碎片质量及动能分布Monte-Carlo研究

随着第四代反应堆以及先进核能利用系统的发展,对中子核数据提出了高精度、多核素、宽能区的新要求.目前,中国核数据评价库(CENDL库)中相关核裂变的数据较缺失,不足以满足当前核能发展的需求.因此,建立面向中子核数据需求的可靠计算方法和工具变得极为重要.本文基于Monte-Carlo方法建立了裂变碎片质量动能计算模型,研究了中低能中子诱发²³²Th(n,f)反应发射中子前裂变碎片的分布特性.对于裂变碎片质量分布,本模型计算结果与实验值最大偏差约1%,与GEF, TALYS程序计算结果 (与实验值最大偏差约2%)相比具有一定优势.对于发射中子前裂变碎片动能分布,本模型计算结果与实验数据一致.结果表明,所发展的计算模型能够较好地预测²³²Th(n,f)反应发射中子前裂变碎片数据,为中子诱发锕系核裂变反应计算提供一种新思路.     

三维数值仿真研究锗硅异质结双极晶体管总剂量效应

为探索锗硅异质结双极晶体管(SiGe HBT)总剂量效应的损伤机理,采用半导体器件三维模拟工具(TCAD),建立电离辐照总剂量效应损伤模型,分析比较电离辐射在SiGe HBT不同氧化层结构的不同位置引入陷阱电荷缺陷后,器件正向Gummel特性和反向Gummel特性的退化特征,获得SiGe HBT总剂量效应损伤规律,并与⁶⁰Coγ辐照实验进行对比.结果表明:总剂量辐照在SiGe HBT器件中引入的氧化物陷阱正电荷主要在pn结附近的Si/SiO₂界面处产生影响,引起pn结耗尽区的变化,带来载流子复合增加,最终导致基极电流增大、增益下降;其中EB Spacer氧化层中产生的陷阱电荷主要影响正向Gummel特性,而LOCOS隔离氧化层中的陷阱电荷则是造成反向Gummel特性退化的主要因素.通过数值模拟分析获得的SiGe HBT总剂量效应损伤规律与不同偏置下⁶⁰Coγ辐照实验的结论符合得较好.     

面向绿色智能制造的高维多目标动态作业车间调度优化

在当前环境问题日益严峻情况下,绿色智能制造受到广泛关注。在动态柔性作业车间基础上考虑不同机器状态下的能耗情况、机器使用节能方法,构建以极小化总能耗、最大完工时间、机器总负荷和产品质量稳定性为目标的高维多目标绿色动态柔性作业车间调度模型,并设计改进的灰狼优化IMOGWO算法求解该问题。首先,采用反向学习初始化种群策略,以扩大种群多样性;然后,依据多目标问题和标准GWO算法的特点提出多级官员领导机制,并引入POX交叉和逆序变异算子;最后,改进精英保留策略用于多目标优化算法。为证明算法的有效性,设计两组仿真实验分别对三种算法进行比较。实验结果表明,运用本文改进的IMOGWO算法求解多目标问题有更好的收敛性和分布性。     

含水玻璃夹层状硅酸盐的合成与XRD表征

120℃时膨润土、高岭土分别用水玻璃固化，固化物晶形仍以蒙脱石、高岭石结构为主，且蒙脱石可包含更多的水玻璃成分，其固化机理为水玻璃加强了这些硅酸盐的层间作用力，讨论了新型夹层物质形成的可能。     

数字

100美元 油价明年有望重上 多家大行近期发布报告称,国际油价今年可能突破100美元,因为随着经济继续复苏,全球对石油的需求将继续增加。原油价格上次高于每桶100美元还是在2008年10月份,当时雷曼兄弟破产引发大宗商品和股市大幅下滑。     

近红外光谱结合共识模型快速检测果酒的总酚含量

果酒发酵中的多酚是引起果酒口感、颜色变化的重要因素。为保证果酒品质,有必要开发一种快速监测发酵过程中多酚含量变化的技术。收集不同批次成熟期的蓝莓、桑葚为原料,分别碾压成汁,同时按比例混合二者,于小型发酵罐进行发酵。通过离线收集不同发酵时段的发酵液于离心管,高速离心后取上清液置于棕色瓶保存,共计得到48个果酒发酵样本。将上清液置于三个平行样比色皿,以傅里叶快速变换近红外光谱仪(FT-NIR)采集其透射光谱,取平均值作为该样本的光谱信号。然后将棕色瓶内的发酵液以国标法(即以标准液的吸光度值制定标准曲线)测定各样品的总酚含量,以duplex法计算样本光谱之间的距离且按2∶1的比例划分为训练集和预测集。采用间隔偏最小二乘法(iPLS)将训练集样本的透射光谱与总酚含量之间构建定量模型,间隔数从2依次变化到60个。该研究创新之处是使用共识方法融合多个已构建好的iPLS成员模型,按一定的共识规则分配权系数。通过各成员模型交互验证的残差及其残差之间的相关性来优化各成员模型的线性组合,以拉格朗日乘数法求解各成员模型的权系数,使间隔偏最小二乘-共识模型(consensual iPLS,CiPLS)的交互验证均方根误差最小。相比于全局PLS模型、划分不同间隔数量时的iPLS模型,CiPLS均具有较小的预测误差。当划分39个间隔时由三个iPLS成员模型(即14th,16th,18th)组成的共识模型误差最小为124.2,交互验证相关系数为0.944,对预测集样本的预测均方根误差为163.4,预测相关系数为0.931,预测性能均优于PLS和iPLS模型。另外,作为对比选用连续投影算法与无信息变量剔除法来优化光谱模型,其预测性能均不及本文提出的共识模型。分析各iPLS模型预测残差之间的相关性,发现共识模型主要是融合那些具有较高预测性能且模型间较低相关性的成员模型。结果表明,光谱分析结合共识方法可提高回归模型的预测精度、减少建模所需变量数,能够用于果酒总酚含量的离线快速检测。